Gelombang Elektromagnetik : Jenis – Contoh – Rumus dan Contoh Soal

Getaran adalah gerak bolak-balik dari sebuah benda menuju keadaan setimbangnya. Dalam materi Ilmu Pengetahuan Alam, getaran ini dapat merambat dan membawa energi. Rambatan getaran ini disebut sebagai gelombang.

Dalam kehidupan sehari-hari kita mengenal banyak hal yang disebut sebagai gelombang, sementara dalam ilmu sains gelombang ini terbagi menjadi dua kelompok. Kelompok pertama, gelombang dibagi berdasarkan arah rambatannya, yaitu gelombang longitudinal dan gelombang tranversal. Kelompok kedua, gelombang dibagi menjadi 2 pula berdasarkan medium yang dilaluinya, gelombang elektromagnetik dan nonelektromagnetik. Kedua gelombang tersebut saling berhubungan.

Agar lebih jelas, dalam pembahasan kita kali ini akan menguraikan tentang gelombang elektromagnetik; pengertian, jenis, contoh dalam kehidupan sehari-hari, rumus, dan contoh soal dan pembahasan.

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat tanpa medium. Gelombang ini dihasilkan dari osilasi (getaran periodik berulang-ulang) antara medan magnet dan medan listrik. Beberapa peneliti mengategorikan gelombang ini sekaligus ke dalam gelombang transversal.

James Clerk Maxwel (1831-1879) menyebutkan keyakinan tentang hal di atas pertama kali berdasarkan penelitian yang menunjukkan bahwa kecepatan gelombang elektromagnetik sama dengan gelombang cahaya. Selanjutnya beberapa ilmuwan lain berhasil membuktikan hal tersebut melalui berbagai teori yang tercipta kemudian. Ilmuwan tersebut, antara lain Henrich Rudolp Hertz (1857-1894), Peter Zeenan (1852-1943), dan Stark (1874-1957). Hertz bahkan dengan berani mengemukakan bahwa gelombang cahaya merupakan gelombang transversal sekaligus sebagai gelombang elektromagnetik.

Dengan demikian, para ahli mengemukakan bahwa gelombang elektromagnetik mempunyai sifat sebagai gelombang, sekaligus sebagai partikel atau benda. Beberapa sifat dan diri gelombang elektromagnetik, antara lain:

• Membawa atau mentransfer energi dari satu tempat ke tempat lain tetapi tidak membawa massa.
• Bersifat seperti gelombang pada umumnya, mempunyai panjang gelombang, kecepatan (cepat rambat), dan frekuensi.
• Hubungan antara energi dan panjang gelombang elektromagnetik berbanding terbalik. Semakin kecil panjang gelombangnya, energi yang dihasilkan semakin besar, sedangkan frekuensinya juga besar. Hal ini akan kita bahas dalam uraian selanjutnya.

Gelombang elektromagnetik dibagi menurut panjang gelombangnya. Sesuai dengan sifat yang sudah disebutkan, panjang gelombang tang kecil menunjukkan energi yang dihasilkan lebih besar.

Di bawah ini jenis gelombang elektromagnetik mulai dari yang berenergi paling kecil.

1. Gelombang Radio

Mungkin ini termasuk jenis gelombang yang paling dikenal dalam kehidupan sehari-hari. Gelombang dihasilkan oleh osilasi atau arus listrik bolak balik yang ditangkap oleh antena. panjang gelombang radio sekitar 1 mm sampai 10.000 km.

2. Gelombang Mikro atau Gelombang Infrared

Gelombang mikro mempunyai panjang gelombang sedikit di bawah delombnag radio tetapi lebih panjang dari gelombang cahaya. Gelombang cahaya dapat kita lihat bentuknya. gelombang infra merah ini tidak terlihat secara kasat mata. Meskipun demikian, gelombang ini juga tidak dapat menembus benda gelap atau menembus benda yang tidak dapat ditempus oleh cahaya biasa. Panjang gelombang mikro sekitar 0,001 mm sampai 1 mm.

3. Gelombang atau Spektrum Kasat Mata

Sesuai dengan namanya, spektrum kasat mata terlihat oleh mata manusia. Gelombang ini berwarna hijau dan mempunyai panjang gelombang 400 sampai 700 nm.

4. Gelombang Ultraviolet

Di bumi gelombang ultraviolet atau ultra ungu yang paling besar dan dikenal manusia adalah sinar matahari. Selain itu, gelombang ini juga terdapat pada lampu merkuri. termasuk jenis gelombang yang tidak berbahaya, tetapi tidak dapat dilihat manusia. Lebah dan kupu-kupu termasuk jenis hewan yang memiliki kemampuan melihat gelombang ini dan digunakan untuk melihat nektar pada bunga. Panjang gelombang ultraviolet sekitar 0,01 sampai 10 nm.

5. Sinar X

Sinar X atau yang lebih dikenal dengan sinar rontgen mempunyai panjang gelombang kurang dari 10 nm. Energi yang dihasilkan lebih besar dari gelombang elektromagntik yang telah disebutkan sebelumnya. Dengan energinya yang besar, sinar ini dapat menembus tubuh manusia. Bentuknya radiasi, sehingga berbahaya bagi tubuh jika terpapar secara berlebihan.

6. Sinar Gamma

Sinar gamma mempunyai panjang gelombang paling kecil dibandingkan gelombang elektromagnetik lain, otomatis energinya paling besar. Panjang gelombang sinar gamma sekitar 0,0001 nm sampai 0,1 nm.

Berbagai jenis gelombang elektromagnetik di atas sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Terkadang dengan nama yang berbeda sehingga kita tidak mengenalinya. Beberapa di antara sinar elektromagnetik yang sering digunakan, yaitu:

• Gelombang radio paling banyak digunakan meski energi dari gelombang ini tidak sebesar yang lain. Televisi, radio, alat komunikasi tanpa kabel, radar, pencitraan, peta 3 dimensi dibuat menggunakan gelombang ini.
• Gelombang infrared banyak digunakan pada remote televisi, AC, dan lain-lain tanpa kabel. Menggunakan remote yang memancarkan sinar infra merah kita dapat menyalakan peralatan elektronik dari jarak jauh.
  Infrared juga dihasilkan dan digunakan untuk pemanasan alat masak, seperti microwave.
• Gelombang ultraviolet lebih banyak digunakan dalam penelitian ilmu sains. Sesuatu yang disinari dengan sinar ungu ini akan terlihat lebih jelas. Proses asimilasi atau fotosintesis dapat terjadi dengan bantuan sinar ini. Selain itu, sinar ultraviolet dari matahari pagi dapat membunuh kuman dan meningkatkan vitamin D dalam tubuh manusia.
• Sinar X, banyak digunakan untuk keperluan pengobatan. Yang paling terkenal adalah penggunaan dalam foto rontgen. Sinar ini menembus tubuh dan dapat membuat gambaran tubuh manusia bagian dalam.kontami
• Sinar gamma, juga banyak digunakan dalam medis. Hanya saja sinar ini banyak digunakan untuk mensterilisasi peralatan medis yang sudah terkontaminasi.

Rumus perhitungan gelombang elektromagnetik pernah dibuat oleh Maxwell utnuk membuktikan kesamaannya dengan cahaya. Rumus ini tidak pernah ditanyakan dalam bentuk perhitungan, karena hasilnya sudah pasti, seperti pada gambar di bawah ini.

Rumus lain dari gelombang elektromagnetik akan dibahas dalam teori radiasi Planck yang terkait.

Pada Sekolah Menengah Atas, soal gelombang elektromagnetik biasanya ditanyakan dalam bentuk teori dan pemahaman. Contoh dan pembahasannya sebagai berikut.

1. Salah satu pemanfaat gelombang infrared atau gelombang mikro adalah…
A. Membunuh sel kanker
B. Untuk peralatan komunikas tanpa kabel
C. Memasak makanan dengan lebih cepat
D. Mensterilkan alat-alat kedokteran
E. Foto rontgen

Jawab: C. Memasak makanan dengan lebih cepat sesuai fungsi microwave, salah satu contoh gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.

2. Urutan gelombang elektromagnetik dari frekuensi rendah ke tinggi adalah…
A. Ultraviolet, infra merah, sinar X, sinar gamma
B. Gelombang mikro, cahaya tampak, infra merah, ultraviolet
C. Gelombang radio, infra merah, ultraviolet, sinar X
D. Sinar gamma, sinar X, gelombang merah, gelombang radio
E. Gelombang radio, cahaya tampak, ultraviolet, infra merah

Jawab: C. Hal ini sesuai dengan teori bahwa semakin panjang gelombang elektromagnetik berarti semakin tinggi energi dan frekuensi yang dimiliki.

Sangat mudah bukan memahami materi dan pembahasan gelombang elektromagnetik? Ini sama dengan mempelajari gelombang bunyi dan pelajaran biologi, seperti nisia dalam ekosistem.

Semoga bermanfaat.