SPEKTRUM ELEKTROMAGNETIK DAN SIFAT CAHAYA

Di susun oleh:

Nurazwani Hasnieza / 210343606443

SPEKTRUM ELEKTROMAGNETIK DAN SIFAT CAHAYA

A. URAIAN MATERI

Spektrum elektromagnetik merupakan susunan berbentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan interval frekuensi dan panjang gelombangnya. Gelombang elektromagnetik terdiri dari beberapa macam, yaitu:

1. Gelombang radio

2. Microwave (Gelombang Mikro)

3. Infra Red (Sinar Inframerah)

4. Cahaya Tampak

5. Ultraviolet (Sinar Matahari)

6. Rontgen (Sinar X)

7. Sinar Gamma

Ilustrasi spektrum gelombang dapat dilihat pada gambar dibawah.

Dari gambar diatas, kita dapat mengambil kesimpulan dan mengetahui bahwa beberapa susunan gelombang tersebut dapat diurutkan berdasarkan kategori berikut:

Barisan dari frekuensi terbesar menuju frekuensi terkecil. Sinnar gamma – sinar X – sinar ultraviolet (cahaya matahari) – sinar tampak – sinar inframerah – gelombang RADAR – gelombang TV – gelombang radio.

Barisan frekuensi cahaya yang terlihat dari yang kecil menuju yang besar. Cahaya merah – cahaya jingga – cahaya kuning – cahaya hijau – cahaya biru – cahaya nila– cahaya ungu.

Besarnya rentang panjang gelombang

Rumus Gelombang Elektromagnetik

Keterangan:

· c = Cepat rambat gelombang elektromagnetik (m/s)

· µ0 = Permeabilitas vakum = 4 π x 10^-7WbA^-1 m^-1

· e0 = Permitivitas vakum = 8,85 x 10^-12C²N^-1m^-2

Sifat-sifat Cahaya

1. Cahaya merambat lurus: jika cahaya melalui medium yang sama kerapatan optiknya. Contohnya adalah sinar lampu senter yang merambat lurus.

2. Cahaya menembus benda bening: hal ini terjadi karena benda bening mampu meneruskan cahaya. Contohnya adalah kaca jendela yang terkena matahari.

3. Cahaya dapat dipantulkan: Pemantulan baur adalah pemantulan cahaya oleh permukaan yang tidak rata, contohnya cermin. Sedangkan pemantulan teratur merupakan pantulan cahaya oleh permukaan bidang pantul yang rata, contohnya adalah batu, aspal, dan air.

4. Cahaya dapat dibiaskan: Pembiasan cahaya terjadi apabila cahaya bergerak miring melalui medium yang berbeda, seperti dari udara lalu melewati air, sehingga mengalami pembiasan atau pembelokan. Contohnya adalah kolam yang terlihat dangkal karena airnya jernih.

B. Fenomena Dalam Bioteknologi

Salah satu cara untuk membunuh bakteri yaitu dengan menggunakan sinar ultraviolet. Selain dari cahaya matahari, sinar ultraviolet juga berasal dari lampu yang mempunyai panjang gelombang. Pemanfaatan disinfektan banyak digunakan untuk membunuh bakteri, namun terdapat solusi yang lebih baik yakni system UV untuk mematikan bakteri tanpa menimbulkan dampak buruk bagi lingkungan. Sinar UV efektif untuk membunuh mikroorganisme pathogen misalnya virus dan protozoa.

Penyinaran sinar ultraviolet pada mikroorganisme berpengaruh pada pertumbuhan sel mikroorganisme. Ultraviolet pada panjang gelombang 245 nm dapat mematikan mikroorganisme karena dapat menyebabkan kerusakan pada DNA Bintsis et al., (2000) menyatakan bahwa radiasi ultraviolet dalam rentang 250-260 nm sangat mematikan bagi sebagian besar mikroorganisme termasuk jamur, bakteri, virus, protozoa dan algae. Penyinaran ultraviolet pada E.coli dapat mempengaruhi suseptibilitas sel pada E.coli sehingga menngakibatkan terganggunya pertumbuhan dan kerusakan pada membrane.

C. Teknologi Dalam Bidang Bioteknologi

Baru-baru ini telah diciptakan Robot berteknologi menggunakan sinar ultraviolet. Robot itu Bernama Violeta. Pada masa pandemic saat ini sangat dibutuhkan teknologi untuk menghambat pertumbuhan virus Covid-19. Maka dari itu untuk mempermudah sterilisasi ruang isolasi yang telah digunakan pasien Covid-19, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) berkolaborasi dengan Universitas Airlangga (Unair) menciptakan robot bernama Violeta.

Ide diciptakannya robot ini bermula saat dosen ITS berhasil melakukan riset sinar ultraviolet (UV) yang mampu menghilangkan atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Namun, karena paparan sinar UV sangat berbahaya apabila mengenai manusia secara langsung, maka diciptakanlah robot yang dapat dimonitor dari jarak jauh selama proses sterilisasi ruang dengan sinar UV. Untuk menggunakan robot inipun ruangan harus kosong terlebih dahulu agar tidak ada manusia yang terkena dampak langsung dari sinar ultraviolet. Robot ini efektif digunakan pada jarak 1 – 2 meter terhadap objek dengan membutuhkan waktu 10 – 15 menit untuk melakukan sterilisasi secara sempurna. Robot Violeta dikendalikan dengan remote control untuk menghasilkan lampu UV dengan panjang gelombang sebesar 200 – 300 nanometer (nm). lampu UV yang sebesar 30 watt ini lebih aman untuk kesehatan daripada menggunakan bahan disinfektan. Pasalnya, tidak ada residu atau sisa bahan kimia yang tertinggal setelah proses sterilisasi. Cara kerja robot Violeta yaitu dengan menggunakan sinar ultraviolet gelombang pendek (UVC) untuk membunuh atau menonaktifkan mikro organisme dengan menghancurkan nucleic acids dan mengganggu DNA.

D. Contoh Soal

Gelombang elektromagnetik dalam suatu medium memiliki kelajuan 2,8 x 10⁸ m/s. Jika permitivitas medium 12,76 x 10^–7 wb/Am, tentukan permeabilitas medium tersebut.

Jawaban:

Diketahui: c = 2,8 x 10⁸ m/s, ε = 12,76 x 10^–7 wb/Am.

Ditanya: Permeabilitas medium?

Dengan menggunakan persamaan Maxwell, maka diperoleh:

Jadi, hasil yang diperoleh adalah 2,7 x 10^–3 wb/Am

E. Permasalahan kontekstual pada bidang bioteknologi, solusi penyelesaiannya, dan desain miniatur teknologi

Selain memberi banyak manfaat, radiasi elektromagnetik juga memiliki reaksi kimiawi yang berbahaya. Dampak negatif dan bahaya dari gelombang elektromagnetik, di antaranya yaitu:

Menyebabkan pertumbuhan tanaman menjadi lambat dan menjadi kerdil akibat radiasi gelombang pendek atau UV B..
Menyebabkan kulit manusia tersengat, merubah molekul DNA, dan memicu kanker kulit
Pemaparan sinar UV yang berlebihan dapat mengakibatkan garis-garis wajah menjadi bekerut dan keriput.

Kenapa sih harus pakai sunscreen tiap hari?

Setiap orang perlu melindungi kulitnya dari paparan sinar UVA dan UVB yang dapat menyebabkan kanker kulit. Untuk menghindari permasalahan tersebut, diciptakanlah lotion bernama sunscreen. Tahukah kalian bahwa sunscreen itu sudah dianjurkan untuk digunakan sejak kita berumur 6 bulan? Tetapi penggunaan sunscreen pada anak-anak disarankan untuk berkonsultasi ke dokter terlebih dahulu. Memakai sunscreen juga ada aturannya loh, gasekedar memakai. Karena daya perlindungan sunscreen dari waktu ke waktu akan semakin berkurang, entah karena keringat, gesekan kulit ataupun ekspresi wajah. Agar sunscreen bekerja dengan maksimal maka dianjurkan memakai sunscreen setiap 2 jam sekali atau bergantung pada spf+++ yang telah diberikan pada suatu produk. Sunscreen dengan SPF 30 atau lebih dapat memberikan perlindungan yang tinggi untuk kulit. Tetapi jika angkanya lebih dari 50 maka dianggap tidak efektif karena SPF tidak dapat melindungi sampai 100% dari sinar UV. Selain itu, sunscreen dengan SPF <30, tidak dapat memberikan perlindungan spektrum luas.

Sedangkan PA (Protection Grade of UVA) adalah pelindung kulit dari sinar UVA. Tingkat perlindungan PA ditandai dengan +, mulai dari PA + yang paling ringan sampai PA ++++ yang terkuat. Untuk kita yang di negara tropis, sunscreen dengan PA ++ hingga +++ sudah cukup untuk melindungi kulit.

Seringkali aku menemui alasan tidak memakai sunscreen karena kalau pakai sunscreen wajah jadi minyakan lalu bikin kulit jadi kusam. Padahal ada loh sunscreen buat all skin types yang nggak bikin muka minyakan. Langsung spill ajalah ya. Nama produknya yaitu Azarine sunscreen gel.