Spektrum elektromagnetik

Spektrum elektromagnetik adalah rentang frekuensi gelombang elektromagnetik dalam semua radiasi elektromagnetik. Pengamatan spektrum elektromagnetik terjadi di dalam sinyal radio, sinyal televisi, sinyal radar, cahaya tak terlihat, sinar-xX dan sinar gama dengan kecepatan cahaya.

Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang, frekuensi, atau tenaga per foton. Spektrum ini secara langsung berkaitan dengan panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi, hasilnya kecepatan cahaya, yatiu 300 Mm/s (300 MmHz), energi dari foton sebesar 4.1 feV per Hz, yaitu 4.1μeV/GH dan panjang gelombang dikalikan dengan energi per foton adalah 1.24 μeVm

Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma, gelombang pendek berenergi tinggi,sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang. Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi.

Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV), dalam panjang gelombang untuk energi menengah, dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ≥ 0,5 mm). Istilah “spektrum optik” juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik, walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 – 700 nm).

Contoh Gelombang Spektrum Elektromagnetik

Dalam kehidupan sehari-hari, berikut beberapa spektrum elektromagnetik:

1. Gelombang Radio

Gelombang elektoromagnetik dalam radio terbilang panjang dan rentang frekuensinya rendah. Panjang gelombang radio antara 0,3 – 600 meter dengan rentang frekuensi sekitar 5×105 Hertz sampai 109 Hertz. Gelombang radio terbagi menjadi beberapa pita jika berdasarkan frekuensinya. Pita gelombang pendek berada di frekuensi 500 kHZ – 54 MHz. Pada bagian dalamnya, terdapat pita radio AM yaitu frekuensi 530 kHZ – 1710 kHz.

2. Gelombang Mikro

Panjang gelombang mikro lebih pendek dengan frekuensi lebih tinggi jika dibandingkan gelombang radio. Gelombang mikro dihasilkan oleh tabung vakum daya tinggi, perangkat semikonduktor seperti transistor efek medan, diode Gunn, dioda terowongan dan lainnya. Frekuensi gelombang mikro berkisar 109 Hertz hingga 3×1011 Hertz. Adapun rentang panjang gelombang mikro yaitu 10-3 meter hingga 0,3 meter. Gelombang mikro bisa dilihat di oven microwave.

3. Sinar Inframerah

Gelombang inframerah memiliki panjang gelombang lebih pendek tetapi frekuensinya tinggi jika dibandingkan gelombang mikro. Sinar inframerah dikenal sebagai gelombang panas yang panjangnya berkisar 8×10-7 meter hingga 10-3 meter, frekuensinya 3×1011 Hertz sampai 4×1014 Hertz. Radiasi termal yang dipancarkan oleh semua benda panas merupakan sumber utama radiasi gelombang inframerah. Atom dan molekul pada benda yang dipanaskan mendapatkan energi panas dan bergetar dengan amplitudo yang lebih besar.

4. Sinar Ultraviolet

Sinar elektromagnetik memiliki panjang gelombang antara 380 nm – 10 nm. Rentang frekuensinya berkisar 8×1014 Hertz – 3×1016 Hertz. Radiasi ini dikenal ultraviolet karena berkaitan dengan frekuensi lebih besar daripada frekuensi cahaya ungu. Sinar ultraviolet banyak digunakan sehari-hari misalnya untuk membunuh kuman dalam pemurnian air, operasi mata LASIK dan penggunaan lampu UV.

5. Sinar Gamma

Sinar gamma merupakan jenis elektromagnetik selalanjutnya dengan gelombang terpendek dan frekuensi terbesar dibandingkan gelombang elektromagnetik lainnya. Panjangnya berkisar 0,6×10-14 meter hingga 10-10 meter sedangkan frekuensinya berada di 3×108 Hertz hingga 5×1022 Hertz. Sumber sinar gamma diperoleh dari radioaktivitas inti dan reaksi nuklir. Sinar gamma banyak juga dimanfaatkan dalam proses radioterapi untuk mengobati penyakit kanker dan tumor. Gelombang spektrum elektromagnetik banyak ditemui dalam kehidupan sehari-hari seperti radio, microwave, sinyal smartphone dan lainnya. Gelombang elektromagnetik ini tidak memerlukan media rambat, memiliki muatan listrik dan magnet.

Properti fisik

Gelombang elektromagnetik biasanya didefinisikan menggunakan properti fisik frekuensi f, panjang gelombang λ, atau energi foton E. Panjang gelombang berbanding terbalik terhadap frekuensi, contohnya sinar gama yang memiliki panjang gelombang lebih kecil daripada atom tetapi memiliki frekuensi yang besar. Sementara itu, energi foton berbanding lurus terhadap frekuensi gelombang. Hubungan-hubungan di atas dapat dinyatakan sebagai persamaan:

dengan:

• c = 299.792.458 m/s atau kecepatan cahaya di ruang vakum
• h = 6,62607055×10⁻³⁴ J·s adalah konstanta Planck.

Ketika gelombang elektromagnetik berada di medium atau materi tertentu, panjang gelombangnya akan memendek.

Spektroskopi dapat mendeteksi spektrum elektromagnetik dengan jangkauan yang lebih besar daripada jangkauan penglihatan manusia. Informasi rinci mengenai properti fisik dari suatu objek, gas, atau bahkan bintang bisa didapatkan melalui perangkat ini. Spektroskop sangat umum digunakan dalam astrofisika untuk meneliti komposisi dari benda-benda di langit.

Nah, kurang lebih seperti itulah Spektrum elektromagnetik. Yuk kenalan lebih jauh dengan program studi S1 Teknik Telekomunikasi dan kunjungi laman website official Telkom University Kampus Jakarta ya!

Ditulis oleh Dzul Rahman