Radiasi elektromagnetik (radiasi EM) ada di sekitar Anda; itu sangat mendasar tidak hanya untuk pemahaman Anda tentang fisika, tetapi juga untuk kelangsungan hidup Anda. Tanpa radiasi dari matahari, misalnya, Bumi tidak dapat menopang kehidupan.
Apa yang oleh para ilmuwan dari NASA dan kerabat mereka disebut radiasi elektromagnetik dapat digambarkan dalam istilah fisika sebagai gelombang. Gelombang elektromagnetik disatukan oleh beberapa karakteristik penting, tetapi dampak praktisnya pada dunia bervariasi dari kemampuan memasak makanan dengan cepat hingga mengirimkan informasi dengan cepat melalui banyak sekali jarak.
Panjang gelombang yang lebih pendek dikaitkan dengan frekuensi yang lebih tinggi dan energi yang tinggi, sementara frekuensi yang lebih tinggi berada di bagian spektrum dengan panjang gelombang pendek dengan panjang gelombang yang lebih panjang. Spektrum yang terlihat relatif sempit menawarkan mata manusia, dan dengan demikian pikiran manusia intuitif, gambaran yang jauh lebih kecil dari realitas total daripada apa yang sebenarnya terjadi sepanjang waktu.
Apa Itu Gelombang Elektromagnetik?
Sebuahgelombang elektromagnetikterdiri dari gelombang medan listrik yang berosilasi dalam bidang yang tegak lurus (pada sudut kanan) terhadap gelombang medan magnet. Karena radiasi elektromagnetik bertindak sebagai gelombang, maka setiap gelombang elektromagnetik tertentu akan memilikifrekuensi (f; kadang-kadang dilambangkan denganνsebagai gantinya) danpanjang gelombang λ(huruf Yunani lambda) yang terkait dengannya.
Namun, gelombang elektromagnetik tidak memerlukan media fisik seperti udara (atmosfer bumi sarat dengan gas dan tidak hanya "ruang") atau air untuk merambat, dan karenanya dapat melintasi ruang hampa udara - yang mereka lakukan dengan kecepatan cahayac, yaitu 3 × 108 m/s, atau sekitar 6 triliun mil per jam. Mungkin tak perlu dikatakan, ini kecepatan tercepat di alam semesta!
Spektrum Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik dapat datang dalam berbagai panjang gelombang dan frekuensi yang berbeda, asalkan:produk dari panjang gelombang dan frekuensi gelombang yang diberikan sama dengan kecepatan cahaya(yaitu, f = c). Pikirkan regu pegulat dari kelas berat yang sama; beberapa akan lebih tinggi dan lebih ramping, yang lain lebih pendek dan lebih kompak, tetapi menurut definisi semua memiliki massa yang sangat dekat meskipun penampilan sangat bervariasi.
Kisaran panjang gelombang di spektrum EM dibagi menjadi beberapa jenis radiasi elektromagnetik. Berdasarkan urutan frekuensi terendah (energi tertinggi, panjang gelombang terpanjang) hingga frekuensi tertinggi (energi terendah, panjang gelombang terpendek) jenis radiasi ini adalah:
- Gelombang radio:Gelombang ini, yang memungkinkan untuk mendengarkan "siaran" jauh sebelum Internet, telah
nilai mulai dari sekitar 1 m dan melampaui 108 m (100 juta m). Gelombang mikro:Oven microwave adalah manifestasi teknologi yang paling jelas dari jenis radiasi ini, yang mencakup spektrum panjang gelombang dari sekitar 10-3 m (1 milimeter, atau mm) hingga 1 m. Radiasi infra merah:Cahaya inframerah terletak antara 7 × 10-7 m (700 nanometer, atau nm) dan 1 mm, dan dikumpulkan oleh peralatan optik dan digunakan secara visual dalam kacamata "penglihatan malam". *Cahaya tampak:Spektrum cahaya tampak berada dalam pita sempit antara sekitar 4
× 10-7 m dan 7
× 10-7 m (400 nm dan 700 nm). Dari terendah ke tertinggienergi, dan karena itu terpanjang ke terpendekpanjang gelombang,urutan spektral warna yang terlihat dapat diingat oleh"Roy G Biv": merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu. Radiasi ultraviolet:Sinar ultraviolet (10-8 m ke 4 × 10-7 m, atau 10 nm sampai 400 nm) digunakan di tanning bed dan dipancarkan oleh matahari; itu adalah jenis energi EM yang menyebabkan kulit terbakar matahari dan mungkin kanker kulit.
Sinar X:Radiasi energi tinggi ini (10-11 ke 10-8 m, atau 0,01 hingga 10 nm) digunakan dalam diagnostik; paparan besar bisa tidak aman bagi kesehatan. *Sinar gamma:EM berenergi tertinggi ditemukan meluncur di luar angkasa; radiasi ini memiliki panjang gelombang lebih pendek dari 1/100 nanometer. Atmosfer untungnya menyaring sebagian besar dari ini.
Contoh Soal Spektrum Elektromagnetik
Anda bangun di sebuah planet di mana kecepatan cahaya tenang 60 meter per detik, tetapi hukum fisika secara umum sama seperti di Bumi. Jika panjang gelombang cahaya biru dan cahaya merah di planet ini masing-masing adalah 5 cm dan 10 cm, dengan warna kuning berada tepat di antara keduanya dalam spektrum, berapakah panjang gelombang cahaya biru dan cahaya merah?frekuensilampu kuning di sini?
Panjang gelombang cahaya kuning di planet ini harus setengah jarak antara 5 dan 10 cm, atau 7,5 cm. Karena f = c = 300 m/s,
f=\frac{60}{0.075}=800\text{ siklus per detik}
- Siklus per detik memilikinya sendirisatuan turunandalam fisika, hertz (Hz).