I. GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
A. PENGERTIAN GELOMBBANG ELEKTROMAGNETIK
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.
B. SKETSA GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
C. SIFAT-SIFAT GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
1. Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang tanpa medium
2. merupakan gelombang transversal
3. tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik
4. dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi),
perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi), pengutuban (polarisasi)
5. Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan,
sehingga medan listrik dan medan magnet sefase dan berbanding lurus.
Cahaya yang tampak oleh mata bukan semata jenis yang memungkinkan
radiasi elektromagnetik. Pendapat James Clerk Maxwell menunjukkan bahwa
gelombang elektromagnetik lain, berbeda dengan cahaya yang tampak oleh
mata dalam dia punya panjang gelombang dan frekuensi, bisa saja ada.
Kesimpulan teoritis ini secara mengagumkan diperkuat oleh Heinrich
Hertz, yang sanggup menghasilkan dan menemui kedua gelombang yang
tampak oleh mata yang diramalkan oleh Maxwell itu. Beberapa tahun
kemudian Guglielmo Marconi memperagakan bahwa gelombang yang tak
terlihat mata itu dapat digunakan buat komunikasi tanpa kawat sehingga
menjelmalah apa yang namanya radio itu. Kini, kita gunakan juga buat
televisi, sinar X, sinar gamma, sinar infra, sinar ultraviolet adalah
contoh-contoh dari radiasi elektromagnetik. Semuanya bisa dipelajari
lewat hasil pemikiran Maxwell.
D. SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang
gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik. Gambar
spectrum elektromagnetik di bawah disusun berdasarkan panjang gelombang
(diukur dalam satuan _m) mencakup kisaran energi yang sangat rendah,
dengan panjang gelombang tinggi dan frekuensi rendah, seperti gelombang
radio sampai ke energi yang sangat tinggi, dengan panjang gelombang
rendah dan frekuensi tinggi seperti radiasi X-ray dan Gamma Ray.
C. CONTOH PENERAPAN GELOMBANG ELEKROMAGNETIK
• Radio
Radio energi adalah bentuk level energi elektromagnetik terendah,
dengan kisaran panjang gelombang dari ribuan kilometer sampai kurang
dari satu meter. Penggunaan paling banyak adalah komunikasi, untuk
meneliti luar angkasa dan sistem radar. Radar berguna untuk mempelajari
pola cuaca, badai, membuat peta 3D permukaan bumi, mengukur curah
hujan, pergerakan es di daerah kutub dan memonitor lingkungan. Panjang
gelombang radar berkisar antara 0.8 – 100 cm.
• Microwave
Panjang gelombang radiasi microwave berkisar antara 0.3 – 300 cm.
Penggunaannya terutama dalam bidang komunikasi dan pengiriman informasi
melalui ruang terbuka, memasak, dan sistem PJ aktif. Pada sistem PJ
aktif, pulsa microwave ditembakkan kepada sebuah target dan refleksinya
diukur untuk mempelajari karakteristik target. Sebagai contoh aplikasi
adalah Tropical Rainfall Measuring Mission’s (TRMM) Microwave Imager
(TMI), yang mengukur radiasi microwave yang dipancarkan dari Spektrum
elektromagnetik Energi elektromagnetik atmosfer bumi untuk mengukur
penguapan, kandungan air di awan dan intensitas hujan.
• Infrared
Kondisi-kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki pancaran
inframerah dari tubuh. Foto inframerah khusus disebut termogram
digunakan untuk mendeteksi masalah sirkulasi darah, radang sendi dan
kanker. Radiasi inframerah dapat juga digunakan dalam alarm pencuri.
Seorang pencuri tanpa sepengetahuannya akan menghalangi sinar dan
menyembunyikan alarm. Remote control berkomunikasi dengan TV melalui
radiasi sinar inframerah yang dihasilkan oleh LED ( Light Emiting Diode
) yang terdapat dalam unit, sehingga kita dapat menyalakan TV dari
jarak jauh dengan menggunakan remote control.
• Ultraviolet
Sinar UV diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapat membunuh kuman-kuman penyakit kulit.
• Sinar X
Sinar X ini biasa digunakan dalam bidang kedokteran untuk memotret
kedudukan tulang dalam badan terutama untuk menentukan tulang yang
patah. Akan tetapi penggunaan sinar X harus hati-hati sebab jaringan
sel-sel manusia dapat rusak akibat penggunaan sinar X yang terlalu
lama.
II. GELOMBANG MEKANIK
Gelombang mekanik adalah sebuah gelombang yang dalam perambatannya
memerlukan medium, yang menyalurkan energi untuk keperluan proses
penjalaran sebuah gelombang. Suara merupakan salah satu contoh
gelombang mekanik yang merambat melalui perubahan tekanan udara dalam
ruang (rapat-renggangnya molekul-molekul udara). Tanpa udara, suara
tidak bisa dirambatkan. Di pantai dapat dilihat ombak, yang merupakan
gelombang mekanik yang memerlukan air sebagai mediumnya. Contoh lain
misalnya:
Gelombang pada tali atau per (slinky).
Gelombang permukaan air
Gelombang seismik
Gelombang tegangan
Gelombang akustik
Gelombang infrasonik (f < 20 Hz)
Gelombang suara (20 Hz < f < 20 kHz)
Gelombang ultrasonik (f > 20 kHz)
III. Microwave
sesuai namanya alat ini menggunakan gelombang mikro. gelombang mikro
yang digunakan pada microwave oven sebenarnya adalah gelombang
elektromagnetik yang mirip dengan gelombang radio. bedanya, microwave
punya panjang gelombang lebih pendek dari gelombang radio biasa. nggak
salah kalo gelombang ultra-short ini disebut microwave.
walaupun memiliki panjang gelombang yang lebih pendek, gelombang mikro
punya frekuensi yang lebih tinggi daripada gelombang radio. sesuai
dengan hukum gelombang, panjang gelombang berbanding terbalik dengan
frekuensinya. makin besar frekuensinya maka makin pendek panjang
gelombangnya.
gelombang yang lebih pendek akan lebih efektif menyebar dalam area yang
luas. contohnya adalah kecanggihan gelombang pendek yang dapat kita
temui pada sebuah radar. dengan gelombang yang pendek, frekuensi yang
besar dan kemampuan membawa data yang lebih baik.
dalam berbagai penelitian, gelombang mikro memiliki panjang gelombang
dan frekuensi yang tepat untuk bisa menembus bahan tanpa merusak bahan
tersebut. microwave mampu menembus makanan dan mencampur
molekul-molekul air dan lemak secara merata. gelombang mikro pada
frekuensi 2500 MHz dapat diserap air, lemak dan gula sehingga atom
dapat teraduk dan menghasilkan panas. hal inilah yang secara nggak
langsung membuat masakan matang.
proses tersebut nggak memerlukan konduksi panas seperti oven biasa.
oleh karena itu, proses berjalan dengan cepat. dan gelombang mikro pada
frekuensi ini nggak akan menembus bahan seperti gelas, keramik, dan
sebagian jenis plastik. bahkan bahan logam akan memantulkan gelombang
ini.
kemampuan microwave menghaslikan panas juga digunakan pada dunia
kesehatan. yaitu untuk menghancurkan tumor dalam tubuh. pada saat
gelombang di arahkan ke tumor, panasnya akan megaduk atom pada tumor
sehingga dapat menghancurkannya.
IV. HandPhone
Telepon seluler atau ponsel yang banyak digunakan oleh masyarakat saat
ini, memang sangat membantu dalam hal kemudahan berkomunikasi. Ukuran
ponsel makin lama makin kecil agar lebih praktis mudah dimasukkan ke
dalam saku dan kelebihannya makin lama makin canggih. Kecanggihan dan
kelebihan ponsel tidak lain adalah waktu selalu ditemukan hal yang
baru. Akan tetapi satu hal yang perlu diingat bahwa pancaran sinyal
dari emiter ponsel selalu mengikuti kaidah pancaran radiasi gelombang
elektromagnetik.
Spektrum gelombang elektromagnetik dikelompokkan berdasarkan panjang
gelombangnya atau bisa juga dikelompokkan berdasarkan frequensinya.
Mengenai spektrum gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang
gelombangnya atau frequensinya dapat dilihat pada Tabel 1.
No. Jenis gelombang elektromagnetik: Panjang gelombang (m) Frequensi, (Hertz)
1. Gelombang radio:
a. Radio gelombang panjang
b. Radio gelombang pendek
c. Komunikasi bands.
d. Televisi
2. Gelombang Mikro:
a. Radar
3. Infra merah
4. Cahaya tampak
5. Ultra ungu
6. Sinar - X
7. Sinar gamma
109 - 10-3
109 - 103
103 - 10
105 - 10-3
10 - 10-1
10 - 10-5
10 - 10-3
10-3 - 10-6
10-6 - 10-7
10-7 - 10-10
10-8 - 10-12
10-10 - 10-16
1 - 1011
1 - 105
105 - 107
103 - 1011
107 - 109
107 - 1013
108 - 1011
1011 - 1014
1014 - 1015
1015 - 1019
1016 - 1021
1018 - 1025
Berdasarkan tabel tersebut di atas , tampak bahwa pancaran gelombang
elektromagnetik dari ponsel dengan frequensi antara 450 - 1800 MHz
telah memasuki daerah gelombang mikro seperti halnya radar. Bila
dilihat energinya, maka pancaran gelombang elektromagnetik dari ponsel
akan menghasilkan energi yang mengikuti persamaan berikut ini:
E = h u
= h c/l dimana:
E = energi yang dihasilkan, erg.
h = konstanta planck, 6,62 x 10-27 erg detik
c = kecepatan cahaya, 300.000 km/detik = 3.1010 cm / detik
l = panjang gelombang.
Kalau panjang gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh ponsel
diambil 10-2 meter, maka energi elektromagnetik yang akan dihasilkan
dapat dihitung sebagai berikut;
E = 6,62.10-27 x 3.1010 / (10-2.10-2 )
= 19,86.10-17 erg
Karena ; 1 eV = 1,6.10-12 erg
Maka : E =(19,86.10-17)/(1,6. 10-12)eV.
= 12,41 . 10-5 eV
= 1,241 . 10-6 eV
Dampak Radiasi Handphone
Hasil perhitungan tersebut di atas menunjukkan bahwa quantum energi
yang ditimbulkan oleh radiasi elektromagnetik ponsel, secara kuantitas
relatif masih kecil karena hanya berkisar seper sejuta elektron Volts.
Namun kalau jarak sumber radiasi dengan materi, yaitu jarak antara
pesawat ponsel dengan kepala (khususnya telinga) diperhitungkan, maka
dampak radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh ponsel tidak boleh
diabaikan begitu saja. Alasannya adalah karena intensitas radiasi
elektromagnetik yang diterima oleh materi (kepala khusus bagian
telinga), akan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak, artinya makin
dekat dengan sumber radiasi (ponsel) akan makin besar radiasi yang
diterima. Persoalan akan lebih menarik lagi, kalau waktu kontak atau
waktu berbicara melalui ponsel diperhitungkan, maka akumulasi dampak
radiasi akibat pemakaian ponsel perlu dicermati lebih jauh lagi.
Hal-hal inilah yang pada saat ini sedang diteliti oleh Prof. Leid
Salford, yaitu dampak radiasi elektromagnetik ponsel terhadap tubuh
manusia.
Pengamatan lebih jauh mengenai dampak radiasi elektromagnetik ponsel
terhadap tubuh manusia, ternyata mempunyai kemiripan dengan dampak
radiasi elektromagnetik yang ditimbulkan oleh radar. Pesawat radar
sejauh ini telah diduga mempunyai dampak terhadap manusia yang berada
pada sekitar instalasi radar. Dampak tersebut adalah kemampuan radar
mengagitasi molekul air yang ada dalam tubuh manusia. Perlu diingat
bahwa sel-sel yang terdapat dalam tubuh manusia sebagian besar
mengandung air, maka dampak agitasi terhadap molekul air perlu mendapat
perhatian yang seksama. Agitasi yang ditimbulkan oleh radiasi
elektromagnetik. Kalau intensitas radiasi elektromagnetiknya cukup
kuat, maka molekul-molekul air terionisasi, dampak yang ditimbulkan
mirip dengan akibat yang ditimbulkan oleh radiasi nuklir. Peristiwa
agitasi oleh gelombang mikro yang perlu diperhatikan adalah yang
berdaya antara : 4 mW/cm2 ~ 30 mW/cm2. Agitasi bisa menaikkan suhu
molekul air yang ada di dalam sel-sel tubuh manusia dan ini dapat
berpengaruh terhadap kerja susunan syaraf, kerja kelenjar dan hormon
serta berpengaruh terhadap psikologis manusia. Menurut para ahli, untuk
waktu kontak yang cukup lama, ada kemungkinan terjadi sterilisasi
terhadap organ reproduksi. Hal-hal inilah yang kemungkinan diduga
sebagai penyebab timbulnya penyakit "alzheimer" yang pada saat ini
tengah diteliti oleh Prof. Leid Salford. Alzheimer atau timbulnya
kepikunan yang terlalu dini, sudah barang tentu sangat merugikan
manusia karena jelas akan menurunkan produktivitas kerja seseorang.
Hal penelitian mengenai pengaruh gelombang mikro terhadap tubuh manusia
menyatakan bahwa untuk daya sampai dengan 10 mW/cm2 masih termasuk
dalam nilai ambang batas aman. Nilai ambang batas aman sebesar 10
mW/cm2 ini berlaku di Amerika, sedangkan untuk negara-negara lain belum
dicapai kata sepakat berapa sebenarnya nilai ambang batas aman
tersebut. Sebagai contoh, Rusia menetapkan nilai ambang batas aman
adalah 0,01 mW/cm2, jauh lebih kecil (1/1000 nya) nilai ambang batas
aman yang ditetapkan oleh Amerika. Jadi mengenai penetapan nilai ambang
batas aman masih perlu diteliti lebih jauh lagi, demi keselamatan
pemakai gelombang mikro termasuk pula terhadap pemakaian ponsel.
Kekhawatiran terhadap adanya radiasi elektromagnetik yang dikeluarkan
oleh ponsel, ternyata telah dimanfaatkan secara psikologis oleh
produsen peralatan proteksi radiasi yang ditimbulakan oleh ponsel. Pada
saat ini memang telah diperdagangkan suatu alat yang dikatakan dapat
memproteksi radiasi yang ditimbulkan oleh pontel, terutama yang katanya
dapat menembus dan mempengaruhi jaringan otak manusia. Seberapa jauh
efektifitas alat proteksi radiasi yang ditimbulkan oleh pemakaian
ponsel, sejauh ini masih perlu diteliti kebenarannya. Namun yang jelas,
dampak psikologis terhadap kemungkinan adanya pengaruh radiasi
elektromagnetik yang dikeluarkan oleh ponsel, telah dimanfaatkan oleh
para pedagang untuk menjual peralatan proteksi tersebut. Peralatan
proteksi radiasi tersebut ada yang berlabel buatan Amerika dan
berbentuk cincin yang menurut "petunjukknya" harus ditempelkan pada
bagian telinga agar radiasi elektromagnetik dari ponsel tidak sampai ke
jaringan otak. Harga yang ditawarkan untuk peralatan proteksi radiasi
tersebut berkisar Rp 25.000,- per buah. Ada juga peralatan lain yang
dikatakan sebagai reduktor radiasi elektromagnetik ponsel berupa
loudspeaker telinga yang dilengkapi dengan extension kabel atau lebih
populer dengan sebutan alat "hands free". Dengan alat hands free ini
orang dapat berkomunikasi via ponsel tanpa memegang ponsel. Harga
peralatan jenis terakhir ini ditawarkan dengan harga bervariasi antara
Rp. 50.000 – Rp. 80.000,- tergantung dari jenis / merk ponselnya. Alat
ini agaknya masih dekat denga tubuh karena pada umumnya dimasukkan ke
dalam saku baju. Namun sekali lagi, seberapa jauh efektifitas peralatan
proteksi radiasi elektromagnetik tersebut, kiranya masih perlu diteliti
lebih lanjut. Satu hal yang pasti dan perlu diperhatikan adalah
berkomunikasilah dengan ponsel seperlunya saja, agar waktu kontaknya
singkat sehingga dosis yang diterima kecil dan waktu kontak yang
singkat juga berpengaruh terhadap kantong Anda, karena menghemat
pemakaian pulsa ponsel.