GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
6. Radar atau Gelombang Mikro
RADAR sebenarnya merupakan singkatan dari Radio Detection andRanging. Teknologi ini berakar dari teknologi gelombang mikro (microwave).Prinsip yang jadi kunci utama teknologi ini adalah pantulan gelombang mikro dansesuatu yang disebut Doppler Effect (Efek Doppler).Untuk bisa memahami prinsipnya lebih mudah, kita bisa analogikandengan gelombang suara (Gambar 1). Dalam gelombang suara kitamengenalyang disebut gema (echo). Kalau gelombang suara kita menumbuk suatupermukaan, gelombang itu pasti langsung dipantulkan kembali. Yang kita dengaradalah gema dari suara awal.
Gambar 6.Analogi dengan prinsip gema pada gelombang suara
Dalam teknologi radar, gelombangnya adalah gelombang mikro.Gelombang mikro dipancarkan oleh transmitter. Jika menumbuk suatu permukaanmaka gelombang ini juga mengalami pemantulan. Pantulannya ini diterima olehalat penerima (receiver) karena gelombang mikro tidak dapat dilihat maupundidengar seperti gelombang suara biasa. Jika receiver yang digunakan mendeteksipantulan gelombang yang dipancarkan tadi, itu berarti ada suatu benda yangmenyebabkan terpantulnya gelombang tersebut. Jarak benda tersebut dapatdihitung dengan mudah jika kita tahu waktu saat gelombang pertama kalidipancarkan sampai pantulannya dideteksi.
Gambar 7.Pemantulan gelombang mikro oleh pesawat
Dalam teknologi radar, kedua prinsip ini dikombinasikan. Gema/pantulangelombang mikro diukur perubahan frekuensinya (frekuensi pantulan pastiberbeda dengan rekuensi gelombang yang dipancarkan) sehingga bisa ditentukanjarak dan kecepatan benda.Tetapi jika gelombang suara dapat dianalogikan dengan gelombang mikro,kenapa kita harus repot-repot menggunakan gelombang mikro? Kenapa kita tidakmenggunakan gelombang suara saja?Jawabnya mudah sekali! Semua orang pasti bisa mendengar gelombangsuara, jadi jika kita menggunakan gelombang suara untuk mendeteksi keberadaandan kecepatan suatu benda, bisa-bisa dunia ini ramai dengan hiruk-pikuk suarayang tiada habisnya. Tapi tunggu, kan bisa saja kita
menggunakan suara padafrekuensi yang tidak dapat didengar manusia (ultrasound)? Ada masalah lain yangmenjadi alasannya: gelombang suara tidak dapat merambat di udara pada jarakterlalu jauh (maksimal sekitar 1 mil). Lagipula, gelombang pantulannya biasanyasangat lemah sehingga susah sekali untuk dideteksi.
Microwave oven adalah oven yang menggunakan bantuanmicrowave
(gelombang mikro) untuk memasak makanan. Apa arti istilahgelombang mikro ini? Sebenarnya gelombang ini merupakan gelombang radio,tetapi panjang gelombangnya lebih kecil dari gelombang radio biasa. Panjanggelombangnya termasuk ultra-short (sangat pendek) sehingga disebut juga mikro.Dari sinilah lahir istilah microwave.Gelombang ini tidak dapat dilihat mata kita karena panjang gelombangnya(walaupun sangat kecil dibanding gelombang radio) jauh lebih besar dari panjanggelombang cahaya (di luar spektrum sinar tampak). Keduanya sama-sama terdapatdalam spektrum gelombang elektromagnetik (Gambar 1). Panjang gelombangcahaya berkisar antara 400-700 nm (1 nm = 10-9 m); sedangkan kisaran panjanggelombang mikro sekitar 1-30 cm (1 cm = 10-2 m).
- Microwavedi Sekitar Kita
Penggunaan microwave yang paling akrab dengan kita tentunyamicrowave oven. Benarkah begitu? Tidak juga!Sebenarnya sewaktu kita menggunakan telepon seluler, kita menggunakanmicrowave. Siaran televisi dari daerah-daerah terpencil bisa dilakukan denganjuga bantuan microwave. Data-data komputer juga dikirimkan melalui gelombangmikro ini. Jadi, tidak cuma
microwave oven saja!Microwave oven sendiri bisa bekerja begitu cepat dan efisien karenagelombang elektromagnetiknya menembus makanan dan mengeksitasi molekulmolekulair dan lemak secara merata (tidak cuma permukaannya saja).Gelombang pada frekuensi 2.500 MHz (2,5 GHz) ini diserap oleh air, lemak, dangula. Saat diserap, atom tereksitasi dan menghasilkan panas. Proses ini tidak memerlukan konduksi panas seperti di oven biasa. Karena itulah prosesnya biasdilakukan sangat cepat. Hebatnya lagi, gelombang mikro pada frekuensi ini tidakdiserap oleh bahan-bahan gelas,
keramik, dan sebagian jenis plastik. Bahan logambahkan memantulkan gelombang ini. Ini memberi kesan microwave oven adalahoven pintar yang bisa memilih untuk memasak hanya makanannya saja, bukanwadahnya.
Gambar 8.Ini bukanMicrowave, tetapiMicrowave Oven
Di dunia kesehatan, microwave juga memegang peranan penting.Karakteristik yang dimanfaatkan adalah kemampuannya untuk menghasilkanenergi panas. Hampir semua penggunaan microwavedalam dunia kesehatanberkaitan dengan pemanasan suatu jaringan tubuh. Prinsipnya mirip denganmicrowave oven. Untuk menghancurkan tumor yang bersarang dalam tubuh,gelombang mikro diarahkan pada lokasi tumor (lokasinya bisa ditentukanmenggunakan gelombang mikro juga, dengan prinsip yang sama seperti teknologiradar). Cairan tumor menyerap gelombang mikro sehingga terjadi eksitasi atom.Panas yang dihasilkannya bisa menghancurkan jaringan tumor tersebut secaratepat (tanpa melukai jaringan yang sehat). Proses ini tidak memerlukanpembedahan dan tidak sakit sama sekali.
Gambar 9. Proses penghancuran jaringan tumor
Penggunaan yang lebih dahsyat lagi adalah dalam dunia astronomi. Semuabenda yang memancarkan gelombang mikro bisa diamati dan dipelajarikarakteristiknya. Semua yang memiliki temperatur di atas 0 K (-273oC atau 0mutlak) pasti memancarkan gelombang mikro. Semakin tinggi temperaturnyasemakin kuat gelombangnya. Ini berarti kita bisa mempelajari
semua yang ada dijagad raya, termasuk lapisan atmosfer, ozon, planet-planet, dan bintang. Kita jugabisa memantau perubahan cuaca bumi dengan bantuan gelombang mikro ini.Alat penerima gelombang mikro yang paling sensitif adalah radiometer.Jika radiometer diarahkan ke langit, alat ini bisa berfungsi sebagai radiotelescope(teleskop yang menangkap transmisi gelombang radio). Dua radiotelescope yangpaling besar adalah Arecibo di Puerto Rico dan Very Long Baseline Array (VLBA)di New Mexico. Keduanya sangat terkenal dan pernah membintangi film Contact(Jodie Foster) sebagai alat penerima gelombang mikro yang ditransmisikan olehmakhluk luar angkasa!
Gambar 10.Radiotelescopedalam salah satu adegan filmContact
Gelombang elektromagnetik yang dipancarkan hand-phone adalah sejenis gelombang microwave yang termasuk jenis radiasi non-ionisasi dan levelnya tergolong rendah / low level radiation. Dari puluhan kajian ilmiah yang telah dilakukan sampai sekarang ini, belum terdapat bukti ilmiah hasil olahan kajian yang skala cakupan dan secara komprehensif dapat meyakinkan bahwa efek radiasi non-ionisasi pada pemakaian hand-phoneberakibat serupa dengan efek pancaran radiasi gelombang elektromagnetik jenis ionisasi yang telah dinyatakan positif sebagai salah satu penyebab tumor otak atau pun kerusakan DNA pada sel jaringan tubuh manusia.
Selang waktu antara pemancaran dan penerimaanradar adalah _t, kecepatan perambatan radar c, maka jarak sasarandari pemancar radar dapat ditentukan dengan persamaan berikut.
Keterangan:
s: jarak sasaran dari pemancar radar (m)
c: kecepatan perambatan radar (m/s)
t: selang waktu dipancarkan dan diterima radar(s)