Radiasi Gelombang Elektromagnetik

Gambar dari pesawat EP-3E Aries. EP-3E Aries adalah pesawat intai milik Angkatan Laut Amerika Serikat (US Navy) yang digunakan untuk "menguping" peralatan elektronik dari musuh. EP-3E Aries memanfaatkan radiasi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh musuh-musuhnya ketika sedang dalam aktivitas menguping.

Alkisah dalam Perang Bosnia (1995-1999), sebuah pesawat tempur milik Angkatan Laut Amerika Serikat terbang melewati sebuah daerah yang dikenal sebagai Srebrenica. Pesawat milik Angkatan Laut Amerika Serikat tersebut diketahui sedang membawa sebuah kamera untuk memata-matai aktivitas dari tentara Serbia karena sebelumnya, Angkatan Perang NATO mendapat laporan bahwa di daerah Srebrenica akan ada aktivitas invasi dari bala tentara Serbia.

Awalnya, pesawat tidak mendapati akan adanya aktivitas dari tentara Serbia yang diduga akan melakukan invasi lewat daerah Srebrenica, sampai seorang Co-Pilot yang ada di kursi belakang merubah tampilan kamera menjadi penjejak panas. Di dalam kamera yang sudah diatur itu, terlihat sekelompok kecil manusia sedang berkumpul di tengah-tengah hutan dalam wujud “oranye dan biru”. Sang Pilot berkata bahwa sekelompok manusia yang lagi kumpul di hutan itu paling hanya kelompok bocah Pramuka, atau mungkin pemburu yang lagi camping. Sang Co-Pilot yang kemudian tidak percaya dengan omongan sang Pilot berkata: “mana ada seorang bocil Pramuka camping di tengah perang begini?”. Karena si Co-Pilot tidak percaya dan juga ikutan penasaran, sang Pilot kemudian menerbangkan pesawat ke dekat hutan tempat dimana sekelompok manusia tersebut lagi camping.

Disaat pesawat mendekati hutan, kelompok manusia tersebut semakin lama semakin besar. Sang Co-Pilot kemudian merubah mode kameranya menjadi “mode normal”. Dan benar saja, sekelompok manusia yang awalnya dikira adalah kelompok bocah Pramuka dan pemburu, ternyata adalah tentara Serbia yang sedang mempersiapkan rencana untuk invasi. Sang Pilot dan Co-Pilot memutuskan untuk mengamati hutan tersebut dengan sangat teliti lagi, Tak jauh dari situ, sebuah tank dan kendaraan tempur milik tentara Serbia juga ikut diparkir dalam jumlah yang sangat besar.

EA-18G Growler. Adalah salah satu pesawat intai yang dioperasikan oleh Angkatan Laut Amerika Serikat untuk memata-matai Angkatan Bersenjata Serbia selama Perang Bosnia.

Ketika pesawat intai milik Angkatan Laut Amerika itu sedang mengamati dengan sangat teliti, sebuah benda “terbang” mengikuti pesawat intai. Benda terbang itu terbang dengan kecepatan yang sangat cepat, dan ingin sekali menabrak pesawat intai yang terbang dengan tenang itu. Benda terbang itu diikuti oleh suara bising komputer kokpit yang ada di dalam pesawat intai.

Sang Co-Pilot yang mengetahui akan adanya benda terbang tersebut, memperingatkan kepada sang Pilot bahwa mereka “sudah ketahuan”, dan sebentar lagi akan segera jatuh karena ditembak oleh tentara Serbia. Sang Pilot yang ada di kursi depan kemudian menerbangkan pesawat dengan kecepatan penuh untuk menghindari kejaran benda terbang itu.

Namun sayangnya, semakin di “gas”, benda terbang itu ternyata ikutan semakin cepat juga mengejar pesawat intai. Sang Pilot kemudian melakukan manuver penuh, mulai dari menerbangkan pesawat sampai ketinggian tinggi sampai ketinggian rendah hingga hampir menabrak ujung gunung dan daratan. Namun apa daya, benda terbang itu masih belum berhenti juga.

Ketika sang Pilot sedang bermanuver cepat untuk menghindari benda terbang pertama, Sang Co-Pilot mememperingatkan benda terbang lainnya muncul lagi mengejar pesawat intai di belakang. Sang Pilot kemudian meluncurkan sebuah “flare” atau bola api untuk memancing benda terbang pertama supaya menjauh dari pesawat dan meledak dulu. Namun sekali lagi, usaha tersebut masih tetap gagal.

Sang Pilot yang masih belum kehabisan akal itu memiliki ide lain supaya si benda terbang berhenti mengejar pesawat dan meledak di udara. Karena sebelumnya pesawat diberi tangki tambahan di bawah sayap supaya pesawat bisa terbang lebih jauh dan lebih lama, sang Pilot kemudian berpikir “bagaimana Kita lepaskan aja tangki ini dan meledak di udara? Bola api dari hasil ledakkan bahan bakar di tangki cukup untuk membuat benda terbang itu menjauh.” Begitu pendapatnya.

Ketika benda terbang pertama mulai hampir mendekati pesawat, sang Pilot dengan segera melepaskan kedua tangki yang penuh bahan bakar itu di udara. Dan segera tangki itu meledak dengan kobaran api yang luar biasa. Benda terbang pertama yang awalnya mengejar pesawat intai mengikuti kobaran api itu, dan segera ikutan meledak.

Meskipun benda terbang pertama telah meledak, masih ada benda terbang kedua yang mengejar. Sang Pilot sudah putus asa, manuver-manuver hebat yang dia lakukan di dalam kokpit tidak mampu menjauhkan benda terbang itu dari pesawat intai. Satu-satunya harapan ialah menerbangkan pesawat dengan cepat dan menjauh dari hutan itu supaya tidak ditangkap oleh tentara Serbia.

Ketika sang Pilot akan menekan tuas pendorong, sang Co-Pilot mengatakan bahwa bahan bakar hampir habis karena bahan bakar cadangan yang ada di tangki luar sudah dibuang untuk meledakkan benda terbang pertama, dan memperingatkan bahwa benda terbang kedua sebentar lagi akan menabrak jatuh pesawat. Dan benar saja beberapa menit kemudian, benda terbang pertama menabrak pesawat intai milik Angkatan Laut Amerika Serikat itu dan membuatnya meledak di udara.

Sang Pilot dan Co-Pilot kemudian melontarkan diri ke udara, dan melayang-layang hingga mendarat di hutan. Sebelum pada akhirnya mereka ditangkap oleh tentara Serbia yang sebelumnya telah berkumpul di hutan.

Dari cerita pesawat intai Angkatan Laut Amerika Serikat di atas Kita dapati sebuah pertanyaan yang cukup mengganggu: Apa yang membuat pesawat intai milik Angkatan Laut Amerika Serikat itu bisa “ketahuan” oleh tentara Serbia? Dan bagaimana “benda terbang” tersebut bisa mengejar pesawat intai dengan cepat hingga menabrak dan meledakkan pesawat intai? Dan apakah ini juga berhubungan dengan fenomena fisika?

A. Konsep Radiasi Gelombang Elektromagnetik dan Pembentukannya

Sebelum mulai membahas penyebab dari tertembaknya pesawat intai milik Angkatan Laut Amerika Serikat dalam Perang Bosnia di atas, pertama-tama Penulis akan membahas konsep dari Radiasi Gelombang Elektromagnetik terlebih dahulu.

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat tanpa membutuhkan medium. Gelombang elektromagnetik dapat merambat di ruang hampa. Sementara itu, radiasi elektromagnetik merupakan kombinasi medan listrik E dan medan magnet B yang berosilasi dan merambat lewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik terdiri atas medan listrik dan medan magnet yang merambat saling tegak lurus.

Ilustrasi dari Gelombang Elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik terdiri atas medan listrik dan medan magnet yang merambat saling tegak lurus.

Untuk menentukan seberapa besar kecilnya kecepatan dari suatu gelombang elektromagnetik, dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut ini:

$c=\frac{E}{B}$

Keterangan:

c = Kelajuan gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa $\left (3\times10^8\right )$

E = Kuat arus medan magnet (N/C)

B = Kuat arus medan magnetik (Tesla)

B. Spektrum Elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik pertama kali ditemukan oleh Heinrich Rudolph Hertz pada tahun 1887 dalam sebuah eksperimen yang dimana, Hertz menggunakan peralatan yang memancarkan muatan. Muatan tersebut dibuat bergerak bolak balik dalam waktu yang sangat singkat.

Foto dari Heinrich Rudolf Hertz, seorang ilmuwan asal Jerman yang berhasil menemukan seputar teori Gelombang Elektromagnetik.

Dalam eksperimennya tersebut, Hertz menyadari pada ujung dua kabel logam muncul percikan di celahnya yang ternyata, percikan ini mengakibatkan radiasi sekaligus Gaya Gerak Listrik (GGL) ketika perubahan medan magnet melewatinya dan merambat di udara. Adanya radiasi ini dibuktikan dengan kemunculan percikan di kumparan logam yang terletak 1 m dari posisi alat.

Ilustrasi dari rangkaian alat elektronik yang digunakan oleh Heinrich Hertz dalam percobaan elektromagnetiknya. Dari eksperimennya tersebut Hertz Menemukan bahwa sebuah percikan api muncul ketika salah satu kumparan logam dilewati oleh medan magnet yang merambat lewat udara.

Dari hasil eksperimennya tersebut, Hertz kemudian berkesimpulan bahwa gelombang yang dihasilkan merambat dengan kelajuan yang sama dengan kelajuan cahaya, yaitu $\left (3\times10^8\right )$ m/s. Gelombang ini memiliki karakter yang sama dengan cahaya, yaitu bisa dipantulkan, dibiaskan, dan berinterferensi.

Namun jauh sebelum Hertz, pada tahun 1873 James Clerk Maxwell dalam sebuah studinya yang berjudul A Dynamical Theory of The Electromagnetic Field menyatakan bahwa medan listrik dan medan magnet itu berhubungan sangat erat. Saat itu ia sadar kalau ada arus listrik yang terus-menerus berubah, maka arus listrik itu bisa menimbulkan gelombang elektromagnetik yang berubah-ubah juga, sekaligus memancar keluar dengan kecepatan yang sangat tinggi. 

Dari studinya tersebut menyatakan bahwa cepat rambat gelombang elektromagnetik sama dengan cepat rambat cahaya yaitu $\left (3\times10^8\right )$ , dari situ Maxwell berkesimpulan bahwa cahaya adalah bagian dari gelombang elektromagnetik. Dari sini juga ditemukan bahwa panjang gelombang cahaya tampak adalah sekitar 400 nm sampai dengan 750 nm.

Foto dari James Clerk Maxwell ketika masih muda bersama dengan alat percobaan spektrum warnanya. Jauh sebelum Hertz menemukan radiasi gelombang elektromagnetik, Maxwell menemukan medan listrik dan medan magnet berkaitan sangat erat. Dari situ Maxwell berkesimpulan bahwa cahaya merupakan bagian dari gelombang elektromagnetik.

Dari pernyataan Maxwell tersebut, maka dirumuskan sebuah persamaan dari gelombang elektromagnetik yang diturunkan menjadi:

$c=\frac{1}{\sqrt{\mu0\epsilon0}$

Dari apa yang sudah dipaparkan Hertz sebelumnya dalam ekperimen yang dilakukan, tentunya sesuai dengan pernyataan Maxwell. Dari kedua pendapat ilmuwan tersebut dan persamaan yang sudah di paparkan oleh Maxwell sebelumnya, dari situ muncul sebuah penyederhaan yang nantinya akan menjadi persamaan gelombang gelombang elektromagnetik, yaitu:

$c=\lambda \times f$

Keterangan:

c = Kecepatan Cahaya $\left (3\times10^8\right )$

$\lambda$ = Panjang Gelombang

f = Frekuensi (Hz)

Berdasarkan persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa semakin besar panjang gelombang   elektromagnetik berbanding terbalik dengan frekuensi   gelombang elektromagnetik itu sendiri. Dari perbedaan panjang gelombang dan frekuensi ini maka timbullah yang namanya rentang. Perbedaan dari rentang gelombang elektromagnetik dalam semua radiasi disebut, Spektrum Radiasi Gelombang Elektromagnetik. Berikut adalah ilustrasi spektrum radiasi elektromagnetik:

Ilustrasi dari spektrum gelombang elektromagnetik

Berdasarkan gambar di atas, spektrum elektromagnetik ini terdiri atas:

A.     Gelombang Radio

Gelombang radio termasuk ke dalam spektrum yang memiliki panjang gelombang terbesar dan frekuensi terkecil. Gelombang radio dihasilkan oleh elektron pada kawat penghantar yang menimbulkan arus bolak-balik pada kawat. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena pemancar (transmitter) dan diterima oleh antena penerima (receiver).

Gambar dari radio komunikasi terpadu SINCGARS. SINCGARS menggunakan spektrum radio sebagai media penyampai pesannya.

B. Gelombang Mikro

Gelombang mikro merupakan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi sekitar $10^{10}$ Hertz. Sementara panjang gelombangnya sekitar 3 mm. Gelombang mikro ini dimanfaatkan pada pesawat radar (radio detection and ranging), 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. Sebagai contoh, jika gelombang mikro yang dipancarkan radar mengenai benda, gelombang mikro akan memantul kembali ke radar.

Radar Nebo-M adalah radar yang dipakai oleh tentara Rusia untuk mendeteksi pesawat asing. Radar ini menggunakan spektrum gelombang mikro, dalam pita gelombang UHF/VHF.

C. Sinar Inframerah

Sinar inframerah mempunyai frekuensi antara $10^{10}$ Hz sampai $10^{14}$ Hz. Panjang gelombang sinar inframerah lebih besar daripada panjang gelombang sinar tampak. Frekuensi gelombang ini dihasilkan oleh getaran-getaran elektron pada suatu atom atau bahan yang dapat memancarkan gelombang elektromagnetik. Di bidang kedokteran, radiasi inframerah diaplikasikan sebagai terapi medis, seperti penyembuhan penyakit encok dan terapi saraf. Pada bidang militer, terdapat teleskop inframerah yang dapat digunakan untuk melihat di tempat gelap atau berkabut.

Hal ini memungkinkan karena sinar inframerah tidak banyak dihamburkan oleh partikel udara. Pada bidang militer, sinar inframerah juga dimanfaatkan satelit untuk memotret permukaan Bumi, meskipun terhalang oleh kabut atau awan. Di bidang elektronika, sinar inframerah dimanfaatkan pada remote control peralatan elektronik seperti televisi dan VCD. Unit kontrol berkomunikasi dengan peralatan elektronik melalui reaksi yang dihasilkan oleh dioda pancar cahaya (LED).

Tonjolan yang ada di moncong pesawat ini sebenarnya adalah sebuah alat yang disebut sebagai IRST, atau penjejak inframerah. Dalam aplikasinya, biasanya ini dipakai untuk mendeteksi pesawat tempur siluman ataupun digunakan untuk mendeteksi pesawat tempur lainnya ketika sistem pencari radar yang dibawa oleh pesawat tidak berfungsi dengan baik.

D. Cahaya Tampak

Cahaya tampak mempunyai frekuensi sekitar $10^{15}$ Hz. Sementara panjang gelombangnya antara 400 nm sampai 800 nm. Mata manusia sangat peka terhadap radiasi cahaya tersebut, sehingga cahaya tampak sangat membantu penglihatan manusia. Panjang gelombang sinar tampak yang terpendek dalam spektrum bersesuaian dengan cahaya ungu dan yang terpanjang bersesuaian dengan cahaya merah. Semua warna pelangi terletak di antara kedua batas warna tersebut. Salah satu aplikasi dari sinar tampak adalah penggunaan sinar laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi.

Salah satu pengaplikasian dari spektrum cahaya tampak adalah pengunaan kabel fibre optic dalam telekomunikasi.

E. Sinar Ultraviolet

Sinar ultraviolet merupakan gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi antara $10^{15}$ Hz sampai dengan $10^{16}$ Hz. Sementara panjang gelombangnya antara 10 nm sampai 100 nm. Sinar ultraviolet dihasilkan dari atom dan molekul dalam nyala listrik. Sinar ini juga dapat dihasilkan dari reaksi sinar Matahari. Sinar ultraviolet dari Matahari dalam kadar tertentu dapat merangsang tubuh untuk menghasilkan vitamin D. Secara khusus, sinar ini dapat diaplikasikan untuk membunuh kuman. Lampu yang menghasilkan sinar ultraviolet juga dapat digunakan dalam perawatan medis. Sinar ultraviolet juga dapat dimanfaatkan dalam bidang perbankan, yaitu untuk memeriksa tanda tangan di slip penarikan uang sama dengan tanda tangan di buku tabungan.

Selain digunakan untuk mengecek keaslian uang dalam bidang perbankan, spektrum UV juga digunakan untuk mendeteksi sidik jari ataupun bercak darah yang tersembunyi dalam bidang forensik.

F. Sinar-X

Sinar X mempunyai frekuensi antara $10^{16}$ Hz sampai $10^{20}$ Hz. Sementara panjang gelombangnya antara $10^{-11}$ m sampai $10^{-8}$ m. Sinar X ditemukan oleh Wilhelm Conrad Rontgen pada tahun 1895. Untuk menghormatinya, sinar X juga disebut sinar rontgen. Sinar X dihasilkan dari elektron-elektron yang terletak di bagian dalam kulit atom. Sinar X juga dapat dihasilkan dari elektron dengan kecepatan tinggi yang menumbuk logam. Sinar X banyak dimanfaatkan dalam bidang kedokteran seperti untuk memotret kedudukan tulang. Pada bidang industri, sinar X dimanfaatkan untuk menganalisis struktur kristal. Sinar X mempunyai daya tembus yang sangat kuat. Sinar ini mampu menembus zat padat seperti kayu, kertas, dan daging manusia. Pemeriksaan anggota tubuh dengan sinar X tidak boleh terlalu lama, karena dapat membahayakan.

Foto dari Willhelm Konrad Roentgen, penemu Sinar-X. Roentgen menemukan Sinar-X secara tidak sengaja.

Hasil scan dari Sinar-X

G. Sinar Gamma

Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi tertinggi, yaitu antara $10^{20}$ Hz sampai $10^{25}$ Hz. Sementara panjang gelombangnya berkisar antara $10^{-4}$ nm sampai 0,1 nm. Sinar gamma berasal dari radioaktivitas nuklir atau atom-atom yang tidak stabil dalam reaksi inti. Sinar gamma memiliki daya tembus yang sangat kuat, sehingga mampu menembus logam yang memiliki ketebalan beberapa sentimeter. Jika diserap jaringan hidup, sinar gamma akan menyebabkan efek yang serius, seperti mandul dan kanker.

Sama halnya seperti sifat gelombang pada umumnya, gelombang elektromagnetik tentunya juga memiliki beberapa sifat. Sifat-sifat radiasi gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:

1.    Merupakan Gelombang Transversal

2.    Merambat dalam ruang hampa

3.    Mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), interferensi, difraksi, dan polarisasi.

4.    Arah perambatannya tidak dibelokkan oleh medan magnet ataupun medan listrik.

5.    Terjadi perbedaan medan listrik dan medan magnet yang berlangsung secara terus menerus.

6.    Merupakan perambatan getaran medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus terhadap arah rambatnya.

7.    Kecepatannya konstan di ruang hampa, yaitu sebesar  .

8.    Dapat bersifat sebagai partikel dan memiliki energi yang bergantung pada frekuensi.

Untuk mengambarkan bentuk dari radiasi gelombang elektromagnetik sesuai dengan sifat-sifat di atas, maka dapat didefinisikan pada persamaan berikut:

$E=h \times f$

$E=h\frac{c}{\lambda}$

Keterangan:

c = Kecepatan Cahaya $\left (3\times10^8\right )$

$\lambda$ = Panjang Gelombang

f = Frekuensi $\left ( Hz\right )$

E = Energi foton gelombang elektromagnetik $\left ( Joule\right )$

h = Tetapan Planck $\left ( 6,6 \times 10^{-34}\right )$ Js

C. Sumber Radiasi Elektromagnetik

Sebuah radiasi gelombang elektromagnetik tidak akan terjadi jika tidak ada sumber. Berikut ini adalah sumber-sumber radiasi gelombang elektromagnetik:

• Gelombang radio dihasilkan oleh elektron pada kawat penghantar yang menimbulkan arus bolak-balik pada kawat. Gelombang ini dipancarkan dari antena pemancar (transmitter) dan diterima oleh antena penerima (receiver), seperti pada handphone dan radio.

• Gelombang mikro dihasilkan oleh Matahari, tabung diode, magnetron, dan sudah ada alat-alat yang dirakit untuk menghasilkan gelombang mikro ini.

• Sinar inframerah dihasilkan oleh getaran-getaran elektron pada suatu atom atau bahan yang dapat memancarkan gelombang elektromagnetik. Selain itu, dapat juga dihasilkan dari sinar Matahari, permukaan yang panas, dan lampu LED. Sinar inframerah juga dihasilkan dan digunakan pada remote TV.

• Cahaya tampak dihasilkan oleh uraian sinar Matahari dan lampu. Cahaya tampak juga dapat dihasilkan juga lewat laser.

• Sinar ultraviolet dihasilkan dari atom dan molekul dalam nyala listrik. Sinar ini juga dapat dihasilkan dari reaksi sinar Matahari. Sinar ultraviolet dari Matahari dalam kadar tertentu dapat merangsang badan untuk menghasilkan vitamin D.

• Sinar-X dihasilkan dari elektron-elektron yang terletak di bagian dalam kulit atom. Sinar-X juga dapat dihasilkan dari elektron dengan kecepatan tinggi yang menumbuk logam. Televisi yang masih menggunakan tabung katode juga dapat menghasilkan Sinar-X.

• Sinar gamma dihasilkan dari radioaktivitas nuklir atau atom-atom yang tidak stabil dalam reaksi inti. Sinar gamma memiliki daya tembus yang sangat kuat, sehingga mampu menembus logam yang memiliki ketebalan beberapa sentimeter. Jika diserap jaringan hidup, sinar gamma akan menyebabkan efek yang serius, seperti mandul dan kanker.

D. Pemanfaatan Radiasi Elektromagnetik

Berikut ini adalah beberapa pemanfaatan radiasi gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari:

A.    Gelombang Radio

Gelombang radio dimanfaatkan untuk pembicaraan jarak jauh yang tidak menggunakan kawat penghantar. Gelombang ini bertindak sebagai pembawa gelombang audio (suara). Ada dua macam cara untuk membawa gelombang bunyi ke penerima nya, yaitu dengan sistem amplitudo modulasi dan sistem frekuensi modulasi (AM dan FM). Gelombang radio juga bisa digunakan untuk komunikasi militer terenkripsi.

B. Gelombang Mikro

Gelombang mikro dimanfaatkan sebagai berikut:

• Pemanas microwave.

• Sistem deteksi RADAR (Radio Detection and Ranging)

• Menganalisis struktur atomik dan molekul.

• Mengukur kontur permukaan bumi.

• Mendeteksi suatu objek.

• Memandu pendaratan pesawat terbang (Autopilot).

• Membantu pengamatan di kapal laut dan pesawat terbang pada malam hari atau cuaca kabut, serta menentukan arah dan posisi yang tepat.

C. Sinar Inframerah

Kondisi-kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki pancaran inframerah dari tubuh. Foto pancaran inframerah ini disebut termogram. Termogram dapat digunakan untuk mendeteksi masalah sirkulasi darah, radang sendi, dan kanker. Selain itu, sinar inframerah juga memiliki fungsi sebagai berikut:

• Untuk terapi fisik menyembuhkan penyakit cacar dan encok.

• Untuk fotografi pemetaan sumber daya alam dan mendeteksi tanaman yang tumbuh di bumi dengan detail.

• Untuk remote control dan berbagai peralatan elektronik lainnya.

• Untuk mengeringkan cat kendaraan dengan cepat pada industri otmotif.

• Pada bidang militer, dibuat teleskop inframerah yang dapat digunakan untuk melihat ditempat gelap dan berkabut, atau untuk mendeteksi pesawat siluman (Infrared and Search Tracking device; IRST).

• Inframerah juga dimanfaatkan satelit untuk memfoto permukaan bumi, meskipun dalam keadaan berawan dan berkabut.

D. Cahaya Tampak

Beberapa manfaat cahaya tampak adalah sebagai berikut:

• Pada bidang telekomunikasi, sinar laser digunakan untuk menyalurkan suara atau sinyal gambar melalui serat optik.

• Pada bidang kedokteran, sinar laser digunakan untuk mendiagnosis penyakit, pengobatan penyakit, perbaikan suatu cacat, dan pembedahan.

• Pada bidang industri, sinar laser digunakan untuk pengelasan dan pemotongan lempengan baja.

E. Sinar Ultraviolet

Sinar ultraviolet dapat dimanfaatkan sebagai berikut:

• Proses fotosintesis atau asimilasi pada tumbuhan.

• Membantu pembentukan vitamin D pada tubuh manusia.

• Membunuh kuman penyakit dengan bantuan alat lain.

• Mensterilkan ruangan operasi rumah sakit berikut instrumen-instrumen pembedahan.

• Untuk mengecek keaslian uang pada sistem perbankan.

F. Sinar-X

Sinar X dapat dimanfaatkan sebagai berikut:

• Memotret organ-organ dalam tubuh seperti tulang, jantung, dan paru-paru.

• Untuk menganalisis struktur bahan atau kristal.

• Mendeteksi keretakan atau cacat pada logam.

• Memeriksa barang-barang di bandara atau pelabuhan.

G. Sinar Gamma

Sinar gamma dapat dimanfaatkan sebagai berikut:

• Terapi kanker.

• Sterilisasi peralatan rumah sakit.

• Sterilisasi bahan makanan kaleng.

• Pembuatan varietas tanaman unggul tahan penyakit dengan produktivitas tinggi.

• Mengurangi populasi hama tananaman (serangga).

Dalam pemanfaatan radiasi elektromagnetik, sering kali dilakukan perhitungan terkait intensitas gelombang yang dihasilkan. Intensitas gelombang elektromagnetik sebanding dengan harga maksimum medan magnet dan medan listrik atau dapat ditulis sebagai berikut:

$\bar{I}=\frac{E_MaksB_Maks}{2\mu_\sigma}$

$\bar{I}=\frac{cB_Maks}{2\mu_\sigma}$

$\bar{I}=\frac{E^2_Maks}{2\mu_\sigma}$

Keterangan:

$\bar{I}$ = Intensitas Cahaya (W/m^2)

EMaks = Medan Maksimum (N/C)

BMaks = Medan Magnet Maksimum (Tesla) 

$\mu_\sigma$ = Permeabilitas Magnet

E. Bahaya Radiasi Elektromagnetik

Radiasi elektromagnetik juga dapat menimbulkan dampak negatif bagi manusia, di antaranya adalah sebagai berikut:

a.    Sinar Ultraviolet

• Pada manusia, radiasi UV-B yang berlebih dapat menimbulkan penyakit kanker kulit, katarak mata, serta mengurangi daya tahan tubuh terhadap penyakit infeksi. Peningkatan radiasi gelombang pendek UV-B juga dapat memicu reaksi kimiawi di atmosfer bagian bawah. Hal ini mengakibatkan penambahan jumlah reaksi fotokimia yang menghasilkan asap beracun, terjadinya hujan asam, serta peningkatan gangguan saluran pernapasan.

• Pada tumbuhan, radiasi UV-B yang berlebih dapat menyebabkan pertumbuhan berbagai tanaman menjadi lambat dan bahkan menjadi kerdil. Akibatnya, hasil panen sejumlah tanaman budidaya akan menurun, serta tanaman hutan menjadi rusak.

• Jika terjadi lubang ozon, sinar UV khususnya UV-B yang menembus permukaan Bumi dan mengenai orang dapat menyebabkan kulit manusia tersengat dan merubah molekul DNA. Jika hal tersebut berlangsung terus-menerus dalam jangka panjang, dapat memicu kanker kulit. Hal ini juga terjadi pada makhluk hidup lainnya.

b. Gelombang Mikro

• Radiasi gelombang mikro dapat menimbulkan efek stres pada syaraf otak.

• Radiasi gelombang mikro juga dapat menimbulkan radikal bebas dan menyebabkan penyakit kanker.

• Mengkonsumsi makanan yang diolah atau dipanaskan dalam microwave dalam jangka waktu lama dapat menyebabkan penurunan jumlah hemoglobin (sel darah merah).

Pada beberapa perangkat teknologi yang mengeluarkan radiasi elektromagnetik juga memiliki dampak negatif, yaitu sebagai berikut:

1.    Laptop

Laptop yang dilengkapi dengan Wi-Fi (Wireless Fidelity) memiliki dampak negatif terhadap kesehatan. Di antara adalah mengakibatkan nyeri kepala, insomnia, dan mual-mual, terutama bagi mereka yang elektrosensitif. Radiasi yang dihasilkan oleh laptop juga dapat menyebabkan kerusakan kromosom yang berdampak pada kapasitas konsentrasi, menurunnya memori jangka pendek, serta meningkatnya kejadian berbagai tipe kanker. Radiasi laptop juga dapat mengganggu jaringan tubuh manusia, terutama pada kulit, telinga, mata, dan sistem saraf, serta dapat menyebabkan mutasi gen. Untuk meminimalisir bahaya radiasi ini, diharapkan jangan terlalu lama berada di dekat laptop yang menyala.

2. Telepon Seluler (Handphone)

Beberapa efek yang diakibatkan oleh radiasi handphone adalah sebagai berikut:

• Mengurangi produksi sperma.

• Bagi wanita hamil, penggunaan handphone dapat mengganggu pembentukan janin dalam kandungan.

• Mengganggu ingatan manusia.

Untuk meminimalisir bahaya radiasi ini, jangan terlalu lama menggunakan handphone. Gunakan headset untuk menjaga jarak kita dengan handphone, serta jangan biarkan anak-anak terlalu lama bermain handphone.

3. Komputer

Terlalu lama memandang monitor komputer dapat menyebabkan penyakit rabun mata, katarak, dan epilepsi. Efek dari radiasi tersebut baru dirasakan 5 atau 15 tahun kemudian, karena prosesnya terjadi secara bertahap.

4. Televisi

Terlalu lama di depan televisi juga memiliki dampak buruk bagi kesehatan. Sinar biru yang dihasilkan oleh layar televisi dapat menimbulkan luka fotokimia pada retina mata. Risiko kerusakan akibat paparan sinar biru lebih besar dirasakan oleh anak daripada orang dewasa. Hal ini dikarenakan tingkat kejernihan lensa mata anak lebih tinggi dari pada orang dewasa. Oleh karena itu, sinar biru yang akan ditangkap oleh retina mata anak lebih banyak (sekitar 70 - 80%) daripada yang ditangkap retina mata orang dewasa (sekitar 50%).

Jika radiasi diserap sepenuhnya oleh suatu benda, maka gayanya dapat ditulis:

$F_Serap=\frac{AI}{c}$

Jika radiasi dipantulkan, maka gaya yang dilakukan menjadi dua kali penyerapan, sehingga dapat ditulis:

$F_Pantul=\frac{2AI}{c}$

Keterangan:

F = Gaya/Newton

A = Luas Permukaan Benda

$\bar{I}$ = Intensitas Elektromagnetik (W/m^2)

c = Kecepatan Cahaya $\left (3\times10^8\right )$

F. Penjelasan Cara Kerja Radar

Sesuai pada pembuka sebelumnya bahwa bagaimana pesawat intai milik Angkatan Laut Amerika Serikat tersebut bisa “ketahuan” oleh tentara Serbia? Dan bagaimana “benda terbang” tersebut bisa mengejar pesawat intai dengan cepat hingga menabrak dan meledakkan pesawat intai?

Sesuai pada poin nomor empat di atas bahwa salah satu pemanfaatan dari gelombang elektromagnetik adalah digunakan sebagai RADAR. Radar adalah kepanjangan dari Radio Detection And Ranging, atau deteksi dan penjarakan radio, yaitu sebuah sistem gelombang elektromagnetik yang berguna untuk mendeteksi, mengukur jarak, dan mempetakan berbagai jenis kendaraan seperti pesawat, ataupun kendaraan bermotor. Radar juga dapat digunakan untuk memetakan cuaca ataupun kontur dari permukaan bumi.

Cara kerja radar adalah dengan cara menembak gelombang elektromagnetik ke target, dalam hal ini adalah spektrum gelombang mikro (microwave), sebelum nantinya gelombang elektromagnetik tersebut dipantulkan kembali oleh target dan diterima kembali oleh sensor penerima, receiver. Ukuran jarak tersebut didapat dengan cara mengukur waktu yang dibutuhkan gelombang elektromagnetik selama perjalanannya mulai dari ke target dan kembali lagi ke sensor receiver.

Dalam bidang pertahanan radar dibagi menjadi dua, yaitu Radar Kontrol dan Pencegat (Ground Control Interception; GCI), dan radar pengendali tembakan (Fire Control Radar). Radar pengontrol dan pencegatan digunakan untuk mengukur sekaligus mendeteksi jarak dari adanya pesawat musuh. Sementara radar pengendali tembakan digunakan untuk mengendalikan persenjataan, entah itu meriam anti udara ataupun rudal menuju ke arah pesawat musuh supaya pesawat tersebut bisa jatuh.

Adapun dari segi penempatannya, radar dibagi menjadi dua: Ground Radar, yaitu radar yang ditempatkan di darat. Dan Airborne radar, yaitu radar yang ditempatkan di udara, atau dibawa oleh pesawat terbang.

Dalam kasus Perang Bosnia di atas, ketika pesawat intai milik Angkatan Laut Amerika mulai masuk ke hutan dan memata-matai tentara Serbia yang sedang bersembunyi, Angkatan Udara Serbia ternyata berhasil mendeteksi keberadaan pesawat intai tersebut lewat monitor radar sebelumnya dan meminta kepada operator meriam anti udara yang ada di hutan untuk menembak rudal supaya pesawat milik Angkatan Laut Amerika itu jatuh karena dianggap sangat mengancam jalannya operasi.

Di saat jarak dari pesawat intai milik Angkatan Laut Amerika itu sudah sesuai dengan radar kontrol milik Angkatan Udara Serbia dan radar pengendali tembakan yang dipunyai oleh tentara Serbia yang ada di hutan, operator dengan segera menembak sekaligus “membimbing” rudal ke arah pesawat intai yang menjadi targetnya.

Disaat yang bersamaan, radar yang dibawa oleh pesawat intai milik Angkatan Laut Amerika mendeteksi akan adanya “benda terbang” yang melesat dengan cepat ingin menghantam mereka. Benda terbang yang melesat cepat tersebut, tak lain adalah rudal yang sebelumnya telah ditembak oleh operator meriam udara tentara Serbia yang telah bersembunyi di dalam hutan hutan. Akibatnya, sistem yang ada di kokpit pesawat menjadi bising, dan mengeluarkan peringatan kepada Pilot dan Co-Pilot untuk segera menjauh dari tempat tersebut. Ini yang kemudian membuat Co-Pilot kaget, dan segera memperingatkan sang Pilot untuk segera menekan tuas pendorong menjauh dengan cepat.

Lalu mengapa rudal bisa mengejar pesawat intai dengan cepat hingga menabrak dan meledakkan pesawat intai? 

Ini dikarenakan di dalam rudal ada yang namanya sistem pemandu atau guidance. Sistem pemandu bekerja ketika sensor menerima adanya radiasi yang dipantulkan oleh gelombang elektromagnetik pada radar, ataupun dari hasil residu sang target itu sendiri. Ketika radar pengontrol serangan mengarahkan gelombangnya pada pesawat intai, sisa dari radiasinya kemudian diteruskan ke sensor pemandu yang tertanam di dalam radar, dan sensor tersebut kemudian mengarahkan aktuator langsung ke arah pesawat intai dengan sangat cepat.

Namun karena sistem pemandunya ternyata menggunakan sensor gelombang inframerah, sayangnya rudal pertama berhasil dikecoh dengan “hawa panas” yang dihasilkan dari ledakkan tangki bahan bakar luar pesawat dan percikan api, yang dimana sebelumnya dilepaskan oleh sang Pilot ketika terbang mendekati daratan bumi.

Sebagai cadangan, operator tentara Serbia kemudian menembakkan rudal kedua yang menggunakan sensor gelombang mikro. Dikarenakan pesawat intai Angkatan Laut Amerika tadi tidak dibekali dengan sistem pengecoh gelombang mikro, ditambah bahan bakarnya menipis karena tangki luarnya sudah dilepas, ketika rudal sudah menuju pesawat intai, sensor dengan segera mengaktifkan hulu ledak yang sudah tertanam di rudal kedua. Sehingga, rudal kedua bersama dengan pesawat intai kemudian meledak di udara dan membuat kedua pilot dari Angkatan Laut Amerika Serikat itu melontar ke luar, sebelum pada akhirnya nanti mendarat di darat dan ditangkap oleh tentara Serbia yang bersembunyi di hutan itu sebagai tawanan perang.