Gelombang Elektromagnetik: Pengertian, Sifat, Manfaat, dan Bahayanya

Sobat Pijar, pernah gak ngerasain jaringan internetmu tiba-tiba hilang? Ternyata, itu terjadi karena ada gangguan di gelombang elektromagnetik yang dipakai untuk mengirim data dari internet ke perangkatmu, lho!

Gelombang elektromagnetik bukan hanya digunakan dalam jaringan internet, tapi juga dalam banyak aspek kehidupan sehari-hari kita. Misalnya, ketika menonton TV atau mendengarkan radio, sinyal tersebut dikirimkan melalui gelombang elektromagnetik. Penasaran mengenai gelombang elektromagnetik? Yuk, simak pembahasannya di bawah ini!

Baca juga: Gelombang Bunyi: Materi dan Contoh Soal

Pengertian Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik merupakan sebuah gelombang yang dapat merambat tanpa memerlukan perantara atau media untuk merambat sehingga tetap dapat merambat meskipun berada di dalam ruangan hampa. 

Level dari energi elektromagnetik tidak selalu sama, semakin tinggi level energi tersebut, semakin pendek juga gelombang dari energi yang dihasilkan namun frekuensinya akan semakin tinggi. Energi dari elektromagnetik ini sendiri merambat dalam gelombang melalui panjang gelombang, amplitudo, frekuensi, dan juga kecepatan. 

Sama seperti gelombang transversal biasa, gelombang elektromagnetik memiliki arah rambat tegak lurus terhadap arah getarnya. Kecepatan dari gelombang dapat kamu tentukan dengan menggunakan rumus seperti dibawah ini.

Keterangan:

C = kelajuan gelombang dalam ruang hampa ($3 \times 10^{-s}$ m/s)

E = kuat dari medan listrik (N/C)

B = kuat dari medan magnet (Tesla)

Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Merupakan eksperimen dari Heinrich Hertz, gelombang elektromagnetik pertama kali dibangkitkan di tahun 1887. Dengan menggunakan loop kawat, Hertz dapat mendeteksi gelombang dari jarak tertentu dan menghasilkan GGL pada saat perubahan medan magnet lewat.

Karakter dari gelombang tersebut sama seperti cahaya yang dapat dipantulkan, dibiaskan, dan berinterferensi. Mendukung teori Maxwell, panjang gelombang cahaya 400 nm hingga 750 nm. Sedangkan frekuensi cahaya ditentukan dengan persamaan dibawah ini. 

Keterangan:

f = frekuensi gelombang elektromagnetik (Hz)

c = cepat rambat cahaya di ruangan hampa ($3 \times 10^{-s}$ m/s)

$\lambda$ = panjang gelombang cahaya (meter)

Maka semakin besar panjang gelombang elektromagnetik akan terbalik terhadap frekuensi gelombang tersebut. 

Spektrum elektromagnetik terdiri atas gelombang mikro, gelombang radio, sinar inframerah, cahaya tampak, sinar ultraviolet, sinar X dan juga sinar gamma. Untuk penjelasan lengkapnya, simak pembahasan berikut yuk, Sobat Pijar!

Gelombang Mikro

Gelombang mikro adalah gelombang elektromagnetik yang dapat digunakan untuk memanaskan sebuah benda atau makanan, seperti halnya pada saat kita menggunakan microwave untuk memanaskan makanan. Gelombang mikro ini memiliki frekuensi 10^10 Hz dengan panjang gelombang sekitar 3 mm. 

Selain itu, fungsi gelombang mikro ini juga dapat digunakan untuk memandu pesawat pada saat mendarat serta dapat membantu pengamatan pesawat dan kapal di malam hari atau cuaca berkabut. 

Gelombang Radio

Gelombang radio merupakan spektrum gelombang elektromagnetik dengan gelombang terbesar dan frekuensi yang paling kecil. Gelombang radio dipancarkan oleh antena transmitter dan diterima oleh antena receiver, gelombang ini dapat mentransmisikan sinyal dengan jarak yang jauh.

Gelombang radio dapat dipantulkan pada lapisan E ataupun lapisan F tergantung pada frekuensi dan sudut elevasinya. Benda elektronik yang ada di sekitar kamu seperti televisi, telepon, dan juga radio merupakan benda-benda yang memanfaatkan gelombang radio ini. 

Sinar Inframerah

Sinar inframerah memiliki panjang gelombang yang lebih pendek dibandingkan dengan gelombang radio, yaitu hanya 1000 nm hingga 1mm. Sinar inframerah dihasilkan oleh elektron pada molekul yang bergetar dan karena dipanaskan akan terurai menjadi beberapa molekul. 

Sinar inframerah memiliki rentang frekuensi antara 10^11 Hz hingga 10^14 Hz, frekuensi gelombang tersebut dihasilkan oleh getaran elektron di sebuah atom yang memancarkan gelombang elektromagnetik. Sinar inframerah sering digunakan untuk terapi medis dan juga digunakan oleh militer untuk melihat di tempat yang gelap ataupun berkabut. 

Cahaya Tampak

Cahaya tampak termasuk gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang antara 400 hingga 800 nm dengan frekuensi sekitar 10^15 Hz. Radiasi dari cahaya tampak dapat dilihat oleh penglihatan manusia dan memiliki 7 warna Pelangi dengan panjang gelombang cahaya yang berbeda. Pada bidang telekomunikasi, penggunaan sinar laser dalam serat optik merupakan salah satu contoh penggunaan dari cahaya tampak. 

Sinar Ultraviolet

Sinar matahari merupakan sumber dari sinar ultraviolet yang memancar ke bumi. Sinar ultraviolet memiliki panjang gelombang antara 10nm hingga 100 n, dengan frekuensi antara 10^15 Hz hingga 10^16 Hz.

Meskipun sinar ultraviolet dari matahari dapat membantu menghasilkan vitamin D, namun sinar ultraviolet membahayakan kehidupan makhluk hidup karena dapat menyebabkan perubahan struktur sel kulit manusia apabila terpapar terlalu lama oleh sinar ultraviolet ini karena mampu menembus kulit manusia. 

Sinar X

Dibandingkan dengan sinar ultraviolet, sinar x memiliki daya tembus yang kuat karena panjang gelombang dari sinar X yang pendek (0,3 nm – 3 nm) tetapi memiliki frekuensi yang sangat tinggi. Sinar X bahkan dapat menembus daging hingga pelat alumunium yang memiliki tebal 1c. Karena hal tersebut, sinar X sering digunakan untuk rontgen yang dapat memperlihatkan struktur tulang pada manusia karena sinar X tidak dapat menembus tulang yang memiliki struktur padat. 

Sinar Gamma

Memiliki panjang gelombang antara 0,0003 – 0,03 nm, frekuensi dari sinar ini sendiri merupakan yang paling tinggi sehingga merupakan sinar dengan daya tembus yang paling besar. Sinar gamma adalah gelombang elektromagnetik yang dapat digunakan untuk mensterilkan peralatan medis atau digunakan juga untuk proses radioterapi pada pengobatan kanker. 

Sifat-Sifat Gelombang Elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik memiliki beberapa sifat dan sifat-sifat gelombang elektromagnetik antara lain: 

1. Medan listrik dan medan magnet yang ada di gelombang elektromagnetik berubah secara bersamaan 
2. Memiliki kecepatan konstan 3 x 108m/s di ruang hampa
3. Terdapat peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, dan pelenturan
4. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal
5. Banyaknya frekuensi atau panjang gelombang, membuatnya terbagi menjadi beberapa jenis
6. Bisa bersifat sebagai partikel dan memiliki energi yang bergantung pada persamaan dibawah ini

Keterangan:

f = frekuensi gelombang elektromagnetik (Hz)

E = energi foton gelombang elektromagnetik (joule)

h = tetapan planck ($6,6 \times 10^{-34}$ js)

Sumber Gelombang Elektromagnetik

Adanya gelombang elektromagnetik dapat terjadi karena beberapa sumber, sumber gelombang elektromagnetik dan cara kerjanya dapat kamu simak dibawah ini ya.

1. Lampu infrared yang dapat menghasilkan infra merah
2. Lampu ultraviolet dapat menghasilkan ultra ungu
3. Pancaran sinar matahari ke bumi dapat menghasilkan gelombang mikro dan juga sinar ultraviolet
4. Penembakan elektron pada sebuah tabung hampang yang ada di keping logam dapat menghasilkan sinar X atau sinar rontgen
5. Inti atom yang tidak stabil menyebabkan terbentuknya radiasi gamma

Manfaat Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik sendiri memiliki beberapa manfaat yang akan kami rangkum ke empat aspek dibawah ini. 

Manfaat gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari

1. Gelombang radio sebagai penggunaan radio
2. Gelombang mikro untuk penggunaan microwave
3. Sinar inframerah untuk remote control dan berbagai barang elektronik
4. Sinar ultraviolet untuk pembentukan vitamin D pada manusia

Manfaat gelombang elektromagnetik dalam bidang pertanian

1. Sinar ultraviolet dapat membantu proses fotosintesis pada tumbuhan
2. Sinar gamma membantu mengurangi populasi hama 

Manfaat gelombang elektromagnetik dalam bidang industri

1. Cahaya tampak dapat menggunakan sinar laser untuk mengelas dan memotong lempengan baja
2. Sinar inframerah membantu mengeringkan cat kendaraan lebih cepat
3. Sinar X membantu mendeteksi cacat pada logam

Manfaat gelombang elektromagnetik dalam bidang kedokteran

1. Sinar X dapat digunakan untuk memotret bagian dalam tubuh
2. Sinar gamma digunakan sebagai pengobatan terapi kanker dan sterilisasi peralatan rumah sakit
3. Sinar inframerah sebagai terapi fisik untuk membantu menyembuhkan cacar dan encok

Bahaya Gelombang Elektromagnetik

Seperti yang sudah dijabarkan diatas tadi, kamu pasti sudah tahu kalau gelombang elektromagnetik memiliki banyak manfaat bagi kehidupan sehari-hari, namun ternyata terdapat juga bahaya gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari yang dapat kamu simak dibawah ini. 

1. Sinar ultraviolet yang terlalu banyak dapat menyebabkan penyakit kulit, katarak pada mata, dan membuat daya tahan tubuh menurun
2. Gelombang mikro dapat memberikan efek stress pada syaraf otak
3. Gelombang mikro yang menjalankan proses pemanasan dalam microwave dapat menyebabkan penurunan jumlah hemoglobin jika digunakan dalam jangka waktu yang panjang
4. Barang elektronik seperti laptop, handphone, komputer, dan televisi juga menggunakan gelombang elektromagnetik dan radiasinya dapat mengganggu ingatan, pembentukan janin pada wanita hamil, kerusakan mata, dan penyakit lainnya. 

Wah, menarik sekali ya materi gelombang elektromagnetik ini. Yuk, coba uji pemahamanmu dengan mengerjakan berbagai latihan soal yang ada di Pijar Belajar! Klik banner ini untuk mulai mengakses ribuan latihan soal dan pembahasan Pijar Belajar.

Baca juga: Gelombang Stasioner: Materi dan Contoh Soal

_____________________________________________

Sobat Pijar, sekarang kamu sudah tahu betapa pentingnya gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari kita. Jadi, yuk kita jaga penggunaannya dengan bijak dan sehat agar bisa terus memanfaatkannya dengan optimal!

Ingin belajar materi gelombang dalam Fisika? Kamu bisa belajar lho di mana saja dan kapan saja dengan Pijar Belajar! Selain ada materi mengenai gelombang elektromagnetik, ada juga materi lain seperti gelombang cahaya, gelombang bunyi, dan gelombang stasioner, lho! Wah, lengkap ya?

Tunggu apa lagi? Gunakan Pijar Belajar sekarang juga!