Materi belum siap

A Bahan Belajar dirumah

RADIASI ELEKTROMAGNETIK

A. PENGERTIAN

1. RADIASI ELEKTROMAGNETIK

Dalam fisika, radiasi diartikan sebagai proses

perjalanan sebuah partikel atau gelombang melalui

suatu medium atau ruang. Radiasi dibagi menjadi dua

tipe, yaitu radiasi ion dan radiasi non-ion. Radiasi

ion merupakan radiasi yang memiliki cukup energi untuk

mengionisasi sebuah atom. Partikel alfa, partikel

beta, sinar gamma, radiasi X-ray dan neutron termasuk

contoh radiasi ion.

Sementara radiasi non-ion mengacu pada energi

radiasi yang selain memproduksi ion ketika melewati

suatu medium, juga memiliki energi yang hanya cukup

untuk perangsangan.

Radiasi non-ion dibagi ke dalam dua bagian, yaitu

radiasi optik dan medan elektromagnetik. Radiasi optik

dibagi menjadi beberapa subdivisi antara lain sinar

ultraviolet, sinar tampak, dan sinar inframerah.

Sementara medan elektromagnetik terdiri dari gelombang

radio yang dapat dibagi menjadi gelombang mikro,

gelombang radio frekuensi tinggi, dan gelombang radio

frekuensi rendah.

Berdasarkan sumbernya, radiasi non-ion dibagi

menjadi dua yaitu natural (sinar matahari, petir) dan

1

buatan manusia (alat-alat komunikasi, aplikasi dalam

berbagai bidang seperti medis dan industri).

Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang

terdiri dari gelombang elektrik dan energi magnetik

yang bergerak secara bersamaan melalui ruang dengan

kecepatan cahaya.

Secara umum, gelombang elektromagnetik

dikarakterisasi oleh perbedaan panjang gelombang dan

frekuensi. Panjang gelombang merupakan jarak yang

diperlukan oleh gelombang elektromagnetik untuk

menempuh satu siklus atau satu putaran. Sedangkan

frekuensi merupakan jumlah atau banyaknya paparan

gelombang elektromagnetik dalam satu detik. Satuan

yang digunakan untuk frekuensi adalah hertz (Hz).

Radiasi gelombang elektromagnetik merupakan suatu

bentuk energi (elektrik dan magnetik) yang menunjukkan

sifat-sifat gelombang yang merambat melalui ruang.

Radiasi gelombang elektromagnetik yang berasal dari

telepon seluler termasuk dalam radiasi non-ion

(gelombang mikro). Radiasi non-ion, dalam kondisi

normalnya, tidak dapat dirasakan oleh indra perasa

manusia. Namun menjadi mungkin untuk ditangkap indra

manusia jika terpapar dalam intensitas tinggi. Salah

satu sensasi yang dirasakan adalah panas.

Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan

listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambat

2

http://id.wikipedia.org/wiki/Medan_listrik


http://id.wikipedia.org/wiki/Osilasi

http://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnet

lewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke

tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu

bentuk radiasi elektromagnetik.Penelitian teoritis

tentang radiasi elektromagnetik diisebut

elektrodinamik, sub-bidang elektromagnetisme.

2. HIPOTESIS MAXWELL

Seorang ahli fisika berkebangsaan Skotlandia

mengemukakan hipotesisnya sebagai berikut. ”perubahan

medan magnetik dapat menimbulkan medan

listrik,sebaliknya perubahan medan listrik akan

menimbulkan medan magnetik.” Hipotesis inilah yang

digunakan Maxwell untuk menerangkan terjadinya

gelombang elektromagnetik.

Sebuah kawat penghantar yang berfungsi sebagai

antena dihubungkan dengan sumber arus listrik,sehingga

pada batang akan mengalir muatan. Salah satu batang

akan bermuatan positif dan bagian batang yang lain

akan bermuatan negatif.

3

+ + - -

E

http://id.wikipedia.org/wiki/Cahaya

http://id.wikipedia.org/wiki/Energi

Gambar1. Sebuah kawat penghantar yang dihubungkan

dengan sumber arus

Akibat perbedaan muatan tersebut akan menimbulkan

adanya medan listrik (E). Karena arus melalui kawat

penghantar,disekitar kawat penghantar akan timbul

medan magnet (B). Garis-garis medan magnet akan

mengelilingi kawat penghantar. Medan magnet dan medan

listrik tersebut akan bergerak jauh hingga suatu

tempat yang tak bisa ditentukan.

Perubahan medan listrik (E) dan perubahan medan

magnet (B) terjadi secara serentak,satu sama lain

tegak lurus,dan perubahan yang satu ditimbulkan oleh

perubahan yang lain. Perubahan kedua magnet itu

merambat dengan cepat rambat yang sama dan disebut

gelombang elektromagnetik (EM).

Gambar 2. Medan listrik dan medan magnet

Secara matematis, Maxwell menghitung kecepatan

perambatan gelombang elektromagnetik bergantung pada

4

dua besaran, yaitu permitivitas listrik (E0=8,85x10-12

C2/N.m2) dan permitivitas magnet (m0=4ӆx10-7wb/A.m).

Dalam ruang hampa kecepatan perambatan gelombang

elektromagnetik memenuhi persamaan berikut:

C= =2,99x108m/s pers (1)

Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan

memancarkan radiasi elektromagnetik. Waktu kawat

menghantarkan sama dengan arus listrik. Bergantung

pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat

seperti gelombang atau seperti partikel.

Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan, panjang

gelombang, dan frekuensi. Kalau dipertimbangkan

sebagai partikel, mereka diketahui sebagai foton, dan

masing-masing mempunyai energi berhubungan dengan

frekuensi gelombang ditunjukan oleh hubungan Planck E

= Hf, di mana E adalah energi foton,

h ialah konstanta Planck 6,626 × 10 −34 J·s,dan f

adalah frekuensi gelombang.

5

http://4.bp.blogspot.com/-lXHnBEVj378/UD9RoFfDa1I/AAAAAAAAABI/4JKIfuqcio0/s1600/Radiasi+Elektromagnetik.gif

Gambar 3. Radiasi Elektromagnetik

Untuk menentukan hipotesis dan perhitungan

Maxwell,Heinrich Rudolph Hertz membangkitkan dan

mendeteksi gelombang elektromagnetik dengan

menggunakan sumber-sumber listrik. Hasil percobaan

Hertz mendukung hipotesis Maxwell tentang gelombang

elektromagnetik. Selain itu Hertz juga menunjukkan

bahwa gelombang elektromagnetik memiliki sifat

cahaya,yaitu pemantulan, pembiasan, polarisasi,

difraksi, dan merambat dalam ruang hampa. Dengan

demikian terbukti bahwa cahaya merupakan gelombang

elektromagnetik.

Laju dan kecepatan gelombang elektromagnetik sama

dengan laju cahaya diruang hampa. Akan tetapi, panjang

gelombang dan frekuensi gelombang elektromagnetik

tidak sama dengan panjang gelombang dan frekuensi

cahaya.

Hubungan frekuensi dan panjang gelombang, yaitu

sebagai berikut:

c=f.λ pers (2)

contoh soal

6

1. Gelombang elektromagnetik merambat dalam ruang hampa dengan

kecepatan 3×108 ms-1. Apabila frekuensi gelombang tersebut 20MHz,

tentukan panjang gelombangnya!.

Pembahasan :

c=f.λ

λ=c/f

=3×108 ms-1/20 x 106 Hz

=15 m

3. GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Kemajuan teknologi saat ini semakin meningkat

berikut dalam penggunaan gelombang elekromagnetik

dalam kehidupan sehari-hari.Seperti apakah gelombang

elektromagnetik, apa contoh gelombang elektromagnetik

itu?

Teori Gelombang Elektromagnetik

IdentifikasiGelombangElektromagnetik

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.

7

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.

Gelombang elektromagnetik sebenarnya selalu ada

disekitar kita, salah satu contohnya adalah sinar

matahari, gelombang ini tidak memerlukan medium

perantara dalam perambatannya. Contoh lain adalah

gelombang radio. Tetapi spektrum gelombang

elektromagnetik masih terdiri dari berbagai jenis

gelombang lainnya, yang dibedakan berdasarkan

frekuensi atau panjang gelombangnya.

Untuk itu disini kita akan mempelajari tentang

rentang spektrum gelombang elektromagnetik,ciri-ciri

gelombang elektromagnetik,sumber radiasi

elektromagnetik, karakteristik khusus masing-masing

gelombang elektromagnetik di dalam

spectrum,pemanfaatan radiasi elektromagnetik, dan

bahaya radiasi elektromagnetik.

B. CIRI-CIRI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Ciri-ciri Gelombang Elektromagnetik

8

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.

5. Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya

bergantung pada sifat-sifat listrik dan magnetik

medium yang ditempuhnya.

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.

9

Contoh soal

1. Pernyataan berikut yang bukan termasuk sifat gelombang

elektromagnetik adalah ….

a. merupakan gelombang logitudinal

b. dapat merambat diruang hampa

c. arah perambatannya tegaklurus

d. dapat mengalami pembiasan

e. dapat mengalami polarisasi

Pembahasan

Jawab. A

Sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah :

1.merupakan gelombang transversal

2.mengalami pemantulan,pembiasan, interferensi,difraksi,dan

polarisasi.

3.tidak dapat dibelokkan medan magnet atau medan listrik

4.mempunyai kecepatan 3 x 108m/s.

C. SUMBER GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

1. Osilasi listrik.

2. Sinar matahari menghasilkan sinar ultra violet.

3. Lampu merkuri menghasilkan infra merah.

4. Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping

logam menghasilkan sinar X (digunakan untuk

rontgen).

5. Inti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar

gamma.

10

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.

Contoh spektrum elektromagnetik

Gambar 4. Spektrum gelombang elektromagnetik

Berikut urutan panjang gelombang (diukur dalam

satuan _m) energi yang sangat rendah, dengan panjang

gelombang tinggi dan frekuensi rendah (gelombang

radio) ke tingkat energi yang sangat tinggi, dengan

11

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Berkas:EM_Spectrum_Properties_id.svg&filetimestamp=20080525084504&

panjang gelombang rendah dan frekuensi tinggi

(radiasi X-ray dan Gamma Ray).

1. Gelombang Radio

Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz ke atas

dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya.

Panjang gelombang antara 102 cm sampai 106 cm.

Lebar

frekuensi

Panjang gelombang

tertentu

kegunaan

Low (LF)

30kHz-300kHz

Long wave

1500 m

Radio gelombang

panjang dan

komunikasi jarak

jauhMedium (MF)

300 kHz-3MHz

Medium wave

300 m

Gelombang medium

lokal dan radio

jarak jauhHigh

3MHz-30MHz

Short wave

30 m

Radio gelombang

pendek dan

komunikasi, radio

amatir dan CBVery high

(VHF)

30 MHz-300MHz

Very Short wave

3 m

Radio FM, polisi

dan pelayanan

daruratUltrahigh

(UHF)

300MHz-3GHz

Ultra Short wave

30 cm

TV (jalur 4,5)

12

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. Luas daerah yang hendak dicakup dan

panjang gelombang yang dihasilkan ditentukan oleh

tinggi randahnya antena. Kamu tidak dapat mendengar

radio secara langsung, tetapi penerima radio akan

mengubah terlebih dahulu energi gelombang menjadi

energi bunyi.

Perbandingan antara gelombang medium dengan gelombang

VHF dan UHF

Gelombang radio dengan frekuensi sekitar 1 MHz

(1000000 Hz) disebut gelombang medium. Gelombang

ini dapat digunakan sbagai alat komunikasi yang

dapat membawa informasi dari satu tempat ketempat

lain. Gelombang ini mudah dipantulkan oleh lapisan

atmosfer bumi sehingga tempat-tempat yang jauh dari

pemancar dapat dicapai. Informasi yang dibawa oleh

gelombang medium adalah dalam bentuk perubahan

amplitudo atau modulasi amplitudo.

13

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

14

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 1011 Hz

sampai 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm

sampai 10-1 cm. Sinar inframerah ini dapat menembus

kabut dan awan tebal. Karena itu, sinar inframerah

dapat digunakan untuk memotret benda yang letaknya

jauh dan tertutup kabut atau awan.

Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam

molekul-molekul yang bergetar karena benda

diipanaskan. Foton yang dipancarkan pada daerah

inframerah dapat dipergunakan untuk mempelajari

struktur molekul. 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 bervariasi tergantung warnanya mulai dari

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 adalah penggunaan laser

15

dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan

kedokteran,cahaya lampu senter pada saat gelap dan

cahaya lampu bioskop.

Dengan adanya cahaya tampak tersebut akan terlihat

debu-debu beterbangan. Hal ini dikarenakan debu

terkena cahaya dan memantulkannya ke mata kita

sehingga mata kita dapat menangkap pantulan tersebut.

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.

Dengan demikian jika lapisan ozon ini rusak,akan dapat

merugikan makhluk hidup.

Sinar ultraviolet memiliki sifat energi kimia yang

cukup besar sehingga mampu untuk memendarkan

fluoresensi (pada lampu TL/neon) dan mampu membunuh

kuman.

6. Sinar X

16

Sinar X mempunyai frekuensi antara 1016 Hz sampai

1020 Hz . panjang gelombangnya sangat pendek yaitu 10-9

cm sampai 10-6 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. Akan tetapi,tidak dapat menembus logam

dan tulang sehingga dapat dimanfaatkan manusia untuk

melihat susunan tulang manusia.

7. Sinar Gamma

Sinar gamma mempunyai frekuensi antara 10-13 Hz

sampai 10-10 Hz atau panjang gelombang antara 10-11 cm

sampai 10-8 cm. Daya tembus paling besar, yang

menyebabkan efek yang serius jika diserap oleh

jaringan tubuh.sinar itu dihasilkan oleh atom-atom

yang tidak stabil. Perbedaan sinar-X dan sinar gamma

adalah tentang asal terjadinya. Sinar-X dari aktifitas

elektron atom, sedangkan sinar gamma berasal dari

aktifitas inti atom.

Gambar 6. Sumber sinar gamma

17

Contoh soal

Sebuah gelombang radio memiliki frekuensi 30Hz. Berapakah panjang

gelombangnya?

Pembahasan :

Diket : f=30 HZ

C=3 x 10 8 m/s

Ditanya : λ=....?

Jawab :

λ= = 3 x 10 8 ms-1 /30 Hz=0.3 x 108 m

E. PEMANFAATAN RADIASI ELEKTROMAGNETIK

Berikut beberapa pemanfaatan gelombang elektromagnetik

dalam kehidupan dan teknologi:

1. Gelombang Radio

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.

Gelombang radio terdiri atas:

a)Gelombang radio (MF dan HF)

Untuk komunikasi radio (memanfaatkan sifat

gelombang MF dan HF yang dapat dipantulkan oleh

18

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).

2. Gelombang Mikro

Beberapa pemanfaatan gelombang mikro dalam

kehidupan,diantaranya:

a) Untuk pemanas microwave,

b) Untuk komunikasi RADAR (Radio Detection and

Ranging),

c) Untuk menganalisa struktur atomik dan molekul,

d) Dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut,

e) Digunakan pada rangkaian Televisi, dan

f) 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.

19

Gambar 7. Mikrowave

4. Sinar Inframerah

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. Untuk terapi fisik, menyembuhkan

penyakit cacar dan encok.

Beberapa pemanfaatan sinar inframerah adalah sebagai

berikut:

a) Untuk fotografi pemetaan sumber daya alam,

mendeteksi tanaman yang tumbuh di bumi dengan

detail,

b) Untuk fotografi diagnosa penyakit,

c) Digunakan pada remote control berbagai peralatan

elektronik (alarm pencuri),

20

d) Mengeringkan cat kendaraan dengan cepat pada

industri otomotif,

e) Pada bidang militer,dibuat teleskop inframerah yang

digunakan melihat di tempat yang gelap atau

berkabut, dan

f) Sinar infra merah dibidang militer dimanfaatkan

satelit untuk memotret permukaan bumi meskipun

terhalang oleh kabut atau awan.

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 Sdalam unit, sehingga kita dapat menyalakan

TV dari jarak jauh dengan menggunakan remote

control.

Gambar 8. Remote control pada TV

5. Sinar tampak

21

Berikut beberapa pemanfaatan sinar tampak dalam

kehidupan dan teknologi:

a) Membantu penglihatan mata manusia,

b) penggunaan sinar laser dalam serat optik pada bidang

telekomunikasi, dan

c) Lampu senter.

6. Sinar Ultraviolet

Beberapa pemanfaatan sinar ultraviolet sebagai suatu

gelombang elektromagnetik dalam kehidupan dan

teknologi adalah:

a) Untuk proses fotosintesis/asimilasi pada tumbuhan.

b) Membantu pembentukan vitamin D pada tubuh manusia.

c) Dengan peralatan khusus dapat digunakan untuk

membunuh kuman penyakit, menyuci hamakan ruangan

operasi rumah sakit berikut instrumen-instrumen

pembedahan.

d) Untuk memeriksa keaslian tanda tangan di bank-bank.

7. Sinar X (Sinar Rontgen)

Berikut beberapa pemanfaatan sinar x dalam kehidupan

dan teknologi :

a) Dimanfaatkan di bidang kesehatan kedokteran untuk

memotret organ-organ dalam tubuh (tulang), jantung,

paru-paru, melihat organ dalam tanpa pembedahan,

foto Rontgen.

b) Untuk analisa struktur bahan / kristal.

c) Mendeteksi keretakan / cacat pada logam.

22

d) Memeriksa barang-barang di bandara udara /

pelabuhan.

Gambar 9. Sinar rontgen

8. Sinar Gamma

Berikut beberapa pemanfaatan sinar gamma sebagai

suatu gelombang elektromagnetik dalam kehidupan dan

teknologi adalah:

a) Dimanfaatkan dunia kedokteran untuk terapi kanker,

b) Dimanfaatkan untuk sterilisasi peralatan rumah

sakit,

c) Untuk sterilisasi makanan, bahan makanan kaleng,

d) Untuk pembuatan varietas tanaman unggul tahan

penyakit dengan produktivitas tinggi,

e) Untuk mengurangi populasi hama tananaman (serangga),

f) Untuk medeteksi keretakan /cacat pada logam (seperti

kegunaan sinar X juga)

g) Untuk sistem perunut aliran suatu fluida (misalnya

aliran PDAM), mendeteksi kebocoran.

F. BAHAYA DALAM PEMANFAATAN SINAR ELEKTROMAGNETIK

23

Paparan radiasi ultraviolet-B yang berlebih terhadap

manusia, hewan, tanaman dan bahan-bahan 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

24

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.

Berikut beberapa bahaya Gelombang Elektromagnetik

dalam kehidupan dan teknologi :

a) Dapat menyebabkan kanker kulit (Sinar ultraviolet).

b) Dapat menyebabkan katarak mata(Sinar ultraviolet).

c) Dapat menghitamkan warna kulit (Sinar ultraviolet).

25

d) Dapat melemahkan sistem kekebalan tubuh (Sinar

ultraviolet).

e) Dapat menyebabkan kemandulan (Sinar gamma).

f) Dapat menyebabkan kerusakan sel/jaringan hidup

manusia (Sinar X dan terutama sinar gamma).

Gambar 10. bahaya radiasi elektromagnetik

Kerjakan soal-soal objektif berikut dibuku l atihanmu !

1. Suatu perubahan medan listrik menghasilkan….

a.Suatu medan magnetik

b.Gelombang bunyi

c.Gelombang mekanik

d.Gelombang elektromagnetik

e.Tidak ada yang ostimewa

2. Laju perubahan medan listrik yang berubah terhadap

waktu menghasilkan….

a.Medan magnetik homogen

b.Gelombang bunyi

c.Gelombang mekanik

d.Gelombang elektromagnetik

26

e.tidak ada yang ostimewa

3. Frekuensi tertinggi didapatkan dalam….

a.Sinar X

b.Gelombang radio

c.Cahaya inframerah

d.Cahaya ultraviolet

e.Sinar gamma

4. Gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang

gelombang terpanjang adalah…

a.Sinar gamma

b.Sinar X

c.Sinar inframerah

d.Sinar ultra ungu

e.Gelombang radio

5. Perhatikan gelombang elektromagnetik berikut ini!

(1) Infra merah (2) Televisi (3) Ultraviolet (4) Sinar

gamma

Urutan yang benar berdasarkan frekuensi dari yang

paling besar sampai paling kecil adalah….

a.4,3,1,2

b.4,3,2,1

c.3,4,1,2

d.2,3,1,4

e.1,2,3,4

27

6. Nilai perbandingan panjang gelombang antara gelombang

mikro ( f = 2,4 x 10^9 Hz) yang digunakan dalam

pemasak microwave dengan gelombang radio ( f = 6,0 x

10^5 Hz) yang dipancarkan dari sebuah sasiun radio AM

adalah….

a.6,0 x 104

b.5,0 x 104

c.4,0 x 104

d.2,5 x 104

e.1,6 x 104

7. Ionosfer adalah suatu daerah gas terionisasi dalam

atmosfer atas. Ionosfer bertanggungjawab terhadap….

a.Warna biru langit

b.Pelangi

c.Komunikasi radio jarak jauh

d.Menyaring sinar UV dari matahari

e.Kemampuan satelit mengorbit bumi

8. Lapisan atmosfer yang memantulkan gelombang radio MF

dan HF adalah….

a.Stratosfer

b.Mesosfer

c.Ionosfer

d.Eksosfer

e.Termosfer

28

9. Jika frekuensi sebuah gelombang radio 30 MHz. maka

panjang gelombang radio tersebut adalah….

a.10 m

b.20 m

c.30 m

d.40 m

e.50 m

10. Daerah frekuensi sinar inframerah adalah….

a.108-1011 Hz

b.1011-1014 Hz

c.1014-1017 Hz

d.1017-1020 Hz

e.1020-1024Hz

11. Diantara kelompok warna-warna dibawah ini yang

frekuensinya merupakan urutan yang naik adalah…

a.Biru-hijau-kuning-merah

b.Hijau-mearah-kuning-biru

c.Merah-kuning-hijau-biru

d.Merah-biru-hijau-kuning

e.Kuning-merah-biru-hijau

12. Lebar frekuensi sinar hijau 500-550 nm adalah….

a.4,5 x 1014-5,0 x 1014 Hz

b.5,0 x 1014-5,5 x 1014 Hz

29

c.5,5 x 1014-6,0 x 1014 Hz

d.6 x 1014-6,5 x 1014 Hz

e.6,5 x 1014-7,0 x 1014 Hz

13. Cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang

mempunyai sifat-sifat:

(1) Merupakan gelombang medan listrik dan medan

magnetic

(2) Merupakan gelombang longitudinal

(3) Dapat dipolarisasikan

(4) Rambatannya memerlukan zat antara *

Pernyataan yang benar adalah….

a. 1,2,dan 3

b. 1 dan 3

c. 2 dan 4

d. Hanya 4

e. Semua benar

14. Cahaya dan bunyi mempunyai persamaan dan perbedaan

sebagai berikut:

(1) Keduanya adalah gejala gelombang

(2) Cahaya adalah gelombang elektromagnetik, sedangkan

bunyi gelombang mekanik

(3) Cahaya adalah gelombang transversal sedangkan

bunyi longitudinal

30

(4) Kecepatan perambatannya sama

Pernyataan yang benar adalah…

a.1,2, dan 3

b.1 dan 3

c.2 dan 4

d.Hanya 4

e.Semua benar

s

15. Hal yang sama antara gelombang cahaya dan gelombang

bunyi adalah….

(1) Sama-sama membutuhkan medium untuk merambat

(2) Sama-sama gelombang transversal

(3) Sama-sama gelombang longitudinal

(4) Sama-sama memiliki frekuensi yang bersesuaian

dengan frekuensi sumbernya

Pernyataan yang benar adalah…

a.1,2, dan 3

b.1 dan 3

c.2 dan 4

d.Hanya 4

e.Semua benar

31

B Kegiatan Pembelajaran Siswa

Radiasi elektromagnetikA. HUBUNGAN SPEKTRUM ELEKTROMAGNETIK1. Pengamatan

Amati gambar 1. Dibawahini

32

Gambar 1.

2. Pertanyaan Berdasarkan hasil pengamatan tadi , jawablah

pertanyaan berikut ini :

a. Tuliskan faktor –faktor yang terdapat pada gambar

diatas ? bagaimana hubungan arah kedua medan tersebut?

b. Bagaimana hubungannya denga gelombang

elektromagnetik?

c. Jelaskan, kenapa perbedaan itu terjadi ?

3. Penyelidikan Perhatikan juga gambar dibawah, selidikilah bentuk

penjalarann dari medan listrik. Selidiki juga bentuk

penjalaran medan magnet nya. Bagaimna kombinasi medan

magnet menjadi bentuk penjalaran gelombang

elektromagnetik.

33

http://bamyunifisikakts.blogspot.com/

4. AnalisisAnalisis dan diskusikanlah dengan teman-teman se

kelompokmu, tentang jawaban dari pertanyaan yang

diberikan sebagai hasil pengamatan dan penyelidikan yang

telah dilakukan, sehingga kamu mendapatkan jawaban yang

sama dengan teman-teman kelompokmu.

5. Kesimpulan Tuliskanlah kesimpulan apa yang kamu peroleh dari

hasil diskusi kelompok, dan sampaikanlah kesimpulan

tersebut di depan kelas

B. PERBEDAAN SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK1. Pengamatan

Perhatikan Gambar.2

disamping!

Amati bentuk panjang

gelombangnya, lalu amati

pila pada bagain warna

34

cahaya tamapak

(mejikuhibiniu).

http://bamyunifisikakts.blogspot.com/

Gambar 3.

2. Pertanyaan

Berdasarkan hasil pengamatan tadi , jawablah


a.Tuliskan faktor-faktor yang yang sama dan yang berbeda

dari keadaan panjang spektrum gelombang

elektromagnetik pada gambar 3!

b.Jika terdapat perbedaan atau persamaan, Jelaskan,

kenapa kesamaan dan perbedaan itu terjadi!

c.Bagaima urutan panjang gelombang spektrum gelombang

elektromagnetik pada gambar 3.? Bagaimana pula

hubungan frekuensinya?

d.Jika dikaitkan dengan energi tembus atau daya tembus

spektrum gelombang elektromagnetik, deskripsikan lah

hubungan panjang gelombang, frekuensi, dan energi/daya

tembus nya?

3. Penyelidikan

Kamu selidiki prinsip panjang gelombang, frekuensi,

dan daya tembus masing-masing gelombang dari gambar

35


berikut ini, kemudian jelaskan apakah ada terdapat

kesamaan atau perbedaannya ? Jelaslah a) kesamaan

prinsip kerjanya dan b) berbedaan prinsip kerjanya .

http://lksfisikasma.blogspot.com/2013/03/gelombangelektromagnetik_4.html






5. Kesimpulan

Tuliskanlah kesimpulan apa yang kamu peroleh dari

hasil diskusi kelompok, dan sampaikanlah, dan

sampaikanlah kesimpulan tersebut di depan kelas

36

C. SUMBER-SUMBER GELOMBANG ELEKTROMAGNETRIK

1. Pengamatan Pernahkah Anda membayangkan

jika dunia ini tanpa

cahaya?

Akankah Anda dapat

melakukan aktivitas? Tentu

jawabnya tak mungkin ada

aktivitas, karena untuk

melakukan aktvitas manusia

perlu tahu tentang keadaan

di sekelilingnya. Benda-

benda untuk dapat terlihat

harus memantulkan cahaya.

Tanpa cahaya kamu tak

pernah tahu dan tak pernah

melihat apa sebenarnya yang

ada di sekitarmu.

Cahaya termasuk salah satu

spektrum gelombang

elektromagnetik dapat

dilihat oleh mata.

Gelombang elektromagnetik

memiliki rentang spektrum

dari sinar gamma sampai

gelombang radio. Banyak

aplikasi teknologi yang

berdasar konsep gelombang

elektromagnetik ini. Pulsa

handphone antara lain

dikirim dalam bentuk


Ketika anda berkomunikasi

dengan HP gelombang suaramu

diubah menjadi gelombang

elektromagnetik oleh sistem

relay sehingga pihak yang

kamu ajak komunikasi dapat

mendengar suaramu.

2. Pertanyaan Berdasarkan hasil pengamatan tadi , jawablah pertanyaan

berikut ini :

37

a.Jelaskanlah kenapa akibat ada cahaya kita dapat

melihat?

b. Kenapa kita bisa dalam keadaan tanpa kabel penghubung

saat berbicara menggunakan telfon genggam kita bisa

mendengar suara lawan bicara kita?

c.Apa sumber gelombang yang digunakan pada pesawat

telfon tersebut?

3. Penyelidikan Selidikilah penggunaan beberapa alat elektronik yang

menggunakan pemanfaatan gelombang elektromagnetik dalam

kehidupan sehari-hari.

Perhatikan saat penyiaran radio berlangsung, lampu

mercuri, hasil rongten pada peralatan rumah sakit,sinar

laser, gelombang mikro pada mikrowave.

4. Analisis

Analisis dan diskusikanlah dengan teman-teman se





5. Kesimpulan Tuliskanlah kesimpulan apa yang kamu peroleh dari


sampaikanlah kesimpulan tersebut di depan kelas

38

D. BENTUK PEMANFAATAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

1. Pengamatan Perhatikan beberapa gambarberikut.

Gambar 4. Cahaya tampak gelombanghttps://www.google.com/search?q=radiasi+elektromagnetik&source=lnms&tbm=isch

Gambar 5. Sinar uv gelombanghttps://www.google.com/search?q=radiasi+elektromagnetik&source=lnms&tbm=isch

Gambar 6. Pemancar radio gelombanghttps://www.google.com/search?q=radiasi+elektromagnetik&source=lnms&tbm=isch

Gambar 6. radio gelombanghttps://www.google.com/search?q=radiasi+elektromagnetik&source=lnms&tbm=isch

Gambar 7. oven gelombanghttps://www.google.com/search?q=radiasi+elektromagnetik&source=lnms&tbm=isch

2. Pertanyaan

39

Berdasarkan hasil pengamatan tadi , jawablah


a.Kenapa cahaya tampak terdiri atas 7 warna?

b.Kenapa terdapat perbedaan panjang gelombang cahaya

tampak?

c.Apa manfaaat sinar UV dalam kehidupan?

d.Apa benruk pemanfaatan gelombang radio?

e.Bagaimana radio bisa terdengar pada tempat yang

berbeda seolah-olah dalam waktu yang bersamaan?

f.Bagimana makanan dalam oven bisa menjadi cepat matang?

g.Bagaimana bentuk pemanfaatan gelombang EM yang lain ?

jelaskan jawaban anda

3. Penyelidikan Perhatikan gambar berikut

Gambar 8. Remote controlhttp://lksfisikasma.blogspot.com/2013/03/aplikasi-gelombang-elektromagnetik_3398.html

40

Gambar 9. Hasil rontgenhttp://lksfisikasma.blogspot.com/2013/03/aplikasi-gelombang-elektromagnetik_3398.html

Gambar 10. Bahaya radiasihttp://lksfisikasma.blogspot.com/2013/03/aplikasi-gelombang-elektromagnetik_3398.html

Berdasarkan gambar 8 dan gambar 9. Jelaskankanlah

aplikasi pemanfaatan gelombang EM dalam kehidupan.

Berdasarkan gambar Berdasarkan gambar 10 diatas yang

merupakan salah satu bahaya pemanfaatan gelombang

elektromagnetik dalam kehidupan.

selidikilah beberapa bahaya pemanfaatan gelombang

elektromagnetik (seperti sinar infra merah, sinar UV,

sinar gamma , dan lain-lain) disekitar mu.






5. Kesimpulan

41

Tuliskanlah kesimpulan apa yang kamu peroleh dari


sampaikanlah kesimpulan tersebut di depan kela

42

C Lembaran Kerja Siswa/Jurnal

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut :

Kegiatan 1. Hubungan Spektrum Elektromagnetik

1.1Tuliskan faktor –faktor yang terdapat pada gambar diatas ?

bagaimana hubungan arah kedua medan tersebut?

............................................................

............................................................

............................................................

............................................................

..............................

1.2Bagaimana hubungannya denga gelombang elektromagnetik?

............................................................

............................................................

............................................................

............................................................

..............................

1.3Jelaskan, kenapa perbedaan itu terjadi ?

............................................................

............................................................

............................................................

............................................................

..............................

1.4Kaitan kan dengan kegiatan penyelidikan pada kegiatan

pembelajaran pertama.

............................................................

............................................................

............................................................

............................................................

..............................

1.5Analisis dan diskusikan dengan teman kelompokmu. Buatlah

hasil diskusi dan analisisnya.

............................................................

............................................................

............................................................

............................................................

..............................

1.6Kesimpulan

............................................................

............................................................

............................................................

............................................................

.............................

Kegiatan 2. Perbedaan spektrum gelombang elektromagnetik

2.1 Tuliskan faktor-faktor yang yang sama dan yang berbeda dari

keadaan panjang spektrum gelombang elektromagnetik pada gambar

3!

..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

2.2 Jika terdapat perbedaan atau persamaan, Jelaskan, kenapa

kesamaan dan perbedaan itu terjadi!

..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

2.3 Bagaima urutan panjang gelombang spektrum gelombang

elektromagnetik pada gambar 3.? Bagaimana pula hubungan

frekuensinya?

..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

2.4 Jika dikaitkan dengan energi tembus atau daya tembus

spektrum gelombang elektromagnetik, deskripsikan lah hubungan

panjang gelombang, frekuensi, dan energi/daya tembus nya?

..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

2.5 Kaitan kan dengan kegiatan penyelidikan pada kegiatan

pembelajaran kedua.

..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

2.6 Analisis dan diskusikan dengan teman kelompokmu. Buatlah


..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

2.7 Kesimpulan

..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

Kegiatan 3. Sumber-Sumber Gelombang Elektromagnetrik

3.1 Jelaskanlah kenapa akibat ada cahaya kita dapat melihat?

..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

3.2 Kenapa kita bisa dalam keadaan tanpa kabel penghubung saat

berbicara menggunakan telfon genggam kita bisa mendengar suara

lawan bicara kita?

..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

3.3 Apa sumber gelombang yang digunakan pada pesawat telfon

tersebut?

..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

3.4 sebutkan dan jelaskan lah simber gelombang elektromagnetik

lainnya?

..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

3.5 Kaitan kan dengan kegiatan penyelidikan pada kegiatan

pembelajaran ketiga.

..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

3.6 Analisis dan diskusikan dengan teman kelompokmu. Buatlah


..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

3.7 Kesimpulan

..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

Kegiatan 4. Bentuk pemanfaatan gelombang elektromagnetik4.1 Kenapa cahaya tampak terdiri atas 7 warna?

..............................................................

..............................................................

..............................................................

..............................................................

................................

4.2 Kenapa terdapat perbedaan panjang gelombang cahaya tampak? ........................................................................................................................................................................................................................................................................................

4.3 Apa manfaaat sinar UV dalam kehidupan?........................................................................................................................................................................................................................................................................................

4.4 Apa bentuk pemanfaatan gelombang radio?........................................................................................................................................................................................................................................................................................

4.5 Bagaimana radio bisa terdengar pada tempat yang berbeda seolah-olah dalam waktu yang bersamaan?........................................................................................................................................................................................................................................................................................

4.6 Bagimana makanan dalam oven bisa menjadi cepat matang?........................................................................................................................................................................................................................................................................................

4.7 Bagaimana bentuk pemanfaatan gelombang EM yang lain ? jelaskan jawaban anda ..........................................................................................................................................................................................

..............................................................

................................

4.8 Kaitan kan dengan kegiatan penyelidikan pada kegiatan pembelajaran keempat.........................................................................................................................................................................................................................................................................................

4.9 Analisis dan diskusikan dengan teman kelompokmu. Buatlahhasil diskusi dan analisisnya.........................................................................................................................................................................................................................................................................................

4.10 Kesimpulan........................................................................................................................................................................................................................................................................................

D Ringkasan Materi

Radiasi diartikan sebagai proses perjalanan sebuah partikel

atau gelombang melalui suatu medium atau ruang. Radiasi dibagi

menjadi dua tipe, yaitu radiasi ion dan radiasi non-ion.

Radiasi ion merupakan radiasi yang memiliki cukup energi untuk

mengionisasi sebuah atom. Partikel alfa, partikel beta, sinar

gamma, radiasi X-ray dan neutron termasuk contoh radiasi ion.

Radiasi non-ion dibagi ke dalam dua bagian, yaitu radiasi

optik dan medan elektromagnetik.

o Radiasi optik dibagi menjadi beberapa subdivisi antara lain

sinar ultraviolet, sinar tampak, dan sinar inframerah.

o medan elektromagnetik terdiri dari gelombang radio yang

dapat dibagi menjadi gelombang mikro, gelombang radio

frekuensi tinggi, dan gelombang radio frekuensi rendah.

Radiasi non-ion mengacu pada energi radiasi yang selain

memproduksi ion ketika melewati suatu medium, juga memiliki

energi yang hanya cukup untuk perangsangan.

Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang terdiri

dari gelombang elektrik dan energi magnetik yang bergerak

secara bersamaan melalui ruang dengan kecepatan cahaya.

Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan

medan magnet yang berosilasi dan merambat lewat ruang dan

membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya

tampak adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik.

Simpulan hipotesis Maxmell “Perubahan medan listrik (E) dan

perubahan medan magnet (B) terjadi secara serentak,satu sama

lain tegak lurus,dan perubahan yang satu ditimbulkan oleh

perubahan yang lain. Perubahan kedua magnet itu merambat

dengan cepat rambat yang sama dan disebut gelombang

elektromagnetik (EM).”

http://id.wikipedia.org/wiki/Cahaya

http://id.wikipedia.org/wiki/Energi

http://id.wikipedia.org/wiki/Osilasi

http://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnet


Rumusan Maxwell secara matematis

C= =2,99x108m/s

Hertz juga menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik

memiliki sifat cahaya,yaitu pemantulan, pembiasan, polarisasi,

difraksi, dan merambat dalam ruang hampa.

Hubungan frekuensi dan panjang gelombang (berbanding terbalik)

dinyatakan dalam bentuk persamaan berikut:

c=f.λ

Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin

rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan

semakin tinggi frekuensinya.

Ciri-ciri gelombang elektromagnetik

o Perubahan medan listrik dan medan magnetik terjadi pada saat

yang bersamaan

o Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan

keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.

o gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.

o gelombang elektromagnetik mengalami peristiwa pemantulan,

pembiasan, interferensi, dan difraksi juga mengalami

peristiwa polarisasi.

o Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada

sifat-sifat listrik dan magnetik medium yang ditempuhnya.

Sumber gelombang elektromagnetik : Osilasi listrik,Sinar

matahari menghasilkan sinar ultra violet, Lampu merkuri

menghasilkan infra merah, Penembakan elektron dalam tabung

hampa pada keping logam menghasilkan sinar X (digunakan

untuk rontgen), Inti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar

gamma.

Urutan spektrum gelombang dari energi yang sangat rendah,

dengan panjang gelombang tinggi dan frekuensi rendah ke

tingkat energi yang sangat tinggi, dengan panjang gelombang

rendah dan frekuensi tinggi yaitu : gelombang radio, gelombang

mikro,gelombang inframerah, cahaya tampak, sinar ultra

violet, sinar-X, dan sinar gamma.

Aplikasi dalam pemanfaatan masing-masing gelombang

elektromagnetik : untuk komunikasi radio, komunikasi satelit,

pemanas microwave, remote kontrol, alarm pencuri, sinar laser

dan sinar senter, membantu pembentukan vitamin D pada tubuh

manusia, rontgen, dan terapi kanker.

Bahaya gelombang elektromagnetik : kanker otak, merusak sel

syaraf, menghambat pertumbuhan tumbuhan, kanker kulit,

melemahkan sistem kekebalan tubuh, menyebabkan kemandulan, dan

lain-lain.

E Job Sheet /Tugas Terstruktur

JOBSHEETRADIASI ELEKTROMAGNETIK

Gunakan buku-buku yang sudah ditentukan dan sumber lain

yang relevan untuk menjawab pertanyaan berikut

No.

Pertanyaan Jawaban/Solusi

1. Apa yang kamu ketahuitentang radiasi? berikancontoh radiasi dalamkehidupan? Jelaskan radiasiion dan non ion? Apaperbedaan keduanya? Berikancontoh masing-masingradiasi tersebut?

2. Jelaskan yang dimaksudgelombang? Apa itu radiasigelombang elektromagnetik?

3. Jelaskan hipotesis Maxwelltentang pembentukanterjadinya gelombangelektromagnetik?

4.

Berdasarkan gambartersebut,bagaimana hubunganmedan listrik dan medanmagnet pada perambatan

gelombang elektromagnetik?Apa kesimpulan yang bisadiambil?

5. Bagaimana rumusan hipotesisMaxwell secara matematismengenai cepat rambatgelombang elektromagnetik?Atas dasar apa Maxwellberkesimpulan bahwa cahayaadalah gelombangelektromagnetik?

6. Seberkas sinar Xdipancarkan dari suatu

sumber dengan frekuensi f.Jika panjang gelombang

sinar X tersebut adalah λ,maka jelaskan hubunganpanjang gelombang danfrekuensi gelombang ?

7. Sebuah gelombangelektromagnetik memilikikisaran frekuensi antara1016 Hz sampai 1020 Hz.Tentukan kisaran panjanggelombang tersebut!

8. Jelaskan ciri-cirigelombang elektromagnetik?

9. Jelaskan lah sumber-sumbergelombang elektromagnetikyang anda ketahui?

10. Diantara gelombangelektromagnetik yang mudahkita ketahui adalah sinarUV, gelombang radio.,danlain-lain. Mulai daripanjang gelombangpanjang,frekuensi rendahhingga gelombangelektromagnetik yangmemiliki panjang gelombangpendek,frekuensi tinggi.Apa yang dimaksud denganspektrum gelombangelektromagnetik? Jelaskan Urutan spektrumgelombang elektromagnetiktersebut?

11. Bagaimana hubunganfrekuensi dan panjanggelombang elektromagnetikdengan daya tembus nya(energi)?

12.

Perhatikan gambartersbebut? Deskripsikan lahapa yang anda ketahui


tentang gambar tersebut!Lalu simpulkan hasildeskripsi anda tersebutdengan kata-kata sendiri!

13. Kilat dan guntur sebenarnyaterjadi dalam waktu yangbersamaan. Namun kilatselalu teramati lebihdahulu sebelum terdengarguntunya. Mengapa demikian?

14. Radiasi elektromagnetikdengan panjang gelombang 12mikrometer adalah radiasiinframerah. Tentukanlahfrekuensinya!

15. Hitung rentang frekuensicahaya tampak yang rentangpanjang gelombangnya dari400 nm sampai 700 nm.

16. Jelaskan pemanfaatangelombang elektromagnetikdalam kehidupan?

17. Jelaskan pula bahaya-bahayaatau dampak negatif darigelombang elektromagnetikdalam kehidupan!

FKunci Jawaban Job Sheet/TugasTerstruktur

1. Dalam fisika, radiasi diartikan sebagai proses perjalanan

sebuah partikel atau gelombang melalui suatu medium atau

ruang (Anonim 2011). Radiasi dibagi menjadi dua tipe, yaitu

radiasi ion dan radiasi non-ion. Radiasi ion merupakan

radiasi yang memiliki cukup energi untuk mengionisasi sebuah

atom. Partikel alfa, partikel beta, sinar gamma, radiasi X-

ray dan neutron termasuk contoh radiasi ion.

Sementara radiasi non-ion mengacu pada energi radiasi yang

selain memproduksi ion ketika melewati suatu medium, juga

memiliki energi yang hanya cukup untuk perangsangan

2. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang terdiri

dari gelombang elektrik dan energi magnetik yang bergerak

secara bersamaan melalui ruang dengan kecepatan cahaya

Secara umum, gelombang elektromagnetik dikarakterisasi oleh

perbedaan panjang gelombang dan frekuensi. Panjang gelombang

merupakan jarak yang diperlukan oleh gelombang

elektromagnetik untuk menempuh satu siklus atau satu

putaran. Sedangkan frekuensi merupakan jumlah atau banyaknya

paparan gelombang elektromagnetik dalam satu detik. Satuan

yang digunakan untuk frekuensi adalah hertz (Hz).

3. Seorang ahli fisika berkebangsaan Skotlandia mengemukakan

hipotesisnya sebagai berikut. ”perubahan medan magnetik

dapat menimbulkan medan listrik,sebaliknya perubahan medan

listrik akan menimbulkan medan magnetik.” Hipotesis inilah

yang digunakan Maxwell untuk menerangkan terjadinya


4. Tegak lurus

5. Secara matematis, Maxwell menghitung kecepatan perambatan

gelombang elektromagnetik bergantung pada dua besaran, yaitu

permitivitas listrik (E0=8,85x10-12 C2/N.m2) dan permitivitas

magnet (m0=4ӆx10-7wb/A.m).

Dalam ruang hampa kecepatan perambatan gelombang

elektromagnetik memenuhi persamaan berikut:

C= =2,99x108m/s

6. c=f.λ

hubungan panjang gelombang dengan frekuensi berbanding

terbalik.

7. 3x102-3x10-12

8. Ciri-ciri Gelombang Elektromagnetik

a. 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.

b. Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus

dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.

c. Dari ciri no 2 diperoleh bahwa gelombang elektromagnetik

merupakan gelombang transversal.

d. Seperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang

elektromagnetik mengalami peristiwa pemantulan,

pembiasan, interferensi, dan difraksi. Juga mengalami

peristiwa polarisasi karena termasuk gelombang

transversal.

e. Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung

pada sifat-sifat listrik dan magnetik medium yang

ditempuhnya.

9. Sumber-sumber gelombang elektromagnetik :

a. Osilasi listrik.

b. Sinar matahari menghasilkan sinar ultra violet.

c. Lampu merkuri menghasilkan infra merah.

d. Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam

menghasilkan sinar X (digunakan untuk rontgen).

e. Inti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma.

10. Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik

berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut

spektrum elektromagnetik.

Urutan spektrum gelombang dari panjang gelombang yang

tepanjang ke panjang gelombang terpendek :

a. Gelombang radio

b. Gelombang mikro

c. Inframerah

d. Cahaya tampak

e. Sinar UV

f. Sinar X

g. Sinar gamma.

11. Hubungan panjang gelombang dengan frekuensinya

berbanding terbalik, sementara hubungan daya tembus

berbanding lurus dengan frekuensinya.

12. Spektrum gelombang elektromagnetik pada cahaya tampak,

terdiri atas 7 warna. Yang panjang gelombang terpanjang nya

merah, jingga, kuning,hijau,biru,nila dan sinar ungu yang

panjang gelombang terpendek pada spektrum cahaya tampak.

13. Kilat dan guntur memang terjadi secara bersamaan, tapi

seolah-olah kilat terjadi dahulu. Hal ini disebabkan

kecepatan atau laju gelombang cahaya lebih besar dari pada

laju gelombang bunyi.

14. Diket : λ=12 mikrometer=12x10-6m

C=3x108m/s

Ditanya : f=....?

Jawab : f= = 3x108m/s/12x10-6m=1/4 x 1014 Hz

15. Diketahui : λ cahaya tampak =400-700 nm

c = 3x108m/s

ditanya :f= . . . . . . . ?

jawab :

λ=c/f

λ= 3x108 m/s/ (400-700)x10-9m

= 0,75x107-0,42x107 m

16. Beberapa Pemanfaatan gelombang elektromagnetik:

a. Untuk komunikasi (gelombang radio)

b. Bidang kesehatan : untuk melihat tulang, hasil rontgen,

sterilisasi alat-alat kesehatan,dll

c. Untuk asimilasi bagi tumbuhan (sinar UV).

d. Oven (gelombang mikro), dan lain-lain.

17. Beberapa Bahaya gelombang elektromagnetik :

a. Perusakan sel saraf otak. Misalnya penggunaan telfon

seluler yang terlalu lama

b. Melacak pesawat luar.

c. Menyebabkan kanker kulit.

d. Menyebabkan katarak mata.

e. Melemahkan sistim kekebalan tubuh, dan lain-lain.

Materi belum siap

Documents

Transcript of Materi belum siap