A. GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Konsep penginderaan jauh sering dihubungkan dengan berbagai teknik menggunakan gelombang elektromagnetik dalam perolehan informasi di permukaan bumi. Radiasi elektromagnetik membawa energi dalam perjalannya. Energi yang tertangkap oleh sensor dipengaruhi oleh bentuk fisik obyek dan kondisi atmosferik. Gelombang elektromagnetik memiliki dua komponen pokok, yaitu komponen elektrik dan komponen magnetik (Mather, 2004). Terdapat beberapa istilah terkait dengan energi dan gelombang elektromagnetik. Energi yang berasosiasi dengan gelombang elektromagnetik tersebut dikenal dengan istilah Radiant Energy. Rata-rata energi yang dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain disebut dengan flux energy. Flux energy diukur dengan menggunakan satuan Watts (W). Rata-rata energi yang dipindahkan oleh gelombang elektromagnetik disebut dengan Radiant Flux. Magnitude dari radiant flux pada suatu satuan permukaan disebut dengan Radiant Flux Density. Radian flux density ini diukur dengan satuan Watts per meter persegi (Wm-2). Informasi yang diperoleh melalui gelombang elektromagnetik dapat terkodifikasi dalam frekuensi, intensitas atau polarisasi gelombang elektromagnetik tersebut. Informasi diperoleh dari radiasi secara langsung gelombang elektromagnetik dari sumber benda ke sensor melalui bidang bebas, atau radiasi tidak langsung melalui pantulan, penghamburan, atau radiasi ulang menuju sensor (Elachi & Zyl, 2006). Gambar . Beberapa model perambatan gelombang menuju sensor Panjang gelombang dan frekuensi dapat memberikan informasi yang sama, oleh karena itu kedua terminologi tersebut sering digunakan secara bersamaan ataupun saling menggantikan satu sama lain (Schowengerdt; 2006). Keterkaitan panjang gelombang dengan frekuensi dapat di formulasikan sebagai berikut. f=c/λ λ=c/f T=1/f=λ/c Keterangan : f : frekuensi (Hz) λ : Panjang gelombang c : Kecepatan cahaya (299.792.458 m/detik) T : waktu yang digunakan gelombang mencapai satu periode . Frekuensi dapat dilihat pada jumlah puncak gelombang yang terbentuk pada satu satuan waktu tertentu. Dari gambar tersebut dapat dikatakan gelombang A memiliki frekuensi yang lebih rendah dibandingkan dengan gelombang B. Semakin panjang suatu gelombang, akan semakin rendah frekuensinya. Panjang gelombang disimbolkan dengan lambda (λ). Panjang gelombang diukur dalam satuan meter (m) ataupun faktor turunannya seperti centimeter (cm), nanometer (nm), mikrometer (µ). Satuan ukuran panjang gelombang Faktor Awalan Simbol 10-18 Atto A 10-15 Femto F 10-12 Pico P 10-9 Nano N 10-6 Micro µ 10-3 Mili M 103 Kilo K 106 Mega M 109 Giga G 1012 Tera T Frekuensi diukur dalam satuan Hertz yang disingkat Hz. Frekuensi memiliki hubungan yang terbalik dengan panjang gelombang elektromagnetik. Semakin pendek panjang gelombang elektromagnetik, akan semakin tinggi frekuensi gelombang tersebut. Sebaliknya dengan semakin panjangnya suatu gelombang elektromagnetik, frekuensinya akan semakin rendah. Tabel berikut memberikan gambaran keterkaitan antara panjang gelombang dengan frekuensinya. Tabel. Panjang gelombang dan frekuensi Λ f 0.03Å 1019Hz 0.3 Å 1018Hz 3 Å 1017Hz 30 Å 1016Hz 0.3µ 1015Hz 3 µ 100THz 30 µ 10THz 0.3mm 1THz 3mm 100GHz 30mm 10GHz 0.3m 1GHz 3m 100MHz 30m 10MHz 0.3km 1MHz 3km 100kHz 30km 10kHz 300km 1kHz 3000km 100Hz 30000km 10Hz Total energi yang dibawa oleh suatu gelombang dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut. E=h.f Keterangan : E : Total energi pada suatu panjang gelombang h : Konstanta Plank ( 6.625 x 10-34 J s) f : frekuensi (Hz) Energi suatu gelombang akan meningkat sejalan dengan frekuensi. Oleh karena itu energi yang dibawa oleh sinar X jauh lebih besar dibandingkan dengan energi pada sinar tampak atau gelombang radio. 1.Pengertian 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. 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. 2. Ciri-ciri gelombang elektromagnetik : Dari uraian tersebut diatas dapat disimpulkan beberapa ciri 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. 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. Cahaya yang tampak oleh mata bukan semata jenis yang memungkinkan radiasi elektromagnetik. Pendapat James Clerk Maxwell menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik lain, berbeda dengan cahaya yang tampak oleh mata dalam dia punya panjang gelombang dan frekuensi, bisa saja ada. Kesimpulan teoritis ini secara mengagumkan diperkuat oleh Heinrich Hertz, yang sanggup menghasilkan dan menemui kedua gelombang yang tampak oleh mata yang diramalkan oleh Maxwell itu. 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. 3. SUMBER GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK 1. Osilasi listrik. 2. Sinar matahari  menghasilkan sinar infra merah. 3. Lampu merkuri  menghasilkan ultra violet. 4. Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam  menghasilkan sinar X (digunakan untuk rontgen). Inti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma. B 4.SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik. 1.Contoh spektrum elektromagnetik Gelombang Radio Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya. 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 gelombang menjadi energi bunyi. 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 glombang elektromagnetik c = 3 X 108 m/s, maka dengan mengamati selang waktu antara pemancaran dengan penerimaan. Sinar Inframerah Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 1011Hz sampai 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm. jika kamu memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh sebuah lampu pijar dengan detektor yang dihubungkan pada miliampermeter, maka jarum ampermeter sedikit diatas ujung spektrum merah. Sinar yang tidak dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektrum merah itu disebut radiasi inframerah. 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. 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 nervariasi 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 adlah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran. 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. Sinar X Sinar X mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz . panjang gelombangnya sangat pendek yaitu 10 cm sampai 10 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. Sinar Gamma Sinar gamma mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz atau panjang gelombang antara 10 cm sampai 10 cm. Daya tembus paling besar, yang menyebabkan efek yang serius jika diserap oleh jaringan tubuh. C. Contoh penerapan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari : a. Radio Radio energi adalah bentuk level energi elektromagnetik terendah, dengan kisaran panjang gelombang dari ribuan kilometer sampai kurang dari satu meter. 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. b. Microwave Panjang gelombang radiasi microwave berkisar antara 0.3 – 300 cm. Penggunaannya terutama dalam bidang komunikasi dan pengiriman informasi melalui ruang terbuka, memasak, dan sistem PJ aktif. Pada sistem PJ aktif, pulsa microwave ditembakkan kepada sebuah target dan refleksinya diukur untuk mempelajari karakteristik target. Sebagai contoh aplikasi adalah Tropical Rainfall Measuring Mission’s (TRMM) Microwave Imager (TMI), yang mengukur radiasi microwave yang dipancarkan dari Spektrum elektromagnetik Energi elektromagnetik atmosfer bumi untuk mengukur penguapan, kandungan air di awan dan intensitas hujan. c. Infrared 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. 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 dalam unit, sehingga kita dapat menyalakan TV dari jarak jauh dengan menggunakan remote control. d. Ultraviolet Sinar UV diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapat membunuh kuman-kuman penyakit kulit. e. Sinar X Sinar X ini biasa digunakan dalam bidang kedokteran untuk memotret kedudukan tulang dalam badan terutama untuk menentukan tulang yang patah. Akan tetapi penggunaan sinar X harus hati-hati sebab jaringan sel-sel manusia dapat rusak akibat penggunaan sinar X yang terlalu lama. D.Manfaat dan Bahaya Gelombang Elektromagnetik pada Kehidupan sehari-hari 1.Manfaat Gelombang Elektromagnetik 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). C. Gelombang Mikro -Untuk pemanas microwave -Untuk komunikasi RADAR (Radio Detection and Ranging) -Untuk menganalisa struktur atomik dan molekul -Dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut -Digunakan pada rangkaian Televisi -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. D. Sinar Inframerah -Untuk terapi fisik, menyembuhkan penyakit cacar dan encok (physical therapy) -Untuk fotografi pemetaan sumber daya alam, mendeteksi tanaman yang tumbuh di bumi dengan detail -Untuk fotografi diagnosa penyakit -Digunakan pada remote control berbagai peralatan elektronik, alarm pencuri -Mengeringkan cat kendaraan dengan cepat pada industri otomotif -Pada bidang militer,dibuat teleskop inframerah yang digunakan melihat di tempat yang gelap atau berkabut. -Sinar infra merah dibidang militer dimanfaatkan satelit untuk memotret permukaan bumi meskipun terhalang oleh kabut atau awan. E. Sinar tampak -Membantu penglihatan mata manusia -Salah satu aplikasi dari sinar tampak adalah penggunaan sinar laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi. F. Sinar Ultraviolet -Untuk proses fotosintesis pada tumbuhan -Membantu pembentukan vitamin D pada tubuh manusia -Dengan peralatan khusus dapat digunakan untuk membunuh kuman penyakit, menyucihamakan ruangan operasi rumah sakit berikut instrumen-instrumen pembedahan -Untuk memeriksa keaslian tanda tangan di bank-bank. G. Sinar X (Sinar Rontgen) -Dimanfaatkan di bidang kesehatan kedokteran untuk memotret organ-organ dalam tubuh (tulang), jantung, paru-paru, melihat organ dalam tanpa pembedahan, foto Rontgen -Untuk analisa struktur bahan / kristal -Mendeteksi keretakan / cacat pada logam -Memeriksa barang-barang di bandara udara / pelabuhan. H. Sinar Gamma -Dimanfaatkan dunia kedokteran untuk terapi kanker -Dimanfaatkan untuk sterilisasi peralatan rumah sakit -Untuk sterilisasi makanan, bahan makanan kaleng -Untuk pembuatan varietas tanaman unggul tahan penyakit dengan produktivitas tinggi -Untuk mengurangi populasi hama tananaman (serangga) -Untuk medeteksi keretakan /cacat pada logam (seperti kegunaan sinar X juga) -Untuk sistem perunut aliran suatu fluida (misalnya aliran PDAM), mendeteksi kebocoran. 2. Bahaya Gelembong Elektromagnetik 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 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. Bahaya Gelombang Elektromagnetik 1. Dapat menyebabkan kanker kulit (Sinar ultraviolet). 2. Dapat menyebabkan katarak mata(Sinar ultraviolet). 3. Dapat menghitamkan warna kulit (Sinar ultraviolet). 4. Dapat melemahkan sistem kekebalan tubuh (Sinar ultraviolet). 5. Dapat menyebabkan kemandulan (Sinar gamma). 6. Dapat menyebabkan kerusakan sel/jaringan hidup manusia (Sinar X dan terutama sinar gamma). KESIMPULAN Dari pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa begitu besar peranan gelombang elektromagnetik yang bermanfaat dalam kehidupan kita sehari-hari, tanpa kita sadari keberadaannya. Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin. Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang, frekuensi, atau tenaga per foton. Spektrum ini secara langsung berkaitan : * Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya: 300 Mm/s, yaitu 300 MmHz * Energi dari foton adalah 4.1 feV per Hz, yaitu 4.1µeV/GHz * Panjang gelombang dikalikan dengan energy 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 (? = 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)[1]. Dan beberapa contoh spektrum elektromagnetik seperti : Radar (Radio Detection And Ranging),digunakan sebagai pemancar dan penerima gelombang. Infra Merah Dihasilkan dari getaran atom dalam bahan dan dimanfaatkan untuk mempelajari struktur molekul Sinar tampak mempunyai panjang gelombang 3990 Aº – 7800 Aº. Ultra ungu dimanfaatkan untuk pengenalan unsur suatu bahan dengan teknik spektroskopi. DAFTAR PUSTAKA http://cheatninjasaga-umum.blogspot.com/2012/06/rangkuman-gelombang-elektromagnetik.html http://brigittalala.wordpress.com/pesan-dan-kesan-mengikuti-pree-test-fisika/gelombang-elektromagnetik/