UAS DAN RADIASI Dan LINGKUNGAN.docx

1.1 Struktur Matahari 1.Matahari

Sumber:http://s780.photobucket.com/user/dwiskaters/media/matahari11.gif.html Matahari adalah bintang induk tata surya danmerupakan komponenutama sistem tata surya ini. Bintang ini berukuran332.830 massa bumi.Massa yangbesar inimenyebabkan kepadatan intiyang cukupbesar untukbisa mendukung kesinambungan fusi nuklir danmenyemburkan sejumlah energi yang dahsyat.Kebanyakanenergiinidipancarkan keluarangkasadalambentuk radiasielektromagnetik, termasuk spektrum optik

 Matahariadalahpusat daritatasurya. Matahari merupakan sebuah bintangyang tidakberbedadenganbintanglainnya.

 Matahariadalahsuatubolagas panasyang memancarkan sendiri sumberenergi ke segala arah.

 Matahari merupakanpusat tata surya.

 Bagikita matahariitusuperbesartetapi ternyatadijagat raya  Mataharitermasuk bintangyang berukurankecil.

2. Lapisan-Lapisan Matahari

Sumber: http://dekennisvannu.nl/site/artikel/Fonteinen-op-de-zon/5840

Matahari adalah benda langit yang dapat memancarkan sinar sendiri. Benda langit yang dapat memancarkan sinar dinamakan bintang. Matahari adalah bintang panas yang letaknya paling dekat dengan bumi. Jarak bumi dengan matahari kira-kira 150 juta km. Bentuk matahari nyaris bulat dengan diameter sekitar 1.392.684 km, ini kira-kira sama saja dengan 109 kali diameter Bumi, dan dengan masa 330.000 kali massa Bumi, dengan massa yang demikian ini berarti matahari mewakili kurang lebih 99,86% massa total Tata Surya.

Tersusun atas unsur-unsur apa sajakah matahari itu? secara kimiawi, sekitar tiga perempat massa Matahari terdiri dari hidrogen, sedangkan sisanya didominasi helium. Matahari tersusun atas unsur-unsur yang berwujud gas yang sangat panas. Bagian matahari yang dapat kita lihat dari bumi adalah bagian permukaannya. Adapun unsur-unsur penyusun matahari adalah:

1. Hidrogen (H2) = 76,39 % 2. Helium (He) = 21,80 % 3. Oksigen (O2) = 0,80 % 4. Karbon (C) = 0,40 % 5. Neon (Ne) = 0,20 % 6. Besi (Fe) = 0,10 % 7. Nitrogen (N2) = 0,10 % 8. Silikon (Si) = 0,08 % 9. Magnesium (Mg) = 0,07 % 10. Unsur-unsur lain = 0,06 %

partikel dasar. Tekanan dan suhu masih begitu kuat, seluruh alam semesta memiliki kondisi yang sama sebagai inti dari sebuah bintang. Hidrogen menyatu menjadi helium sampai alam semesta didinginkan. Rasio hidrogen dan helium yang kita lihat di alam semesta saat ini diciptakan pada beberapa saat pertama setelah Big Bang.

Unsur-unsur lainnya diciptakan di bintang lain. Bintang terus-menerus menggabungkan hidrogen menjadi helium di inti mereka. Setelah hidrogen di inti habis, mereka beralih ke unsur yang lebih berat, seperti helium, litium, oksigen. Sebagian besar logam berat yang kita lihat di Matahari terbentuk di bintang lain.

Unsur-unsur terberat, seperti emas dan uranium, yang terbentuk ketika bintang yang lebih besar dari matahari meledak dalam ledakan supernova. Dalam sepersekian detik, sebagai lubang hitam terbentuk, elemen hancur bersama-sama di panas dan tekanan untuk membentuk unsur-unsur terberat. Ledakan tersebut menyebarkan unsur-unsur ke seluruh wilayah, di mana mereka bisa berkontribusi pada pembentukan bintang baru.

Lapisan-lapisan penyusun matahari terdiri atas inti matahari, fotosfer, kromosfer, dan korona,zona radiatf,dan zona koserfatif. Lapisan-lapisan tersebut mempunyai kondisi yang berbeda.

1. Inti Matahari

Inti adalah area terdalam dari Matahari yang memiliki suhu sekitar 15 juta derajat Celcius (27 juta derajat Fahrenheit).Berdasarkan perbandingan radius/diameter, bagian inti berukuran seperempat jarak dari pusat ke permukaan dan 1/64 total volume Matahari. Kepadatannya adalah sekitar 150 g/cm3_{. Suhu} dan tekanan yang sedemikian tingginya memungkinkan adanya pemecahan atom-atom menjadi elektron, proton, dan neutron. Neutron yang tidak bermuatan akan meninggalkan inti menuju bagian Matahari yang lebih luar. Sementara itu, energi panas di dalam inti menyebabkan pergerakan elektron dan proton sangat cepat dan bertabrakan satu dengan yang lain menyebabkan reaksi fusi nuklir (sering juga disebut termonuklir). Inti Matahari adalah tempat berlangsungnya reaksi fusi nuklir helium menjadi hidrogen. Energi hasil reaksi termonuklir di inti berupa sinar gamma dan neutrino memberi tenaga sangat besar sekaligus menghasilkan seluruh energi panas dan cahaya yang diterima di Bumi. Energi tersebut dibawa keluar dari Matahari melalui radiasi.

2. Zona radiatif

3. Zona konvektif

Zona konvektif adalah lapisan di mana suhu mulai menurun. Suhu zona konvektif adalah sekitar 2 juta derajat Celcius (3.5 juta derajat Fahrenheit). Setelah keluar dari zona radiatif, atom-atom berenergi dari inti Matahari akan bergerak menuju lapisan lebih luar yang memiliki suhu lebih rendah. Penurunan suhu tersebut menyebabkan terjadinya perlambatan gerakan atom sehingga pergerakan secara radiasi menjadi kurang efisien lagi. Energi dari inti Matahari membutuhkan waktu 170.000 tahun untuk mencapai zona konvektif. Saat berada di zona konvektif, pergerakan atom akan terjadi secara konveksi di area sepanjang beberapa ratus kilometer yang tersusun atas sel-sel gas raksasa yang terus bersirkulasi. Atom-atom bersuhu tinggi yang baru keluar dari zona radiatif akan bergerak dengan lambat mencapai lapisan terluar zona konvektif yang lebih dingin menyebabakan atom-atom tersebut "jatuh" kembali ke lapisan teratas zona radiatif yang panas yang kemudian kembali naik lagi. Peristiwa ini terus berulang menyebabkan adanya pergerakan bolak-balik yang menyebabakan transfer energi seperti yang terjadi saat memanaskan air dalam panci. Oleh sebab itu, zona konvektif dikenal juga dengan nama zona pendidihan (the boiling zone). Materi energi akan mencapai bagian atas zona konvektif dalam waktu beberapa minggu. 4. Fotosfer

Fotosfer atau permukaan Matahari meliputi wilayah setebal 500 kilometer dengan suhu sekitar 5.500 derajat Celcius (10.000 derajat Fahrenheit). Sebagian besar radiasi Matahari yang dilepaskan keluar berasal dari fotosfer. Energi tersebut diobservasi sebagai sinar Matahari di Bumi, 8 menit setelah meninggalkan Matahari.

5. Kromosfer

Kromosfer adalah lapisan di atas fotosfer. Warna dari kromosfer biasanya tidak terlihat karena tertutup cahaya yang begitu terang yang dihasilkan fotosfer. Namun saat terjadi gerhana Matahari total, di mana bulan menutupi fotosfer, bagian kromosfer akan terlihat sebagai bingkai berwarna merah di sekeliling Matahari. Warna merah tersebut disebabkan oleh tingginya kandungan helium di sana.

6. Korona

1.2 Reaksi Inti di Matahari

Reaksi inti merupakan peristiwa perubahan suatu inti atom sehingga berubah menjadi inti atom lain dengan disertai munculnya energi yang sangat besar. Agar terjadi reaksi inti diperlukan partikel lain untuk menggoyahkan kesetimbangan inti atom sehingga kesetimbangan inti terganggu. Akibatnya inti akan terpecah menjadi dua inti yang baru. Partikel yang digunakan untuk mengganggu kesetimbangan inti yaitu partikel proton atau neutron. Di mana partikel proton atau neutron yang berenergi ditembakkan pada inti target sehingga setelah reaksi terjadi akan terbentuk inti atom yang baru disertai terbentuknya partikel yang baru. Inti target dapat merupakan inti atom yang stabil, sehingga setelah terjadi reaksi menyebabkan inti atom menjadi inti yang tidak stabil yang kemudian disebut isotop radioaktif. Jadi reaksi inti dapat juga bertujuan untuk mendapatkan isotop radioaktif yang berasal dari inti stabil.

Reaksi inti sangat berbeda dengan reaksi kimia, karena pada dasarnya reaksi inti ini terjadi karena tumbukan (penembakan) inti sasaran (target) dengan suatu proyektil (peluru). Secara skematik reaksi inti dapat digambarkan :

Reaksi Inti

Sumber: perpustakaancyber.com Contoh reaksi inti: antara lain adalah 7N14 _{+ 2He}4 _{→ 8O}17 _{+ 1H}1 _{yaitu inti atom} Nitrogen ditembak dengan partikel (2He4_{) menjadi inti atom Oksigen dengan disertai} timbulnya proton (1H1_{), inti atom oksigen yang terbentuk bersifat radioaktif.}

Hukum Fisika Dalam Reaksi Inti

Dalam reaksi inti juga berlaku hukum-hukum Fisika seperti yang terjadi pada peristiwa-peristiwa Fisika yang lainnya antara lain berlaku :

 hukum kekekalan momentum,  hukum kekekalan energi,

 hukum kekekalan jumlah muatan (nomor atom),  hukum kekekalan jumlah nukleon (nomor massa).

Energi reaksi inti yang timbul diperoleh dari penyusutan massa inti, yaitu perbedaan jumlah massa inti atom sebelum reaksi dengan jumlah massa inti atom sesudah reaksi. Menurut Albert Einstein dalam kesetaraan antara massa dan energi dinyatakan bahwa energi total yang dimiliki oleh suatu massa sebesar m adalah E = mc2_{. Apabila semua massa inti atom dinyatakan dalam sma (satuan massa atom),} maka energi total yang dimiliki massa sebesar 1 sma setara dengan energi sebesar 931 MeV (1 sma = 1,66 × 10-27 _{kg, c = 3 × 10}8 _{m/s dan 1 eV = 1.6 × 10}-19 _{Joule) Misalnya} suatu reaksi inti dinyatakan menurut persamaan :

A + a → B + b + Q

Besarnya energi yang timbul dapat dicari dengan persamaan : Q = {(mA + ma) – (mB + mb)} × 931 MeV

dengan :

(mA + ma) = jumlah massa inti atom sebelum reaksi

(mB + mb) = jumlah massa inti atom sesudah reaksi

Q = energi yang timbul selama reaksi terjadi

Jenis Reaksi Inti

Dalam reaksi inti jika diperoleh Q > 0, maka reaksinya dinamakan reaksi eksoterm yaitu selama reaksi berlangsung dilepaskan energi sedangkan jika Q < 0, maka reaksinya dinamakan reaksi indoterm yaitu selama reaksi berlangsung diperlukan energi. Reaksi inti dibedakan menjadi dua, yaitu reaksi fisi dan reaksi fusi. 1. Reaksi Fisi

Reaksi fisi yaitu reaksi pembelahan inti atom berat menjadi dua inti atom lain yang lebih ringan dengan disertai timbulnya energi yang sangat besar. Misalnya inti atom uranium-235 ditembak dengan neutron sehingga terbelah menjadi inti atom Xe-235 dan Sr-94 disertai dengan timbulnya 2 neutron yang memiliki energi tinggi. Reaksinya dapat dituliskan :

92U235 _{+ 0n}1 _{→ 54Xe}235 _{+ 38Sr}94 _{+ 20n}1 _{+ Q}

fisi yang lain. Hal ini akan berlangsung terus sehingga semakin lama semakin banyak reaksi inti yang dihasilkan dan dalam sekejab dapat timbul energi yang sangat besar. Peristiwa semacam ini disebut reaksi fisi berantai. Reaksi fisi berantai yang tak terkendali akan menyebabkan timbulnya energi yang sangat besar dalam waktu relatif singkat, sehingga dapat membahayakan kehidupan manusia. Reaksi berantai yang tak terkendali terjadi pada Bom Atom. Energi yang timbul dari reaksi fisi yang terkendali dapat dimanfaatkannya untuk kehidupan manusia. Reaksi fisi terkendali yaitu reaksi fisi yang terjadi dalam reaktor nuklir (Reaktor Atom). Di mana dalam reaktor nuklir neutron yang terbentuk ditangkap dan tingkat energinya diturunkan sehingga reaksi fisi dapat dikendalikan.

Reaksi Fisi Dari Uranium

Sumber : fisikazone.com Pada umumnya untuk menangkap neutron yang terjadi, digunakan logam yang mampu menangkap neutron yaitu logam Cadmium atau Boron. Pengaturan populasi neutron yang mengadakan reaksi fisi dikendalikan oleh batang pengendali yang terbuat dari batang logam Cadmium, yang diatur dengan jalan memasukkan batang pengendali ke dalam teras-teras bahan bakar dalam reaktor. Dalam reaktor atom, energi yang timbul kebanyakan adalah energi panas, di mana energi panas yang timbul dalam reaktor ditransfer keluar reaktor kemudian digunakan untuk menggerakkan generator, sehingga diperoleh energi listrik.

2. Reaksi Fusi

Reaksi Fusi Dari Uranium

Sumber : fisikazone.com Misalnya penggabungan deutron dengan deutron menghasilkan triton dan proton dilepaskan energi sebesar kira-kira 4,03 MeV. Penggabungan deutron dengan deutron menghasilkan inti He-3 dan neutron dengan melepaskan energi sebesar 3,3 MeV. Penggabungan triton dengan triton menghasilkan inti He-4 dengan melepaskan energi sebesar 17,6 MeV, yang reaksi fusinya dapat dituliskan :

1H2 _{+ 1H}2 _{→ 1H}3 _{+ 1H}1 _{+ 4 MeV} 1H2 _{+ 1H}2 _{→ 2He}3 _{+ 0n}1 _{+ 3,3 MeV} 1H3 _{+1 H}3 _{→ 2He}4 _{+ 0n}1 _{+ 17,6 MeV}

Agar dapat terjadi reaksi fusi diperlukan temperatur yang sangat tinggi sekitar 108 K, sehingga reaksi fusi disebut juga reaksi termonuklir. Karena untuk bisa terjadi reaksi fusi diperlukan suhu yang sangat tinggi, maka di matahari merupakan tempat berlangsungnya reaksi fusi. Energi matahari yang sampai ke Bumi diduga merupakan hasil reaksi fusi yang terjadi dalam matahari. Hal ini berdasarkan hasil pengamatan bahwa matahari banyak mengandung hidrogen (1H1_{). Dengan reaksi fusi} berantai akan dihasilkan inti helium-4. Di mana reaksi dimulai dengan penggabungan antardua atom hidrogen membentuk deutron, selanjutnya antara deutron dengan deutron membentuk inti atom helium-3 dan akhirnya dua inti atom helium-3 bergabung membentuk inti atom helium -4 dan 2 atom hidrogen dengan melepaskan energi total sekitar 26,7 MeV, yang reaksinya dapat dituliskan:

Reaksi tersebut dapat ditulis:

4 1H1 _{→ 2He}4 _{+ 2 1e}0 _{+ Q}

1.3 Gelombang elektromagnetik

1.3.1 Pengertian Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat ada ruang hampa. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu panjang gelombang (wavelenght), frekuensi, amplitudo, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu sauan waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambat gelombangnya. Karena kecepatan energy elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang maka 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 berbeda-beda. Semakin tinggi level energy dalam suatu sumber energy, semakin rendah panjang gelombang dari energy yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik gelombang ini digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik.

Gelombang elektromagnetik memiliki arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang. Dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Dari gambar tersebut dapat disimpulkan bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.

1.3.2 Sejarah Penemuan Gelombang Elektromagnetik

1. MICHAEL FARADAY 1791-1867

Michael Faraday lahir pada tahun 1791 di Newington, Inggris. Di tahun 1831, Faraday menemukan bahwa bilamana magnit dilalui lewat sepotong kawat, arus akan mengalir di kawat sedangkan magnit bergerak. Keadaan ini disebut “pengaruh elektro magnetik,” dan penemuan ini disebut “Hukum Faraday” dan pada umumnya dianggap penemuan Faraday yang terpenting dan terbesar.

Hukum Faraday merupakan penemuan yang monumental, berdasarkan dua alasan berikut. Pertama, “Hukum Faraday” mempunyai arti penting yang mendasar dalam hubungan dengan pengertian teoritis tentang elektromagnetik.

Kedua, elektromagnetik dapat digunakan untuk menggerakkan secara terus-menerus arus aliran listrik seperti diperagakan sendiri oleh Faraday lewat pembuatan dinamo listrik pertama. Meski generator tenaga pembangkit listrik kita untuk mensuplai kota dan pabrik dewasa ini jauh lebih sempurna ketimbang apa yang diperbuat Faraday, tetapi kesemuanya berdasar pada prinsip serupa dengan pengaruh elektromagnetik.

2. JAMES CLERK MAXWELL 1831-1879

Maxwell dilahirkan di Edinburgh, Skotlandia, tahun 1831. James Clark Maxwel juga merupakan ilmuan yang telah menelusuri keterkaitan antara gejala kelistrikan dan kemagnetan. Keberadaan gelombang elektromagnetik didasarkan pada teori Maxwell (James Clark Maxwell) : “Jika medan magnet dapat menimbulkan medan listrik, maka sebaliknya, perubahan medan listrik dapat menyebabkan medan magnet.”

Maxwell menjelaskan empat hal terjadinya gelombang elektromagnetik.

1.Disekitar muatan timbul medan listrik.

2.Disekitar kawat berarus listrik akan timbul medan magnet yang disebut Induksi Magnet.

3.Perubahan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Contoh, generator

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 (A dynamical theory of the electromagnetic field), berdasarkan hasil kerja penelitiannya antara 1861 dan 1865.

3. HEINRICH RUDOLF HERTZ

Kebenaran Hipotesa Maxwell tentang adanya gelombang elektromagnetik pada akhirnya dibuktikan oleh “ Heinrich Rudolf Hertz” antara tahun 1886 dan 1888, pertama kali membuktikan teori Maxwell melalui eksperimen, memperagakan bahwa radiasi radio memiliki seluruh properti gelombang (sekarang disebut gelombang Hertzian), dan menemukan bahwa persamaan elektromagnetik dapat diformulasikan ke persamaan turunan partial disebut persamaan gelombang.

Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Waktu kawat (atau panghantar seperti antena) menghantarkan arus bolak-balik, radiasi elektromagnetik dirambatkan pada frekuensi yang sama dengan arus listrik. Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat seperti gelombang atau sepertipartikel. Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan (kecepatan cahaya),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

Rounded Rectangle: E = Hν

di mana E adalah energi foton, h ialah konstanta Planck — 6.626 × 10 −34 J·s — dan ν adalah frekuensi gelombang.

1.3.3 Sifat-sifat Gelombang Elektromagnetik :

Dari uraian tersebut diatas dapat disimpulkan beberapa sifat gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:

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.

3. Dari ciri no 2 diperoleh bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.

4. Seperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang elektromagnetik mengalami peristiwa pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi),perpaduan (interferensi),dan lenturan atau hamburan (difraksi). Selain itu juga mengalami peristiwa polarisasi karena termasuk gelombang transversal.

5. Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat-sifat listrik dan magnetik medium yang ditempuhnya.

6. Dapat merambat dalam ruang hampa (tidak membutuhkan medium dalam perambatannya).

7. Dalam ruang hampa kecepatannya 3 x 108 m/s

8. Tidak dipengaruhi medan magnetik dan medan listrik karena gelombang elektromagnetik tidak bermuatan listrik.

9. Dapat mempengaruhi pelat film.

1.3.4 mekanisme terjadinya gelombang elektromagnetik

Mekanisme osilasi listrik

1. Pertama, arus listrik dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet. Ini dikenal sebagai gejala induksi magnet. Peletak dasar konsep ini adalah Oersted yang telah menemukan gejala ini secara eksperimen dan dirumuskan secara lengkap oleh Ampere. Gejala induksi magnet dikenal sebagai Hukum Ampere.

2. Kedua, medan magnet yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan (menginduksi) medan listrik dalam bentuk arus listrik. Gejala ini dikenal sebagai gejala induksi elektromagnet. Konsep induksi elektromagnet ditemukan secara eksperimen oleh Michael Faraday dan dirumuskan secara lengkap oleh Joseph Henry. Hukum induksi elektromagnet sendiri kemudian dikenal sebagai Hukum Faraday-Henry. 3. Dari kedua prinsip dasar listrik magnet di atas dan dengan

Jadi, prinsip ketiga adalah medan listrik yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan magnet. Prinsip ketiga ini yang dikemukakan oleh Maxwell pada dasarnya merupakan pengembangan dari rumusan hukum Ampere. Oleh karena itu, prinsip ini dikenal dengan nama Hukum Ampere-Maxwell.

1.4 Jenis-Jenis Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Sumber :http://www.pakmono.com/2015/03/spektrum-gelombang-elektromagnetik.html

Adapun jenis spektrum gelombang elektromagnetik seperti yang diperlihatkan dalam gambar di atas dari panjang gelombang terpanjang ke panjang gelombang terpendekyaitu:

1. Gelombang Radio

Gelombang ini memiliki panjang sekitar 103 _{meter dengan frekuensi sekitar} 104 _{Hertz. Gelombang ini dihasilkan oleh sejumlah muatan listrik yg} dicepatkan memakai sejumlah kawat penghantar pula. Melalui rangkaian elektronika yang bernama osilator muatan-muatan tersebut dibangkitkan.Sumber gelombang ini berasal dari rangkaian oscillator elektronik yang bergetar. Rangkaian oscillator tersebut terdiri dari komponen resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C).Gelombang ini dipancarkan memakai antena serta diterima oleh antena juga. Secara praktikalnya gelombang radio tidak dapat langsung didengar, gelombang tersebut bisa didengan bila telah dirubah menjadi energi bunyi dengan bantuan alat.

2. Gelombang Mikro

3. Gelombang Infra Merah

Gelombang ini memiliki panjang sekitar 10-5 _{meter dengan frekuensi sekitar} 1012 _{hertz. Gelombang infra merah dihasilkan ketika molekul electron bergetar} karena panas, contohnya tubuh manusia dan bara api. Sifat gelombang inframerah adalah membawa energi panas jadi ketika memilikiintensitas tinggi dapat membakar benda yang mengenainya. Gelombang inframerah tak terlihat namun bisa menghitamkan pelat foto,sehingga dapat digunakan untuk penginderaan saat di tempat yang gelap.

4. Gelombang Cahaya Tampak

Sesuai namanya, spketrum ini berupa cahaya yang dapat ditangkap langsung oleh mata manusia. Gelombang ini memiliki panjang 0.5x10-6 _{meter dengan} frekuensi 1015 _{hertz. Dan gelombang cahaya tampak sendiri terdiri dari 7} macam yang disebut warna yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Sinar bewarna ungu mempunyai frekuensi paling besar dan panjang gelombang paling pendek, sebaliknya sinar warna merah mempunyai frekuensi paling kecil serta panjang gelombang paling panjang.

5. Gelombang Ultra Violet

Gelombang UV memiliki panjang 10-8 _{meter dengan frekuensi 10}16 _hertz. Gelombang ini berasal dari matahari dan juga dapat dihasilkan oleh transisi elektron dalam orbit atom, busur karbon, dan lampu mercury. Fungsi UV dapat bermanfaat dan dapat berbahaya bagi manusia. Salah satu contoh fungsi sinar UV adalah sebagai detector untuk membedakan ruang asli dan ruang palsu.

6. Gelombang Sinar X

tembusnya sangat besar, bahkan bisa menembus plat besi. Salah satu fungsi dari sinar gamma yaitu dapat digunakan dalam kedokteran sebagai pembunuh sel kanker dan sterilisasi alat – alat kedokteran.

KARAKTERISTIK SPEKTRUM GELOMBANG 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.

Sifat-Sifat Gelombang Elektromagnetik

Sifat-sifat gelombang elektromagnetik yang didasarkan dari eksperimen yang dilakukan oleh Heinrich Hertz (1857–1894) pada tahun 1887, yaitu sebagai berikut : 1. Merupakan perambatan getaran medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus terhadap arah rambatnya dan termasuk gelombang transversal,

2. Tidak bermuatan listrik sehingga tidak dipengaruhi atau tidak dibelokkan oleh medan listrik atau medan magnet,

3. Tidak bermassa dan tidak dipengaruhi medan gravitasi, 4. Merambat dalam lintasan garis lurus,

5. Dapat merambat di ruang hampa,

6. Dapat menghasilkan gelaja pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi, serta polarisasi.

Sumber Gelombang Elektromagnetik 1. Osilasi listrik.

2. Sinar matahari → menghasilkan sinar ultraviolet. 3. Lampu merkuri → menghasilkan infra merah.

5. Inti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma.

Spectrum Gelombang Elektromagnetik

Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik. Gambar spektrum 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.

Gambar 1. Spektrum Gelombang Elektromagnetik

1. Sinar Gamma

Gambar 2Sinar-sinar radioaktif

2. Sinar X

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. Penggunaan sinar ini haruslah dengan sangat hati-hati karena bisa mengionisasi sel hidup kita, terutama dilarang untuk digunakan pada ibu yg hamil.

3. 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. Karena mempunyai energi kimia maka kita melihat kegunaan nya, yaitu untuk memendarkan barium-platina-sianida; membunuh kuman dan bakteri; serta menghitamkan pelat pada foto. Bisa juga penerapan nya sebagai pembeda diantara uang palsu dan asli. Sumber utama sinar ultraviolet adalah matahari, namun terdapat juga sumber lainnya yaitu: lampu mercury dan busur karbon.

4. Cahaya Tampak

dapat dideteksi oleh mata manusia. Kegunaan cahaya salah satunya adalah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran.

Rumus kecepatan-cahaya v = λf,

Dimana λ adalah panjang gelombang, f adalah frekuensi,

v adalah kecepatan cahaya.

Kalau cahaya bergerak di dalam vakum, jadi v = c, jadi

c = λf,

di mana c adalah laju cahaya. Kita boleh menerangkan v sebagai v = c/n

dimana, n adalah konstan (indeks biasan) yang mana adalah sifat material yang dilalui oleh cahaya.

Gambar 3. Cahaya tampak (warna ; merah, orange, kuning, hijau, biru, violet)

tersebut mengalami pembiasan. Yaitu n=1 dalam vakum dan n>1 di dalam benda lain.

5. 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. Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda diipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar inframerah. Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda. Jenis-jenis inframerah berdasarkan panjang gelombang

– Inframerah jarak dekat dengan panjang gelombang 0.75 – 1.5 µm – Inframerah jarak menengah dengan panjang gelombang 1.50 – 10 µm – Inframerah jarak jauh dengan panjang gelombang 10 – 100 µm

6. 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.

elektromagnetik Energi elektromagnetik atmosfer bumi untuk mengukur penguapan, kandungan air di awan dan intensitas hujan.

7. Gelombang Radio

Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya. Panjang gelombang antara 102 cm sampai 106 cm. Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula. Kamu tidak dapat mendengar radio secara langsung, tetapi penerima radio akan mengubah terlebih dahulu energi gelomban menjadi energi bunyi.

Berikut beberapa pemanfaatan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan dan teknologi:

1. Gelombang Radio

Gelombang radio digunakan dalam sistem pembicaraan jarak jauh yang tidak menggunakan kawat penghantar. Gelombang elektromagnetik bertindak sebagai pembawa gelombang audio (suara). Ada dua macam cara untuk membawa gelombang bunyi ke penerimanya, yaitu dengan sistem amplitiudo modulasi dan sistem frekuensi modulasi (AM dan FM).

Pemanfaatan Radiasi Elektromagnetik C Gelombang radio terdiri atas:

a) Gelombang radio (MF dan HF) Untuk komunikasi radio (memanfaatkan sifat gelombang MF dan HF yang dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer, hingga dapat mencapai tempat yang jauh).

b) Gelombang radio (UHF dan VHF) Untuk komunikasi satelit (memanfaatkan sifat gelombang UHF dan VHF yang dapat menembus lapisan atmosfer (ionosfer), hingga dapat mencapai satelit).

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,

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.

Gambar 4. Mikrowave

3. 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),

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.

Gambar 5. Remote control pada TV

4. Sinar tampak 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.

5. 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.

6. Sinar X (Sinar Rontgen)

Berikut beberapa pemanfaatan sinar x dalam kehidupan dan teknologi

a) Dimanfaatkan di bidang kesehatan kedokteran untuk memotret organorgan 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.

Gambar 6. Contoh hasil rontgen tulang manusia

7. 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,

Daftar Pustaka

Arif, Latar Muhamad.__ Pengendalian Bahaya Radiasi Elektromagnitik Ditempat Kerja. Higiene Industri, Univ Esa Unggul. (Online) [diakses pada 16 November 2016]

Krene, Kenneth S. 1992. Fisika Modern. Jakarta: Penerbit Univeritas Indonesia (UI-Presss)

Yenti, Febri.__. Radiasi Elektromagnetik. (Online) [diakses pada 16 November 2016] Ain. 2016. Jenis-Jenis Spektrum Gelombang Elektromagnetik dan Fungsinya. https://

www.academia.edu/21641716/Jenis-Jenis_Spektrum_Gelombang_Elektromagnetik_dan_Fungsinya.diakses4 Desember 2016

Fatma. 2016. Gelombang Elektromagnetik. http://elektronikadasar.info/gelombang-elektromagnetik.htm.diakses 4 Desember 2016

Mono. 2015. Spektrum Gelombang Elektromagnetik.

http://www.pakmono.com/2015/03/spektrum-gelombang-elektromagnetik.html.diakses4 Desember 2016

Fisikazone.com/reaksi-inti/ (diakses pada tanggal 29 September 2014)

Https://www.google.com/search?q=reaksi+inti+di+matahari&client=firefox-b&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjht5f1htjQAhVGQ48KHRB8 C7QQ_AUICSgC&biw=1366&bih=657#imgrc=fnKke9dONBk4XM%3A

http://www.teknosains.info/2007/08/matahari.html(diakses 16 November 2016, pukul 20.20)

http://www.regiaza.pun.bz/files/sistem-tata-surya-1.pdf(diakses 3 Desember 2016, pukul 19.10)

Anonim, 2009. Cahaya sebagai Gelombang Elektromagnetik dan Spektrum Elektromagnetik, (Online),(http://www.ittelkom.ac.id, diakses 3 Desember 2016 .