Gelombang Elektromagnetik, Sprektum Elektromagnetik Dan Frekuensi Gelombang Radio
A. GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Gelombang
elektromagnetik yang dirumuskan oleh Maxwell ternyata terbentang dalam rentang
frekuensi yang luas. Sebagai sebuah gejala gelombang, gelombang elektromagnetik
dapat diidentifikasi berdasarkan frekuensi dan panjang gelombangnya. Cahaya
merupakan gelombang elektromagnetik sebagaimana gelombang radio atau sinar-X.
Masing-masing memiliki penggunaan yang berbeda meskipun mereka secara fisika
menggambarkan gejala yang serupa, yaitu gejala gelombang, lebih khusus lagi
gelombang elektromagnetik. Mereka dibedakan berdasarkan frekuensi dan panjang
gelombangnya. Gambar berikut ini menunjukkan 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.
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.
B.
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.
C. SUMBER
GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
- Osilasi listrik.
- Sinar matahari ® menghasilkan sinar infra merah.
- Lampu merkuri ® menghasilkan ultra violet.
- Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam ® menghasilkan sinar X (digunakan untuk rontgen). Inti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma.
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 (lihat juga tabel dan awalan SI):
1.
Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi, hasilnya
kecepatan cahaya: 300 Mm/s, yaitu 300 MmHz
2.
Energi dari foton adalah 4.1 feV per Hz, yaitu
4.1μeV/GHz
3.
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)
Susunan
semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan
frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik. Gambar spectrum 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.
E. 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 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.
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.
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.
F. FREKUENSI GELOMBANG RADIO
Frekuensi radio menunjuk ke spektrum elektromagnetik
di mana gelombang elektromagnetik dapat dihasilkan oleh pemberian arus
bolak-balik ke sebuah antena.
Penggunaan RF (Radio Frequency) tidak asing lagi bagi
kita, contoh penggunannya adalah radio, stasiun TV, Telepon cordless, dan lain
sebagainya. RF selalu dihadapi oleh masalah spectrum yang terbatas, sehingga
harus dipertimbangkan cara memanfaatkan spectrum secara efisien. WLAN
menggunakan RF sebagai media transmisi karena jangkauannya jauh, dapat menembus
tembok, mendukung teknik handoff, mendukung mobilitas yang tinggi, meliputi
daerah jauh lebih baik dari IR dan dapat digunakan di luar ruangan. DS adalah
teknik yang memodulasi sinyal informasi secara langsung dengan kode-kode
tertentu (deretan kode Psedonoise / PN) dengan satuan chip). FH adalah teknik
yang memodulasi sinyal informasi dengan frekuensi yang loncat-loncat (tidak konstan).
Frekuensi yang berubah-ubah ini dipilih oleh kode-kode tertentu.
Frekuensi Radio terdiri dari VHF (Very High Frequency), UHF (Ultra High Frequency), FM (Frequency Modulator)
Frekuensi Radio terdiri dari VHF (Very High Frequency), UHF (Ultra High Frequency), FM (Frequency Modulator)
Catatan: di
atas 300 GHz, penyerapan radiasi elektromagnetik oleh atmosfer bumi
begitu besar sehingga atmosfer secara efektif menjadi "opak" ke
frekuensi lebih tinggi dari radiasi elektromagnetik, sampai atmosfer
menjadi transparan lagi pada yang disebut jangka frekuensi infrared dan jendela
optikal.
Band ELF, SLF, ULF,
dan VLF bertumpuk dengan spektrum AF, sekitar 20–20,000 Hz. Namun, suara
disalurkan oleh kompresi atmosferik dan pengembangan, dan bukan oleh energi
elektromagnetik.
Penghubung listrik
didesain untuk bekerja pada frekuensi radio yang dikenal sebagai Penghubung RF. RF juga
merupakan nama dari penghubung audio/video standar,
yang juga disebut BNC (Bayonet Neill-Concelman).
G. GELOMBANG RADIO
Gelombang radio adalah satu
bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentuk ketika objek bermuatan
listrik dari gelombang osilator (gelombang pembawa) dimodulasi dengan gelombang
audio (ditumpangkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF; "radio
frequency")) pada suatu spektrum elektromagnetik, dan radiasi elektromagnetiknya
bergerak dengan cara osilasi elektrik maupun magnetik.
Gelombang elektromagnetik lain yang memiliki frekuensi
di atas gelombang radio meliputi sinar gamma, sinar-X, inframerah, ultraviolet, dan cahaya terlihat. Ketika gelombang radio
dikirim melalui kabel kemudian dipancarkan oleh antena, osilasi dari medan
listrik dan magnetik tersebut dinyatakan dalam bentuk arus bolak-balik dan voltase di dalam
kabel. Dari pancaran gelombang radio ini kemudian dapat diubah oleh radio
penerima (pesawat radio) menjadi signal audio atau lainnya yang membawa siaran
dan informasi.
Undang-undang Nomor 32 Tahun 2002
Tentang Penyiaran menyebutkan bahwa frekuensi radio merupakan gelombang
elektromagnetik yang diperuntukkan bagi penyiaran dan merambat di udara serta
ruang angkasa tanpa sarana penghantar buatan, merupakan ranah publik dan sumber
daya alam terbatas. Seperti spektrum elektromagnetik yang lain, gelombang radio
merambat dengan kecepatan 300.000 kilometer per detik. Perlu diperhatikan bahwa
gelombang radio berbeda dengan gelombang audio.
Gelombang radio merambat pada frekuensi 100,000 Hz
sampai 100,000,000,000 Hz, sementara gelombang audio merambat pada frekuensi 20
Hz sampai 20,000 Hz. Pada siaran radio, gelombang audio tidak ditransmisikan
langsung melainkan ditumpangkan pada gelombang radio yang akan merambat melalui
ruang angkasa. Ada dua metode transmisi gelombang audio, yaitu melalui modulasi amplitudo (AM) dan modulasi frekuensi (FM).
Meskipun kata 'radio' digunakan untuk hal-hal yang
berkaitan dengan alat penerima gelombang suara, namun transmisi gelombangnya
dipakai sebagai dasar gelombang pada televisi, radio, radar, dan telepon genggam pada umumnya.
H. JENIS JENIS FREKUENSI RADIO
Mengacu kepada SK 92/DIRJEN/1994, bahwasannya, RAPI
(Radio Antar Penduduk Indonesia) ditetapkan sebagai induk organisasi yang
mewadahi pengguna KRAP (Komunikasi Radio Antar Penduduk) diberikan alokasi
frekuensi oleh pemerintah untuk dipergunakan oleh anggotanya di seluruh
Indonesia.
Adapun jenis jenis frekuensi tersebut diantaranya : 1.
Band HF (High Frequency) dan 2. Band VHF (Very High Frequency)
Walaupun demikian, bukan berarti seluruh frekuensi di
kedua band tersebut dapat dipergunakan begitu saja, melainkan dibatasi sesuai
dengan kewenangan pemerintah. Alokasi frekuensi band HF (High Frequency) untuk
organisasi RAPI di Indonesia diberikan keleluasaan dari Frek 26.960 Mhz hingga
27.410 Mhz. Sedangkan Band VH (Very High Frequency) mulai 142.0375 Mhz sampai
143.5375 Mhz. (Sumber:, Buku Panduan RAPI Daerah 10 Jawa Barat).
Namun tahukah seluruh anggota RAPI di Indonesia
tentang band dan sifat perambatan suatu frekuensi radio? Pengguna alat
komunikasi, khusunya anggota RAPI, mayoritas hanya mengenal 2 band saja, yaitu
HF dan VHF. Itupun hanya sebatas nama band. Akan tetapi mengenai nama Band
lain, Panjang Gelombang, Batasan Frekuensi dan Nama Gelombangnya kemungkinan
besar tidak banyak anggota RAPI yang tahu. Namun Secara umum, jenis frekuensi
yang digunakan oleh radio komunikasi adalah VHF (Very High Frequency) dan HF
(High Frequency).
Sebelum mengetahui nama Band, Panjang Gelombang,
Batasan Frekuensi dan nama gelombang radio, alangkah baiknya kita mengenal
lebih dulu kedua jenis band yang biasa kita pergunakan selama ini.
DAFTAR PUSTAKA
Foster, Bob. 2004. Fisika SMA Jilid 3A untuk Kelas XII. Jakarta: Penerbit
Erlangga. Lala, Brigitta. 2008.
http://eris-fauzan.netne.net/index.php?option=com_content&view=article&id=4:gelombang-elektromagnetik&catid=1:materi-belajar&Itemid=5
http://makalah-artikel-online,blogspot.com
0 komentar:
Posting Komentar