APSiswaNavbarV2

redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Peta Belajar Bersama

Sobat, ini nih ada Peta Belajar Bersama Fisika untuk bab kelima


Yuk, mulai belajar bersama!

Sprektum cahaya


 

Sprektum cahaya

Gambar Spektrum Cahaya Sumber: britanica.com

Gelombang cahaya tampak berwujud spektrum merupakan hasil dari penguraian cahaya putih (tak berwarna) melalui proses yang disebut dispersi cahaya. Cahaya putih tersebut melalui prisma dan mengalami deviasi sehingga terurai menjadi beberapa warna spektrum. Faktanya ada banyak warna yang terdapat di dalam spektrum tersebut. Namun mata kita hanya mampu memilahnya menjadi beberapa warna saja, atau sekitar 6-7 warna saja yang bisa diidentifi kasi. Spektrum cahaya terdiri dari 7 warna yang bisa diidentifi kasi beserta perkiraan batas-batas panjang gelombang untuk setiap warna.


 

 

Pengertian Gelombang Elektromagnetik

Pengertian Gelombang Elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium. Sementara pada gelombang lainnya, seperti gelombang bunyi dan gelombang mekanik lainnya, hanya bisa merambat melalui medium tertentu. Energi elektromagnetik merambat dalam bentuk gelombang dengan beberapa variabel yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, dan kecepatan. Panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. 

Hubungan antara kecepatan gelombang, fekwensi dan panjang gelombang sebagai berikut.

Keterangan :

Cahaya adalah Gelombang Elektromagnetik

Dasar teori dari perambatan gelombang elektromagnetik pertama kali dijelaskan pada 1873 oleh James Clerk Maxwell dalam papernya di Royal Society mengenai teori dinamika medan elektromagnetik (bahasa Inggris: A dynamical theory of the electromagnetic field), berdasarkan hasil kerja penelitiannya antara 1861 dan 1865.
Percobaan James Clerk Maxwell (1831-1879) seorang ilmu wan berkebangsaan Inggris (Skot landia) menyatakan bahwa cepat rambat gelombang elektromagnetik sama dengan cepat rambat cahaya yaitu 3×108 m/s, oleh karena itu Maxwell berkesimpulan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.

Inti teori Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik adalah:

  1. Perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnet. Perubahan medan listrik terjadi akibat partikel bermuatan listrik, seperti elektron, bergerak dan mengalir karena adanya beda potensial.
  2. Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik. Hal ini karena cahaya dan gelombang elektromagnetik memiliki cepat rambat yang sama yaitu c = 3×108 m/s. Begitu juga beberapa sifat cahaya juga dimiliki gelombang elektromagnetik.

Percobaan-percobaan yang teliti menghasilkan kesimpulan :

  1. Pola gelombang elektromagnetik sama dengan pola gelombang transversal dengan vektor perubahan medan listrik tegak lurus pada vektor perubahan medan magnet.
  2. Gelombang elektromagnetik menunjukkan gejala-gejala pemantulan, pembiasan, difraksi, polarisasi seperti halnya pada cahaya.

Beberapa percobaan yang mendahuluinya telah mengungkapkan tiga aturan gejala kelistrikan yang memiliki keterkaitan erat dengan magnet, antara lain sebagai berikut.

  • Hukum Coulomb : Muatan listrik akan menghasilkan medan listrik di sekitarnya.
  • Hukum Biot-Savart : Aliran muatan (arus) listrik menghasilkan medan magnet di sekitarnya. 
  • Hukum Faraday : Perubahan medan magnet (B) dapat menimbulkan medan listrik (E).

 

Sifat Gelombang Elektromagnetik

Sifat Gelombang Elektromagnetik

  • Gelombang elektromagnetik adalah berupa gelombang transversal. 
  • Perubahan medan listrik E dan medan magnet B terjadi pada saat yang bersamaan. 
  • Arah medan listrik E dan medan magnet B saling tegak lurus. 
  • Kuat medan listrik E dan medan magnet B besarnya berbanding lurus satu dengan yang lain. 
  • Arah perambatan gelombang elektromagnetik selalu tegak lurus arah medan listrik E dan medan magnet B. 
  • Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang hampa. 
  • Laju rambat gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa merupakan tetapan umum (konstanta) c = 3 x 108 m/s. (meter/second = meter/detik) 
  • Gelombang elektromagnetik dapat mengalami proses pemantulan, pembiasan, polarisasi, interferensi, dan difraksi (lenturan).
     

Sumber Gelombang Elektromagnetik

Sumber Gelombang Elektromagnetik

  1. Osilasi Listrik
    Osilasi listrik merupakan perwujudan dari kumparan yang berputar terhadap lingkungan ber me dan magnet B. hal ini akan menghasilkan arus listrik yang berubah-ubah secara teratur meng hasilkan medan listrik E yang juga berubah-ubah secara teratur. Perubahan medan listrik E akan menghasilkan medan magnet yang berubah-ubah pula sehingga timbul pola gelombang elektromagnetik.
  2. Sinar matahari menghasilkan sinar infra merah, cahaya tampak, dan sinar ultra violet.
  3. Lampu infrared secara khusus menghasilkan infra merah
  4. Lampu ultraviolet secara khusus menghasilkan ultra ungu. 
  5. Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keeping logam menghasilkan sinar X (biasa disebut sebagai sinar rontgen). 
  6. Inti atom yang tidak stabil sehingga menghasilkan radiasi alpha, beta, dan gamma. Radiasi sinar gamma merupakan salah satu gelombang elek tromagnetik.
     

Latihan 1

Kerjakan soal dibaah ini dengan benar !

Perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet. Tokoh yang menyampaikan hipotesa tersebut adalah . . .

A. Faraday

B. Maxwell

C. Bio- Savart

D. Coulomb

E. Wien

Latihan 2

Kerjakan soal dibaah ini dengan benar !

Cahaya tampak termasuk gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang antara . . .

A. 200 nm sampai 600 nm

B. 300 nm sampai 700 nm

C. 400 nm sampai 700 nm

D. 400 nm sampai 800 nm

E. 450 nm sampai 800 nm

Latihan 3

Perhatikan sifat-sifat gelombang di bawah ini!

  1. Terdiri dari gelombang medan listrik dan medan magnet
  2. Gelombang longitudinal
  3. Dapat dipolarisasikan
  4. Memerlukan medium

Pernyataan diatas yang termasuk sifat gelombang elektromagnetik adalah….

A. 1.2, dan 3

B. 1 dan 3

C. 2 dan 4

D. 1,2,3, dan 4

E. 4 saja

Latihan 4

Kerjakan soal berikut ini dengan benar!

Kelemahan teori partikel cahaya antara lain . . .

A. Tidak bisa menjelaskan peristiwa pemantulan

B. Tidak bisa menjelaskan mengapa cahaya merambat lurus

C. Tidak bisa menjelaskan peristiwa pembiasan

D. Tidak bisa menjelaskan percobaan interferensi Young

E. Tidak bisa menjelaskan percobaan Maxwell

Latihan 5

Kerjakan soal berikut ini dengan benar !

Gelombang elektromagnetik merambat dengan kelajuan 3 x 108 m/s. Jika panjang gelombangnya 600 nm, maka frekuensi dari gelombang tersebut adalah . . .

A.

5,0 x 1014 Hz

B.

2,5 x 1015 Hz

C.

5,0 x 1015 Hz

D.

4,0 x 1016 Hz

E.

2,0 x 1017 Hz

Berbagai Jenis Gelombang Elektromagnetik

Berbagai Jenis Gelombang Elektromagnetik

1.    Gelombang Radio
 

Sumber : ancangkuning.com

Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elek tromagnetik, merupakan gelombang elektromagnetik yang per tama kali ditemukan oleh Heinrich Hertz dan digunakan oleh Marconi sebagai media ko munikasi. Terbentuk ketika bunyi / audio berubah menjadi sinyal listrik dan melalui gelombang osilator (gelombang pembawa) mengalami mo dulasi pada frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio. Frekwensi gelombang radio dari AM (amplitude modulation) hingga FM (frequency modulation) berkisar antara 102 hingga 109 hertz.

2.    Gelombang Mikro (Microwave)
 

Gelombang Mikro (Microwave) merupakan gelombang elektro magnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency) yaitu di atas 3 GHz (3×109 Hz). Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka molekul dan atom pa da benda tersebut akan bergetar sehingga muncul efek pemanasan. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, makanan menjadi panas dan masak dalam waktu singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam oven microwave. Gelombang mikro juga dimanfaatkan sebagai Radar (Radio Detection and Ranging). Radar digunakan untuk mencari dan menentukan jejak suatu benda dengan gelombang mikro pada frekuensi sekitar 1010 Hz, atau panjang gelombang sekitar 3 cm.


3.    Gelombang Inframerah (Infra Red)
 

Inframerah merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari gelombang radio. Gelombang inframerah memiliki jangkauan panjang gelombang antara 1000 nm dan 1 mm. Gelombang Inframerah ditemukan secara ke betulan oleh Sir William Herschell, astronom kerajaan Inggris ketika sedang mengada kan penelitian tentang teleskop astronomi, ternyata spektrum cahaya matahari ikut teramati. Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 1011 Hz sampai 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm. Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekulmolekul yang bergetar dan kemungkinan terurai menjadi beberapa molekul yang berbeda karena benda diipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan gelombang infra merah.

4.    Cahaya Tampak (merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu)
 

Gelombang cahaya tampak merupakan gelombang elektro magnetik yang bisa dilihat oleh indera penglihatan manusia. Gelombang cahaya tampak terdiri dari merah, jing ga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Panjang gelombang masing-masing cahaya terebut sebagai berikut.


5.    Gelombang Ultraviolet (Ultra ungu)
 

Cahaya ultra ungu sebenarnya bagian dari spektrum warna, namun indera penglihatan manusia tidak mampu melihatnya. Cahaya ultra ungu mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek dibanding warna lainnya. Hal ini menyebabkan cahaya ultra ungu mempunyai daya tembus yang jauh lebih kuat di banding warna lainnya. Cahaya ultra ungu mampu menembus kulit manusia bahkan bisa mengubah struk tur sel. Pada kadar rendah cahaya ultra ungu membantu pembentukan vitamin D, namun pada kadar tinggi bisa menimbulkan kanker kulit. Cahaya ultraungu berada pada panjang gelombang antara 3 nm hingga 380 nm.


6.    Sinar X (X-ray)
 

Sinar-X mempunyai daya tembus yang luar biasa, lebih kuat daripada cahaya ultraungu. Sinar-X mampu menembus struktur lunak seperti daging dan kayu, kecuali struktur padat seperti tulang. Dengan kemampuannya menembus daging, maka struktur tulang/rangka bisa tampak pada layar film. Sinar-X ditemukan oleh Wilhelm Rontgen (1823 – 1923) pada saat melakukan percobaan hamburan elektron bertegangan tinggi. Panjang gelombang sinar-X antara 0,03 nm hingga 3 nm.


7.    Sinar Gamma (Gamma ray)
 

Gelombang sinar gamma (biasa ditulis sinar Ү) merupakan gelombang elektromagnetik yang paling kuat diantara gelombang elektromagnetik lainnya. Gelombang sinar Ү dapat menembus struktur padat, bahkan dapat mengubah struktur atom menjadi atom yang berbeda. Sinar Ү terjadi dari suatu proses reaksi nuklir sehingga menghasilkan radiasi yang cenderung berbahaya bagi makhluk hidup. Panjang gelombang sinar Ү berkisar antara 0,0003 nm hingga 0,03 nm, atau bisa ditulis sebagai 0,3 pm hingga 30 pm. (sekedar informasi 1 piko meter = 10-12 meter).
 

Manfaat Radiasi Gelombang Elektromagnetik

Manfaat Radiasi Gelombang Elektromagnetik

Sobat pintar, Selain memiliki dampak yang buruk radiasi elektromagnetik juga memiliki manfaat yang sangat membantu kehidupan manusia.
1.    Gelombang Radio

  • Komunikasi radio 
  • Penelitian luar angkasa 
  • Radar (Radio Detection and Ranging) berguna untuk mempelajari pola cuaca, badai, membuat peta 3D permukaan bumi, mengukur curah hujan, dan memonitor lingkungan.

2.    Gelombang Micro

  • Pemanas microwave
  • Komunikasi radar

3.    Gelombang Inframerah

  • Remote control
  • Alarm pencuri
  • Terapi fisik

4.    Cahaya Tampak

  • Membantu penglihatan mata
  • Sumber energi

5.    Sinar Ultraviolet

  • Keaslian uang dan tanda tangan di bank
  • Fotosintesis tumbuhan yang mengubah karbon dioksida dan air menjadi makanan ber wujud glukosa dan oksigen
  • Pembentukan vitamin D

6.    Sinar X

  • Memeriksa barang di bandara
  • Analisis struktur bahan
  • Memotret organ tubuh membantu diagnosis kedokteran

7.    Sinar Gamma

  • Terapi kanker
  • Sterilisasi makanan
  • Pembuatan varietas tanaman unggul
  • Mengurangi populasi hama
     

Bahaya Radiasi Gelombang Elektromagnetik

Setelah kita membahas tentang manfaat radiasi gelombang elektromagnetik, selanjutnya membahas tentang dampak negatifnya.

Bahaya Radiasi Gelombang Elektromagnetik

Sudah banyak hasil penelitian yang membahas tentang bahaya radiasi gelombang elek tro magnetik. Berbagai alat elektronik di sekitar kita memancarkan radiasi elektromagetik. Beberapa ba haya yang ditimbulkan radiasi elektromagnetik antara lain :

  • Merusak mata
  • Kerusakan jaringan tubuh
  • Memicu kanker

Mari kita bahas satu persatu bahaya radiasi tersebut yang ada di berbagai alat di lingkungan kehidupan kita:
1.    Laptop
Perangkat ini ternyata selain memberi man faat yang sangat banyak juga berbahaya untuk kesehatan kita. Perangkat laptop ma sa kini sebagian besar menggunakan layar mo nitor LED (light emitting diode) yang menghasilkan radiasi cahaya secara langsung ke indera penglihatan.
 

sumber: jayjun.co.id

  • Merusak mata
    Radiasi pada layar laptop mempunyai intensitas yang tinggi sehingga saraf mata terpaksa menerima energi yang berlebihan yang dapat menurunkan kapabilitasnya. Saraf bisa rusak sehingga indera penglihatan menurun kemampuannya
  • Gangguan pada otak
    Gangguan pada saraf mata terhubung langsung ke otak sehingga menimbulkan penurunan fungsi otak.
  • Gangguan pada tulang punggung
    Posisi duduk yang tidak sempurna pada saat mengamati laptop dapat menimbulkan ruasruas pada tulang punggung bergeser tidak pada posisi yang seharusnya.

2.    Handphone (HP)
Berdasarkan beberapa penelitian tentang bahaya radiasi elektromagnetik dari HP atau te lepon seluler (ponsel). Ternyata terdapat beberapa akibat yang merugikan bagi manusia.

  • Mengganggu ingatan manusia
    Pada saat melakukan kontak telpon, maka HP akan bekerja maksimal dalam mencari sinyal yang menyebabkan bagian telinga dan sekitarnya terpapar radiasi terus menerus. Ja di hindari sering me nelpon dalam waktu lama. Gunakan headset atau loudspeaker agar HP tidak begitu dekat dengan telinga.
  • Menyebabkan kanker otak
    Penggunaan ponsel jangka waktu lama dan kontinu dapat menyebabkan kan ker otak. Ra diasi HP atau ponsel hampir setara dengan gelombang mikro yang bisa mengubah sruk tur sel. Jadi hindari menggunakan ponsel dalam jangka waktu lama dan te rus-menerus.

3.    Komputer

Perangkat komputer yang sering kita gunakan bisa menyebabkan berbagai penyakit sebagai be rikut. Pada umumnya layar monitor komputer masih menggunakan LCD (liquid Crystal display) yang lebih aman daripada LED (light emitting diode).
 

sumber: shopify.com

 

  • Rabun Mata
    Pancaran radiasi spektrum gelombang elektromagnetik dengan intensitas tinggi dari layar komputer dapat mem penga ruhi saraf mata yang berdampak pada penurunan daya lihat.
  • Katarak
    Katarak merupakan penyakit mata akibat adanya sejenis zat sisa protein yang menumpuk pada lapisan lensa mata. Katarak bisa diakibatkan dari gelombang ultraviolet yang terpancar dari layar komputer.
  • Epilepsi
    Epilepsi merupakan sejenis penyakit akibat gangguan sistem saraf pusat pada otak. Penyakit epilepsi bisa dipicu oleh adanya kilatan radiasi cahaya dari layar komputer. 

Kita dapat mengurangi atau mencegah dampak tersebut dengan cara, sebagai berikut: 

  1. Istirahat selama 5 menit untuk melihat lingkungan luar seperti pohon hijau atau objek yang jarak pandangnya cukup jauh setelah beraktivitas di depan computer selama 50 menit. 
  2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa layar monitor LED lebih merusak mata dibanding LCD, karena LED menghasilkan radiasi gelombang cahaya secara langsung, sementara pa da LCD cahaya dipancarkan melalui kristal cair. 
  3. Atur jarak pandang dengan monitor sekurang kurangnya 40-60 cm

4.    Televisi
Tanpa kita sadari ternyata televisi juga memiliki dampak yang tidak baik bagi kesehatan. Radiasi gelombang elektromagnetik berupa spektrum cahaya dapat merusak indera penglihatan manusia. Apalagi televisi yang ada sekarang memiliki layar monitor LED (light emiting diode) yang menghasilkan radiasi gelombang cahaya dengan intensitas cukup tinggi. Oleh karena itu jaga jarak aman minimal sekitar 2 m dari layar monitor.
 

Latihan 1

Perhatikan gambar urutan spektrum gelombang elektromagnetik di bawah ini!
 

Ciri gelombang elektromagnetik yang ditunjukkan tanda panah adalah ....

A. Tidak mengalami hamburan, memiliki efek panas

B. Mengalami hamburan di atmosfer, memiliki efek kimia

C. Energinya besar, memiliki daya tembus besar

D. Daya tembusnya sangat besar, dihasilkan oleh inti atom

E. Dapat mendeteksi keberadaan suatu objek

Latihan 2

Kerjakan soal dibawah ini dengan benar !

Kegunaan sinar inframerah dalam kehidupan sehari-hari adalah untuk ....

A. Memasak makanan

B. Pemancar radio fm

C. Remote control

D. Menghitung luas hutan dengan bantuan foto

E. Foto tempat-tempat yang mengalami polusi

Latihan 3

Perhatikan soal berikut ini !

Pemanfaatan gelombang elektromagnetik dalam pengobatan memiliki efek menyembuhkan dan dapat merusak. Jenis gelombang elektromagnetik yang energinya paling besar sehingga dapat merusak jaringan sel manusia adalah ….

A. Inramerah

B. Gelombang Mikro

C. Sinar Gamma

D. Ultraviolet

E. Cahaya Tampak

Latihan 4

Kerjakan soal dibawah ini !

Sebagai pembawa sinyal, gelombang radio dapat dikelompokan menjadi dua macam, yaitu…

A. AM dan HF

B. Radar dan Sonar

C. UHF dan VHF

D. FM dan AM

E. MW dan SW

Latihan 5

Kerjakan soal dibaah ini !

Sistem komunukasi seluler menggunakan bagian spektrumgelombang elektromagnetik yaitu….

A. Sinar inframerah

B. Sinar Ultraviolet

C. Gelombang AM

D. Cahaya Tampak

E. Gelombang Mikro

redesain-navbar Portlet