GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK SEBAGAI SALAH SATU SUNNATULLAH

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK SEBAGAI SALAH SATU SUNNATULLAH

QS. Al-Furqon (25) : 2; 23: 1-9

Oleh: Suyuti, S.Pd., M.Si. (SMANSARIO Soppeng Sul-Sel)

A.  Spektrum Gelombang Elektromagnetik

           

            Gelombang elektromagnetik  merupakan gelombang yang dapat merambat tanpa medium perantara, contohnya matahari. Ada beberapa ahli fisika yang perlu diingat dalam membahas materi gelombang elektromagnetik seperti:

1) Muatan listrik menghasikan medan magnet, dirumuskan dalam Hukum Coulomb;

2) Arus listrik  menghasilkan medan magnet di sekitarnya, dirumuskan dalam Hukum Biot Savart dan hukum Ampere;

3) Perubahan fluks magnetic menimbulkan GGL induksi, perubahan medan magnet menimbulkan medan listrik dan dirumuskan dalam Hukum Faraday.

Berdasarkan ke  tiga hukum di atas,  maka James  Clerk Maxwell melakukan percobaan dan akhirnya berhasil menyusun hipotesis yang berbunyi:   

Perubahan medan magnet pada dynamo dapat menimbulkan medan listrik dan sebaliknya perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet.

            Dari hasil pengamatan Maxwell dari percobaan yang dilakukannya, ternyata  Maxwell berhasil menghitung cepat rambat gelombang elektromagnetik di ruang hampa dengan rumus:

 c = 1/ √Є_o μ_o. Dengan Є_o = 8,85 . 10^-12 C ²/Nm ²  dan μ_o = 4π . 10^-7 Wb/Am dan akhirnya diperoleh c = 2,998 . 10⁸ m/s. Sehingga Maxwell berkesimpulan bahwa  cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada permitivitas listrik (Є_o)dan permeabilitas magnet (μ_o).

Berdasarkan kenaikan panjang gelombang, maka spektrum gelombang elektromagnetik secara berurutan sebagai berikut: 1) Sinar gamma; 2) sinar  X; 3) Sinar Ultra Violet; 4) Sinar tampak; 5) Sinar Imfra Merah; 6) Gelombang mikro; 7) Gelombang TV; dan 8) Gelombang Radio.     Setiap spectrum gelombang elektromagnetik memiliki karakteristik tersendiri.

Ada beberapa sifat umum gelombang elektromagnetik yang didasarkan dari eksperimen yaitu sebagai berikut:

1.    Merupakan perambatan getaran medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus terhadap arah rambatnya dan termasuk gelombang transversal,

2.    Tidak bermuatan listrik sehingga tidak dipengaruhi atau tidak dibelokkan oleh medan listrik atau medan magnet,

3.    Tidak bermassa dan tidak dipengaruhi medan gravitasi,

4.    Merambat dalam lintasan garis lurus,

5.    Dapat merambat di ruang hampa,

6.    Dapat mengalami pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi, serta polarisasi, dan

7.      Kecepatannya di ruang hampa sebesar 3 × 108 m/s.

Semua  spektrum gelombang elektromagnetik memiliki cepat rambat yang sama yaitu            c = 2,998 . 10⁸ m/s  yang biasa dibulatkan menjadi  c = 3 . 10⁸ m/s, kecuali sinar tersebut melalui medium lain. Yang berbeda hanyalah panjang gelombang dan frekuensi gelombang. Hubungan ketiga besaran tersebut  dapat dinyatakan dengan rumus:

c =  λ f                             

Contoh :

1. Sebuah pemancar radio bekerja pada panjang gelombang 500 m dan 3,3 m. Hitunglah frekuensi gelombang siaran yang diterima pesawat radio tersebut!

Jawab : Gunakanlah persamaan c =  λ f , maka insya Allah akan diperoleh  f₁ = 600 kHz dan   f₂ = 90 MHz

2. Ada sebuah gelombang elektromagnetik merambat dengan kecepatan 3 . 10⁸ m/s. Jika frekuensinya 10 MHz, maka hitunglah panjang gelombangnya!

Jawab : Gunakanlah persamaan c =  λ f , maka insya Allah akan diperoleh  λ = 30m

Latihan :

1. Buatlah daftar tabel susunan spektrum gelombang elektromgnetik mulai dari sinar gamma sampai gelombang radio berdasarkan interval/jarak panjang gelombang dan frekuensi serta sumber spektrum gelombang elektromgnetik tersebut!
2. Gambarlah spektrum gelombang elektromgnetik lengkap keterangan!
3.  Ada sebuah gelombang elektromagnetik merambat dengan kecepatan 3 . 10⁸ m/s. Jika panjang gelombangnya 30 m, maka hitunglah frekuensinya!

B. Karakteristik Gelombang Elektromagnetik

Yang dimaksud dengan Karakteristik Gelombang Elektromagnetik adalah  sifat khas yang dimiliki tiap spektrum Gelombang Elektromagnetik.

Tugas : Jelaksan Karakteristik tiap spektrum Gelombang Elektromagnetik  (kajian literatur bersama  kelompok)!            

C.   Manfaat Gelombang Elektromagnetik

            Mari kita salami Firman Allah berikut sebelum kita mengkaji manfaat gelombang elektromagnetik!

QS. (2) Al-baqarah ayat 20:

20. Hampir-hampir kilat itu menyambar penglihatan mereka. Setiap kali kilat itu menyinari mereka, mereka berjalan di bawah sinar itu, dan bila gelap menimpa mereka, mereka berhenti. Jikalau Allah menghendaki, niscaya Dia melenyapkan pendengaran dan penglihatan mereka. Sesungguhnya Allah berkuasa atas segala sesuatu.

QS. An-Nuur (24) ayat 35:

35. Allah (Pemberi) cahaya (kepada) langit dan bumi. Perumpamaan cahaya Allah, adalah seperti sebuah lubang yang tak tembus[1039], yang di dalamnya ada pelita besar. Pelita itu di dalam kaca (dan) kaca itu seakan-akan bintang (yang bercahaya) seperti mutiara, yang dinyalakan dengan minyak dari pohon yang berkahnya, (yaitu) pohon zaitun yang tumbuh tidak di sebelah timur (sesuatu) dan tidak pula di sebelah barat(nya)[1040], yang minyaknya (saja) hampir-hampir menerangi, walaupun tidak disentuh api. Cahaya di atas cahaya (berlapis-lapis), Allah membimbing kepada cahaya-Nya siapa yang dia kehendaki, dan Allah memperbuat perumpamaan-perumpamaan bagi manusia, dan Allah Maha Mengetahui segala sesuatu.

[1039]. Yang dimaksud lubang yang tidak tembus (misykat) ialah suatu lobang di dinding rumah yang tidak tembus sampai kesebelahnya, biasanya digunakan untuk tempat lampu, atau barang-barang lain. [1040]. Maksudnya: pohon zaitun itu tumbuh di puncak bukit ia dapat sinar matahari baik di waktu matahari terbit maupun di waktu matahari akan terbenam, sehingga pohonnya subur dan buahnya menghasilkan minyak yang baik.

QS. (28) Al Qashash ayat 71:

71. Katakanlah: "Terangkanlah kepadaku, jika Allah menjadikan untukmu malam itu terus menerus sampai hari kiamat, siapakah Tuhan selain Allah yang akan mendatangkan sinar terang kepadamu? Maka apakah kamu tidak mendengar?"

                Spektrum Gelombang elektromagnetik masing-masing mempunyai manfaat dalam kehidupan sehari-hari, seperti berikut ini:  1) Sinar gamma (mengobati penyakit kanker/tumor); 2) sinar X (mendeteksi patah tulang, pengecekan barang-barang di pesawat/peti kemas) ; 3) Sinar Ultra Violet (di lab. Pada penelitian bidang spektroskopi(mengecek unsur pada bahan2 tertentu) ; 4) Sinar tampak (bidang spektroskopi(mengecek unsur pada bahan2 tertentu); 5) Sinar Imfra Merah (bidang spektroskopi(mengecek unsur pada bahan2 tertentu); 6) Gelombang mikro (Alat komunikasi, memasak, dan radar); 7) Gelombang TV (Komunikasi dan siaran); dan 8) Gelombang Radio(Komunikasi, termasuk telepon dan HP (Hand phone).

 

Tugas : Jelaskan manfaat  yang dimiliki tiap spektrum Gelombang Elektromagnetik dalam berbagai bidang (kajian literatrur)

Jadi kesimpulan kita setelah belajar akan tetap ditemukan titik akhir bahwa semua ciptaan Allah adalah kebenaran mutlak yang  penuh dengan hikmah dan manfaat.  Untuk lebih menyegarkan hati dan pikiran, maka cermati arti firman Allah berikut ini!

QS. Yunus (10) : 5 yang artinya :

” ... Allah tidak menciptakan yang demikian itu melainkan dengan hak  (penuh hikmah/tujuan)⁶⁶⁹...”

             (QS. An Nahl (16) : 78;  ; dan QS. An-Naml : 88.

Tugas : Menyusun karya imliah tentang manfaat   spektrum Gelombang Elektromagnetik  dalam berbagai bidang dan hikmah Allah menciptakan gelombang elektromagnetik.

Untuk menambah keindahan iman di hati kita semua  saat belajar materini, maka lajutkan Selami Firman Allah QS: 2:21,29;4:174;5:15,16,44,46;6:46,91.122;7:157;9:32;10:5;14:1,5;18:90;  22:8;24:35-8,40;25 : 2;     23: 1-9;

Semoga bermanfaat...

!!! Selamat Belajar, Insya Allah Kesuksesan Hakiki Kita Raih Bersama!!!