Dispersi

Difraksi

Gelombang Elektromagnetik Salah satu jenis gelombang yang terdapat di alam adalah gelombang

elektromagnetik. Cahaya yang kita nikmati setiap harinya termasuk ke dalam gelombang

elektromagnetik. Sinar inframerah sinar ultraviolet juga masuk dalam kategori gelombang

elektromagnetik. Defenisi gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dalam perambatannya

tidak memerlukan medium. Setiap jenis gelombang mempunyai sifat tersendiri.

Sifat gelombang elektromagnetik, yaitu: Gelombang elektromagnetik dapat menjalar, melalui ruang

hampa dengan kecepatan mendekati 300 juta meter per detik (m/s). Gelombang elektromagnetik

terdiri atas medan listrik dan medan magnet, dan termasuk gelombang transversal. Gelombang

elektromagnetik dihasilkan oleh getaran medan-medan listrik dan medan-medan magnet yang saling

tegak lurus dan menghasilkan arah penjalaran gelombang saling tegak lurus satu dengan lainnya.

Gelombang elektromagnetik dipancarkan ketika energi partikel-partikel bermuatan listrik berubah

dalam dua cara. Cara pertama, yaitu ketika sebuah elektron berpindah ke orbit yang lebih dalam

(orbit yang energinya lebih rendah). Cara kedua, yaitu ketika elektron-elektron atau inti atom bergetar,

sehingga energi kinetisnya berubah. Makin besar perubahan energi, atau makin cepat getarannya,

makin tinggi frekuensi atau makin pendek panjang gelombang yang dipancarkan. Misalnya

perubahan energi untuk menghasilkan sinar-X lebih besar daripada untuk menghasilkan gelombang

radio.

Gelombang radio termasuk ke dalam jenis gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang

gelombang terbesar atau frekuensi terkecil. Gelombang ini dihasilkan dengan membuat elektron-

elektron bergetar pada antena. Gelombang radio digunakan untuk memancarkan bumyi dan informasi

gambar melalui jarak yang sangat jauh. Gelombang radio meliputi daerah panjang gelombang dari

beberapa mm sampai ke beberapa km. Panjang gelombang terpendek disebut gelombang mikro

(microwaves). Gelombang ini dipancarkan oleh antena berbentuk piring kecil berbentuk antena.

Gelombang mikro digunakan pada radar. Gelombang ini dapat digunakan dalam sebuah oven untuk

memasak makanan dengan cepat. Gelombang mikro menghasilkan efek panas ketika gelombang ini

diserap. Makanan menyerap frekuensi gelombang mikro tertentu dengan sangat kuat, sehingga

makanan masak dengan cepat.

Jenis gelombang elektromagnetik lainnya adalah sinar-X. Sinar-X memiliki panjang gelombang lebih

kecil daripada sinar ultraungu. Sinar-X dihasilkan ketika elektron-elektron yang bergerak cepat

kehilangan energi dengan cepat. Sinar-X dapat menembus benda-benda padat, misal: kayu yang

tebalnya beberapa cm, pelat aluminium setebal 1 cm. Sinar-X dapat memberi efek pada film. Tulang-

tulang pada badan kita tidak mudah ditembus cahaya seperti jaringan sel-sel tubuh lainnya. Oleh

karena itu sinar-X dapat digunakan untuk memotret kedudukan tulang-tulang, khususnya untuk

menentukan letak tulang yang patah.

Sinar gamma termasuk juga dalam jenis gelombang elektromagnetik. Sinar ini memiliki spektrum

gelombang yang memiliki daya tembus lebih kuat dan lebih berbahaya daripada sinar-X. Sinar ini

dihasilkan dari peristiwa radioaktivitas dari unsur-unsur tidak stabil atau dari proses penghancuran

antara positron dan elektron.

Spektrum adalah sebuah kata lain yang berarti “hantu” atau bayangan hitam. Kata Spektrum  pertama

kali digunakan oleh Isaac Newton pada tahun 1671. Untuk menjelaskan bayangan sinar yang

dibentuk oleh prisma menyerupai pelangi yang berwarna warni seperti lagu anak TK “pelangi-pelangi”

yang dinamakan spektrum gelombang elektromagnetik.

Spektrum gelombang elektromagnetik terdiri atas tujuh macam gelombang yang dibedakan

berdasarkan frekuensi serta panjang gelombang tetapi cepat rambat di ruang hampa adalah sama.

Yaitu c =3 x 108 m/s. Seperti yang sudah dibahas dalam teori Maxwell tentang gelombang

elektromagnetik. frekuensi gelombang terkecil adalah gelombang cahaya serta panjang gelombang

terbesar sedangkan frekuensi terbesar adalah sinar gamma serta panjang gelombang terpendek.

Urutannya adalah:

1. gelombang radio dan televisi 

2. gelombang mikr

3. infra merah

4. cahaya tampak

5. ultraviolet

6. siar x

7. sinar gamma

Urutan dari atas ke bawah adalah frekuensi makin besar serta panjang gelombang makin pendek

karena frekuensi dan panjang gelombang berbanding terbalik seperti yang sudah dibahas pada

gejala-gejala gelombang.

Berikut kegunaan serta sifat dari spektrum gelombang elektromagnetik

Gelombang radio dan Televisi. Gelombang radio dan televisi, memiliki frekuensi terkecil untuk

semua spektrum gelombang elektromagnetik frekuensi dimulai dari 30 kHz . sumbernya

adalah oscilator elektronik yang bergetar. Gelombang ini memiliki kegunaan serta

dikelompokkan tergantung kepada panjang gelombangnya serta frekuensinya. Mulai dari alat

komunikasi radio FM, Televisi serta telepon.

Gelombang Mikro. Gelombang mikro merupakan gelombang radio dengan frekuensi paling

tinggi(SHF=Super High Frekuensi), yaitu 3 GHz (3 x 109 Hz).Gelombang mikro dihasilkan

oleh peralatan yang dinamakan tabung klystron. Kegunaanya adalah sebagaipenghantar

energi panas yang digunakan pada oven mikrowave(mikrowave oven) untuk memasak

makan lebih cepat serta ekonomis. Kegunaan lain adalah pada antene RADAR(Radio

Detection and Ranging) pesawat radar ini bekerja menggunakan sifat pemantulan seperti

halnya pada binatang kelelawar yang menggunakan ultrasonic untuk penginderaan.

Infra merah. Sinar infra merah memiliki daerah dengan jangkauan frekuensi 1011 sampai

1014 Hz. Sinar infra merah dihasilkan oleh elektron dari molekul-molekul yang bergetar

karena panas. Misalnya bara api, nyala api, tubuh manusia. Sumber infra merah terbesar

adalah matahari. Sinar ini memiliki sifat membawa energi panas, sehingga dengan intensitas

yang tinggi bisa membakar kuli. Sifat lainnya tidak terlihat tetapi dapat menghitamkan pelat

foto sehingga digunakan untuk penginderaan pada tempat gelap, kamera infra merah serta

membuat foto satelit seperti yang digunakan dalam google earth.

Cahaya atau sinar tampak. Sinar tampak adalah satu-satunya spektrum gelombang

elektromagmnetik yang dapat dilihat semuanya terdiri dari tujuh spektrum warna yaitu:

merah-jingga-kuning-hijau-biru-nila-ungu. Sinar merah memiliki panjang  gelombang

terpanjang tetapi frekuensi terkecil serta ungu panjang gelombang terpendek tapi frekuensi

terbesar.

ultraviolet. Sinar ultraviolet  dihasilkan oleh atom dan molekul dalam loncatan nyala api listrik.

Memiliki energi kmia sehingga bisa memendarkan barium platina sianida, menghitamkan

pelat foto serta dapat membunuh bakteri juga kuman-kuman. Sebagai detektor untuk

membedakan antara uang asli dan palsu.  Sumber-sumber ultraviolet adalah matahari, busur

karbon,lampu mercury.

Sinar-x. disebut juga sinar rontgen  dihasilkan oleh elektron-elektron yang terletak dibagian

kulit elektron atau dari pancaran radisi yang keluar ketika elektron yang berkecepatan tinggi

menumbuk permukaan logam. Mempunyai daya tembus sangat besar sehingga dapat

digunakan untuk memotret susunan tulang dalam tubuh, misalnya untuk menentukan letak

tulang yang retak akibat kecelakaan. Termasuk berbahaya karena dapat mengionisasi sel

hidup sehingga tidak boleh digunakan oleh ibu hamil maka untu melihat janin dalam

kandungan digunakan ultrasonografi.

Sinar gamma. sinara gamma, memiliki frekuensi paling besar serta panjang gelombang

terkecil diantara spektrum gelombang elektromagnetik sehingga daya tembus sangat besar

dapat menembus pelat besi. Dihasilkan dari inti atom yang tidak stabil . Dapat digunakan 

untuk membunuh sel kanker serta sterilisasi alat-lat kedokteran.

Kisi DifraksiKisi difraksi merupakan suatu piranti untuk menganalisis sumber cahaya. Alat ini terdiri

dari sejumlah besar slit-slit paralel yang berjarak sama. Suatu kisi dapat dibuat dengan cara memotong garis-garis paralel di atas permukaan plat gelas dengan mesin terukur berpresisi tinggi. celah diantara goresan-goresan adalah transparan terhadap cahaya dan arena itu bertindak sebagai celah-celah yang terpisah. Sebuah kisi dapat mempunyai ribuan garis per sentimeter. Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Pembelokan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah disebut difraksi gelombang (Anonim, 2012).

Kisi difraksi terdiri atas sebaris celah sempit yang saling berdekatan dalam jumlah banyak. Jika seberkas sinar dilewatkan kisi difraksi akan terdifraksi dan dapat menghasilkan suatu pola difraksi di layar. Jarak antara celah yang berurutan (d) disebut tetapan kisi. Jika jumlah celah atau goresan tiap satuan panjang (cm) dinyatakan dengan N, maka : d = 1/N.

Polarisasi

Polarisasi adalah suatu peristiwa perubahan arah getar gelombang pada cahaya yang acak

menjadi satu arah getar; dari sumber lain mengatakan bahwaPolarisasi adalah peristiwa

penyerapan arah bidang getar dari gelombang.

Gejala polarisasi hanya dapat dialami oleh gelombang transversal saja, sedangkan gelombang

longitudinal tidak mengalami gejala polarisasi. Fakta bahwa cahaya dapat mengalami polarisasi

menunjukkan bahwa cahaya merupakan gelombang transversal