BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang - Pengertian Gelombang Gelombang adalah getaran yang merambat. Ciri dari setiap gelombang adalah gelombang merambatkan energi. Pada gelombang mekanik, hal ini diperlihatkan ketika energi yang dirambatkan melalui gelombang air mampu memindahkan gabus yang semula terapung tenang di atas permukaan air. Olengnya kapal dilaut yang sering kali disebabkan oleh ombak laut membuktikan adanya sejumlah energi yang dibawa oleh gelombang. Panas matahari yang terasa di bumi kita juga disebabkan karena gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh matahari merambatkan atau meradiasikan energi panas ke bumi. Sementara itu, pemindahan energi melalui gelombang elektromagnetik tanpa disadari manfaatnya sudah biasa dinikmati dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya, seseorang dapat menikmati alunan musik dari stasiun radio yang jauh letaknya karena adanya gelombang radio yang mengangkut energi bunyi musik itu. Berkat gelombang mikro, seseorang dapat memberi perintah kepada karyawanya dan mengendalikan perusahaanya hanya dari sebuah telepon genggamnya. Semua cara berkomunikasi ini dapat terlaksana berkat gelombang elektromagnetik, yang dapat mengangkut energi informasi ke berbagai tempat. - Macam-macam Gelombang Berdasarkan arah getar: 1. Gelombang transversal, yaitu gelombang yang arah getarnya tegak lurus arah rambatnya. 2. Gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah getarnya searah dengan arah rambatnya. Berdasarkan cara rambat dan medium yang dilalui : 1. Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang dirambatkan adalah gelombang mekanik dan untuk perambatannya diperlukan medium. 2. Gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang yang dirambatkan adalah medan listrik magnet, dan tidak diperlukan medium. Berdasarkan amplitudonya: 1. Gelombang berjalan, yaitu gelombang yang amplitudonya tetap pada titik yang dilewatinya. 2. Gelombang stasioner, yaitu gelombang yang amplitudonya tidak tetap pada titik yang dilewatinya, yang terbentuk dari interferensi dua buah gelombang datang dan pantul yang masing-masing memiliki frekuensi dan amplitudo sama tetapi fasenya berlawanan. Dari beberapa informasi tersebut penulis mencoba untuk mencari beberapa manfaat gelombang khususnya untuk gelombang elektromagnetik 1
1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah di atas, dapat dirumuskan masalah sebagai berikut : 1. Bagaimana teori gelombang elektromagnetik? 2. Apa saja manfaat gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari? 3. Bagaimana cara kerja gelombang elektromagnetik tersebut? 4. Apa saja bahaya yang ditimbulkan dari adanya pemanfaat gelombang elktromagnetik ini? 1.3. Tujuan dan Manfaat Dari rumusan masalah di atas, maka dapat disimpulkan bahwa tujuan serta manfaat dari makalah ini adalah : 1. Dapat mengetahui secara jelas tentang gelombang elektromagnetik. 2. Dapat mengetahui manfaaat,cara kerja, dan dampak pemanfaatan gelombang elektromagnetik. 3. Menambah wawasan ilmu pengetahuan. 2
2.1 Teori Gelombang Elektromagnetik - Identifikasi Gelombang Elektromagnetik BAB II PEMBAHASAN Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitude/amplitude, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya. Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh semua masa di alam semesta pada level yang berbedabeda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik. - Ciri-ciri Gelombang Elektromagnetik 1. Perubahan medan listrik dan medan magnetik terjadi pada saat yang bersamaan, sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada tempat yang sama. 2. Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang. 3. Dari ciri no 2 diperoleh bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal. 4. Seperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang elektromagnetik mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi. Juga mengalami peristiwa polarisasi karena termasuk gelombang transversal. 3
5. Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat-sifat listrik dan magnetik medium yang ditempuhnya. - Spektrum Gelombang Elektromagnetik Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik. Contoh spektrum elektromagnetik: 1) Gelombang Radio Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 khz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya. Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula. Kamu tidak dapat mendengar radio secara langsung, tetapi penerima radio akan mengubah terlebih dahulu energi gelombang menjadi energi bunyi. 2) Gelombang mikro Gelombang mikro (mikrowaves) adalah gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi yaitu diatas 3 GHz. Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul efek pemanasan pada benda itu. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, maka makanan menjadi panas dalam selang waktu yang sangat singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam microwave oven untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis. Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada pesawat RADAR (Radio Detection and Ranging) RADAR berarti mencari dan menentukan jejak sebuah benda dengan menggunakan gelombang mikro. Pesawat radar memanfaatkan sifat pemantulan gelombang mikro. Karena cepat rambat glombang elektromagnetik c = 3 X 108 m/s, maka dengan mengamati selang waktu antara pemancaran dengan penerimaan. 3) Sinar Inframerah Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 1011Hz sampai 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm. jika kamu memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh sebuah lampu pijar dengan detektor yang dihubungkan pada miliampermeter, maka jarum ampermeter sedikit diatas ujung spektrum merah. Sinar yang tidak dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektrum merah itu disebut radiasi inframerah. Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda diipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar inframerah. Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda. 4) Cahaya tampak Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang tampak nervariasi tergantung warnanya mulai dari 4
panjang gelombang kira-kira 4 x 10-7 m untuk cahaya violet (ungu) sampai 7x 10-7 m untuk cahaya merah. Kegunaan cahaya salah satunya adlah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran. 5) Sinar ultraviolet Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi dalam daerah 1015 Hz sampai 1016 Hz atau dalam daerah panjang gelombagn 10-8 m 10-7 m. gelombang ini dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Matahari adalah sumber utama yang memancarkan sinar ultraviolet dipermukaan bumi,lapisan ozon yang ada dalam lapisan atas atmosferlah yang berfungsi menyerap sinar ultraviolet dan meneruskan sinar ultraviolet yang tidak membahayakan kehidupan makluk hidup di bumi. 6) Sinar X Sinar X mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz. panjang gelombangnya sangat pendek yaitu 10 cm sampai 10 cm. meskipun seperti itu tapi sinar X mempunyai daya tembus kuat, dapat menembus buku tebal, kayu tebal beberapa sentimeter dan pelat aluminium setebal 1 cm. 7) Sinar Gamma Sinar gamma mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz atau panjang gelombang antara 10 cm sampai 10 cm. Daya tembus paling besar, yang menyebabkan efek yang serius jika diserap oleh jaringan tubuh. 2.2 Manfaat Gelombang Elektromagnetik dalam Kehidupan Sehari-hari dan Ilmu Pengetahuan A. Gelombang radio (MF dan HF) Untuk komunikasi radio (memanfaatkan sifat gelombang MF dan HF yang dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer, hingga dapat mencapai tempat yang jauh). B. Gelombang radio (UHF dan VHF) Untuk komunikasi satelit (memanfaatkan sifat gelombang UHF dan VHF yang dapat menembus lapisan atmosfer (ionosfer), hingga dapat mencapai satelit). C. Gelombang Mikro Untuk pemanas microwave Untuk komunikasi RADAR (Radio Detection and Ranging) Untuk menganalisa struktur atomik dan molekul Dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut Digunakan pada rangkaian Televisi 5
Gelombang RADAR diaplikasikan untuk mendeteksi suatu objek, memandu pendaratan pesawat terbang, membantu pengamatan di kapal laut dan pesawat terbang pada malam hari atau cuaca kabut, serta untuk menentukan arah dan posisi yang tepat. D. Sinar Inframerah Untuk terapi fisik, menyembuhkan penyakit cacar dan encok Untuk fotografi pemetaan sumber daya alam, mendeteksi tanaman yang tumbuh di bumi dengan detail Untuk fotografi diagnosa penyakit Digunakan pada remote control berbagai peralatan elektronik (alarm pencuri) Mengeringkan cat kendaraan dengan cepat pada industri otomotif Pada bidang militer,dibuat teleskop inframerah yang digunakan melihat di tempat yang gelap atau berkabut. Sinar infra merah dibidang militer dimanfaatkan satelit untuk memotret permukaan bumi meskipun terhalang oleh kabut atau awan. E. Sinar tampak Membantu penglihatan mata manusia Salah satu aplikasi dari sinar tampak adalah penggunaan sinar laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi. F. Sinar Ultraviolet Untuk proses fotosintesis pada tumbuhan Membantu pembentukan vitamin D pada tubuh manusia Dengan peralatan khusus dapat digunakan untuk membunuh kuman penyakit, menyucihamakan ruangan operasi rumah sakit berikut instrumen-instrumen pembedahan Untuk memeriksa keaslian tanda tangan di bank-bank. G. Sinar X (Sinar Rontgen) Dimanfaatkan di bidang kesehatan kedokteran untuk memotret organ-organ dalam tubuh (tulang), jantung, paru-paru, melihat organ dalam tanpa pembedahan, foto Rontgen Untuk analisa struktur bahan / kristal Mendeteksi keretakan / cacat pada logam Memeriksa barang-barang di bandara udara / pelabuhan. H. Sinar Gamma Dimanfaatkan dunia kedokteran untuk terapi kanker Dimanfaatkan untuk sterilisasi peralatan rumah sakit Untuk sterilisasi makanan, bahan makanan kaleng Untuk pembuatan varietas tanaman unggul tahan penyakit dengan produktivitas tinggi Untuk mengurangi populasi hama tananaman (serangga) Untuk medeteksi keretakan /cacat pada logam (seperti kegunaan sinar X juga) 6
Untuk sistem perunut aliran suatu fluida (misalnya aliran PDAM), mendeteksi kebocoran. 2.3 Bahaya dalam Pemanfaatan Sinar Elektromagnetik Paparan radiasi ultraviolet-b yang berlebih terhadap manusia, hewan, tanaman dan bahanbahan bangunan dapat menimbulkan dampak negatif. Pada manusia, radiasi UV-B berlebih dapat menimbulkan penyakit kanker kulit, katarak mata serta mengurangi daya tahan tubuh terhadap penyakit infeksi. Selain itu, peningkatan radiasi gelombang pendek UV-B juga dapat memicu reaksi kimiawi di atmosfer bagian bawah, yang mengakibatkan penambahan jumlah reaksi fotokimia yang menghasilkan asap beracun, terjadinya hujan asam serta peningkatan gangguan saluran pernapasan. 1. Pada tumbuhan, radiasi UV-B dapat menyebabkan pertumbuhan berbagai jenis tanaman menjadi lambat dan beberapa bahkan menjadi kerdil. Sebagai akibatnya, hasil panen sejumlah tanaman budidaya akan menurun serta tanaman hutan menjadi rusak. 2. Pulsa microwaves dapat menimbulkan efek stres pada kimia syaraf otak. 3. Apabila terjadi lubang ozon, maka sinar UV, khususnya yang jenis UV tipe B yang memiliki panjang gelombang 290 nm, yang menembus ke permukaan bumi dan kemudian mengenai orang, dapat menyebabkan kulit manusia tersengat, merubah molekul DNA, dan bahkan bila berlangsung menerus dalam jangka lama dapat memicu kanker kulit, termasuk terhadap mahluk hidup lainnya. 4. Radiasi HP dapat mengacaukan gelombang otak, menyebabkan sakit kepala, kelelahan, dan hilang memori, pemakaian HP bisa menyebabkan kanker otak. 5. Beberapa efek negatif yang bisa muncul sebagai akibat radiasi HP antara lain kerusakan sel saraf, menurunnya atau bahkan hilangnya konsentrasi, merusak sistem kekebalan tubuh, meningkatkan tekanan darah, hingga gangguan tidur dan perubahan aktivitas otak. 6. Sebagian besar garis-garis wajah dan kerut/keriput disebabkan oleh pemaparan berlebihan terhadap sinar UV, baik UVA yang bertanggung jawab atas noda gelap, kerut/keriput, dan melanoma maupun UVB yang bertanggung jawab atas kulit terbakar dan karsinoma. 7. Dampak negatif wi-fi sehubungan dengan radiasi elektromagnetik: keluhan nyeri di bagian kepala, telinga, tenggorokan dan beberapa bagian tubuh lain bila berada dekat dengan peralatan elektronik atau menara pemancar. Bahaya Gelombang Elektromagnetik Dapat menyebabkan kanker kulit (Sinar ultraviolet). Dapat menyebabkan katarak mata(sinar ultraviolet). Dapat menghitamkan warna kulit (Sinar ultraviolet). Dapat melemahkan sistem kekebalan tubuh (Sinar ultraviolet). Dapat menyebabkan kemandulan (Sinar gamma). Dapat menyebabkan kerusakan sel/jaringan hidup manusia (Sinar X dan terutama sinar gamma). 7
BAB III Kesimpulan dan Saran 3.1 Kesimpulan Dari pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa begitu besar peranan gelombang elektromagnetik yang bermanfaat dalam kehidupan kita sehari-hari, tanpa kita sadari keberadaannya. Salah satu contohnya yaitu dalam dunia kedokteran. Sinar elektromagnetik dalam spektrum sinar X digunakan untuk memotret organ-organ dalam tubuh (tulang), jantung, paru-paru, melihat organ dalam tanpa pembedahan, foto Rontgen. Selain itu pemanfaatan gelombang elektromagnetik juga digunakan dalam barang-barang teknologi yang sering kita gunakan sehari-hari yaitu HP, radio, televisi, dll. Spektrum elektromagnetik adalah susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya. Adapun contohnya ialah: gelombang radio, gelombang mikro, sinar imframerah, sinar gamma, sinar x, cahaya tampak, sinar ultraviolet. Selain banyak manfaat dari sinar elektromagnetik juga terdapat bahaya-bahaya yang ditimbulkan dari sinar elektromagnetik di antaranya adalah: Dapat menyebabkan kanker kulit (Sinar ultraviolet). Dapat menyebabkan katarak mata(sinar ultraviolet). Dapat menghitamkan warna kulit (Sinar ultraviolet). Dapat melemahkan sistem kekebalan tubuh (Sinar ultraviolet). Dapat menyebabkan kemandulan (Sinar gamma). Dapat menyebabkan kerusakan sel/jaringan hidup manusia (Sinar X dan terutama sinar gamma). 3.2. Saran Karena begitu banyak masalah-masalah atau dampak bahaya yang ditimbulkan dari sinar elektromagnetik bagi kehidupan, sebaiknya pemanfaatan sinar elektromagnetik juga memperhatikan dan memperhitungkan kesehatan dari para pemakainya. Agar terhindar dari masalah kesehatan tersebut penulis menyarakan agar pengguna barang elektronik jangan terlalu sering tergantung pada alat-alat tersebut seperti HP, televisi, dsb. Serta apabila pengguna sedang beristirahat sebaiknya jauhkan barang-barang elektronik dari jangkauan anda karena hal tersebut dapat menyebabkan radiasi. 8
DAFTAR PUSTAKA http://spirleeanesta.wordpress.com/2013/04/18/makalah-gelombang-elektromagnetik/ http://www.slideshare.net/fitriyanamigumi/makalah-gelombang-elektromagnetik 9