Cahaya monokromatik merupakan cahaya yang hanya terdiri dari satu warna dan satu panjang gelombang. Istilah monokromatik berasal dari bahasa Yunani yakni “Mono” yang berarti tunggal dan “Kroma” yang berarti warna. 

Sehingga dari istilah tersebut maka secara harfiah cahaya monokromatik merupakan cahaya satu warna. Sedangkan dalam istilah ilmiah memiliki arti bahwa cahaya monokromatik merupakan cahaya dengan panjang gelombang tunggal.

Cahaya merupakan bagian yang terlihat dan dekat dengan radiasi elektromagnetik yang terdiri dari gelombang sinusoidal magnetik dan listrik yang berosilasi tegak lurus satu sama lain dan merambat ke satu arah.

Perbedaan Cahaya Monokromatik dan Polikromatik

Terdapat dua jenis cahaya yaitu cahaya monokromatik dan cahaya polikromatik. Cahaya monokromatik merupakan cahaya yang hanya terdiri dari satu jenis frekuensi dan satu panjang gelombang yang sama. Dalam arti lain, cahaya monokromatik merupakan cahaya satu warna.

Cahaya monokromatik hanya berupa kumpulan satu frekuensi sehingga cahaya ini tidak dapat terurai. Sedangkan cahaya polikromatik merupakan cahaya yang terdiri dari berbagai warna dan panjang gelombang.

Cahaya polikromatik mempunyai beberapa warna karena setiap frekuensi cahaya berbeda-beda dan dapat memproduksi warna yang berbeda pula. Cahaya ini dapat mengalami penguraian atau dispersi. Dispersi merupakan pemisahan cahaya-cahaya berwarna yang susunannya berbeda.

Contoh Cahaya Monokromatik

Terdapat bermacam sumber cahaya monokromatik yang dapat ditemui dalam kehidupan sehari-hari, berikut diantaranya.

1. Hologram

Secara umum, hologram adalah sebuah proses menunjukkan gambar yang tersusun akibat pola pencampuran sinar yang bertumbukan pada satu permukaan holograf. Sinar tersebut dibedakan menjadi dua yakni Reference Beam dan Object Beam.

Sinar Reference Beam merupakan sinar yang tidak memantul pada objek. Sedangkan sinar Object Beam merupakan sinar yang dapat memantul dan mengenai objek. Percampuran antara sinar Reference Beam dan Object Beam pada permukaan holograf dapat menghasilkan gambar rekonstruksi.

Ilustrasi yang terbentuk dapat dilihat pada sudut hologram yang tidak terkena oleh sinar atau pada sudut yang berlawanan dari permukaan hologram yang terkena sinar. Secara umum, transmission hologram membutuhkan sinar yang bersifat quasi-monokromatik seperti sinar laser.

Sinar monokromatik menjadi sinar yang digunakan pada hologram refleksi. Tanpa sinar tersebut maka hologram tidak dapat menampilkan gambar rekonstruksi. Dengan sinar monokromatik maka gambar rekonstruksi yang dihasilkan pada hologram refleksi menjadi lebih tajam dan berkualitas.

2. Lampu Percikan

Contoh cahaya monokromatik selanjutnya terdapat pada lampu percikan. Lampu ini merupakan salah satu contoh terbaik dari sumber kehidupan monokromatik. Lampu percikan biasanya menggunakan bohlam LED untuk menghasilkan radiasi cahaya ke lingkungan sekitarnya.

Cara kerja lampu percikan adalah dengan mengubah energi listrik menjadi energi cahaya atau transduser. Dengan cara kerja ini maka lampu tersebut dapat langsung memancarkan cahaya secara maksimal, tidak membutuhkan waktu pemanasan, serta tidak menimbulkan panas.

3. Cahaya Laser

Cahaya laser terdiri dari tiga komponen yaitu sumber pompa eksternal, media laser aktif, dan resonator. Sumber pompa dapat memadu energi eksternal ke laser. Media laser terdiri dari campuran gas laser CO2 yang terletak diantara dua cermin atau resonator.

Radiasi yang dipancarkan oleh media laser aktif dipertajam dalam resonator dan di saat yang bersamaan hanya radiasi tertentu yang dapat meninggalkan resonator melalui cermin satu arah. 

Radiasi laser ini memiliki tiga sifat dasar diantaranya yaitu monokromatik yang berarti bahwa radiasi hanya terdiri dari satu panjang gelombang, koherensi tinggi, serta gelombang laser yang sejajar dengan koherensi.

Berdasarkan sifat-sifat tersebut, sinar laser digunakan di banyak area pemrosesan bahan modern. Sinar laser yang mengenai permukaan bahan akan diserap dan dapat memanaskan bahan. Hasil pemanasan tersebut akan menghasilkan intensitas mempertahankan bahan dengan baik.

4. Perangkat Monokromatik UV

Contoh cahaya monokromatik berikutnya adalah perangkat monokromatik ultraviolet. Perangkat ini menemukan aplikasi utama dalam sanitasi lingkungan atau dalam ilmu forensik. Cahaya yang digunakan oleh perangkat ini bersifat monokromatik.

Selain itu dapat digunakan untuk mendeteksi noda darah, sidik jari, dan partikel terkecil yang tersembunyi dalam suatu TKP. Salah satu alat yang menggunakan cahaya monokromatik ultraviolet adalah spektrofotometer yang digunakan untuk mengamati sebuah senyawa.

Dalam alat tersebut monokromator merupakan bagian dari elemen yang berfungsi untuk memecah cahaya polikromatis menjadi monokromatis untuk kemudian digunakan sesuai dengan kebutuhan panjang gelombang yang diinginkan.

5. Lampu LED

Lampu LED merupakan lampu listrik yang menggunakan elemen elektronika LED sebagai sumber cahaya utama. LED merupakan dioda yang dapat memantulkan cahaya monokromatik pada saat diberikan tegangan maju. 

Lampu LED mempunyai beberapa kelebihan diantaranya yaitu lebih hemat energi, lebih tahan lama, dan tidak mengandung bahan-bahan yang berbahaya. Dibalik kelebihan yang dimiliki oleh lampu ini, ternyata lampu LED dipasarkan dengan harga yang lebih mahal bila dibandingkan dengan jenis lampu lainnya.

Biasanya lampu LES dapat mempunyai data tahan hingga 25.000 jam atau 2,5 kali lipat lebih tahan lama dari jenis lampu lainnya seperti lampu fluorescent. Selain itu, lampu LED dapat lebih tahan lama hingga 25 kali lipat daripada jenis lampu lainnya seperti lampu pijar.

6. Pemindai Sidik Jari

Pemindai sidik jari menjadi sebuah perangkat elektronik yang digunakan untuk menangkap gambar digital dari pola sidik jari. Pemindai sidik jari merupakan salah satu contoh alat yang memanfaatkan cahaya monokromatik untuk membaca pola sidik jari. Cahaya yang digunakan oleh mesin pemindai ini biasanya berwarna hijau.

Proses pemindaian terjadi pada saat jari menyentuh pada lempengan kaca dan sebuah kamera CCD akan mengambil gambar. Alat pemindai ini memiliki sumber cahaya sendiri yang berupa LED sebagai penyinaran alur sidik jari.

7. Cahaya Natrium

Contoh cahaya monokromatik selanjutnya adalah cahaya natrium. Cahaya ini mempunyai warna kuning keemasan muda yang menjadi salah satu cahaya monokromatik terbaik yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Terdapat dua jenis cahaya natrium yaitu natrium dengan tekanan rendah dan natrium dengan tekanan tinggi. Natrium tekanan rendah merupakan sumber cahaya listrik yang sangat efisien namun sinarnya membatasi pencahayaan outdoor.

Sedangkan natrium tekanan tinggi dapat memantulkan spektrum cahaya yang lebih luas daripada lampu natrium dengan tekanan rendah. Lampu natrium dapat menghambat penglihatan warna di malam hari karena adanya tekanan cahaya yang rendah. Cahaya tersebut memancarkan cahaya kuning monokromatik.

The post Cahaya Monokromatik: Pengertian dan Contohnya appeared first on HaloEdukasi.com.

Pengertian Persamaan Maxwell

Persamaan Maxwell adalah himpunan empat persamaan diferensial parsial yang mendeskripsikan sifat-sifat medan listrik dan medan magnet serta hubungannya dengan sumber-sumbernya, muatan listrik, dan arus listrik, menurut teori elektrodinamika klasik.

Empat persamaan yang dimaksud adalah rumusan yang diperoleh dari empat ketentuan/hukum yang terpisah yakni hukum Gauss, hukum Magnetisme Gauss, hukum Faraday, dan hukum Ampere-Maxwell. Berikut adalah definisi singkat dari keempat hukum tersebut.

1. Hukum Gauss adalah ketentuan yang menjelaskan tentang perilaku medan listrik sebagai akibat dari adanya muatan listrik, misalnya kecenderungan medan listrik bergerak dari muatan positif ke muatan negatif.
2. Hukum Magnetisme Gauss adalah ketentuan yang menjelaskan total pancaran medan magnet yang menembus suatu volume tertentu.
3. Hukum Faraday adalah hukum yang dicetuskan oleh Michael Faraday, menjelaskan proses induksi bagaimana sebuah medan magnet dapat menghasilkan medan listrik.
4. Hukum Ampere, yang menjelaskan bahwa medan magnet dapat dihasilkan dari dua cara : melalui adanya arus listrik (konsep awal hukum Ampere), dan dengan mengubah medan listrik (tambahan konsep oleh Maxwell)

Rumusan Persamaan Maxwell

Ada dua perumusan umum persamaan Maxwell. Perumusan pertama memisahkan muatan terikat dan arus terikat (yang muncul dalam konteks dielektrik dan/atau bahan magnet) dari muatan bebas dan arus bebas.

Pemisahan ini berguna untuk perhitungan yang melibatkan bahan dielektrik dan magnet. Perumusan pertama dijelaskan pada tabel 1 berikut.

Perumusan kedua memperlakukan semua muatan secara setara, menggabungkan baik muatan bebas dan terikat ke dalam muatan total (dan hal yang sama juga berlaku untuk arus).

Ini adalah pendekatan yang lebih mendasar atau mikroskopis, dan terutama berguna bila tidak ada bahan dielektrik atau magnet. Perumusan kedua dijelaskan pada tabel 2 berikut.

Tabel 3 berikut ini menyatakan definisi tiap lambang dan satuan SI-nya.

The post Persamaan Maxwell: Isi dan Rumusannya appeared first on HaloEdukasi.com.

• Dapat merambat dalam ruang hampa (tidak memerlukan medim merambat)
• Tidak bermuatan listrik
• Merupakan gelombang transversal, yaitu arah getar tegak lurus dengan arah perambatannya
• Arah perambatannya tidak dibelokkan, baik pada medan listrik, maupun medan magnet
• Memiliki sifat umum gelombang, pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), interfrerensi, dan lenturan (difraksi)

Hubungan frekuensi, panjang gelombang, dan kecepatan cahaya

C = λ.f

Keterangan :

• c = kecepatan cahaya (m/s)
• λ = panjang gelombang (m)
• f = frekuensi gelombang (Hz)

Berikut ini Jenis-jenis gelombang elektromagnetik dari frekuensi tinggi ke frekuensi rendah.

1. Sinar Gamma

Sinar gamma merupakan salah satu spektrum gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi paling besar atau panjang gelombang terkecil. Frekuensi sinar gamma berada dalam rentang 10²⁰Hz – 10²⁵Hz dan memiliki panjang gelombang 10^-10 m -10^-14m.

Sinar gamma banyak dimanfaatkan dalam bidang kedokteran diantaranya untuk mengobati penyakit kanker dan mensterilkan peralatan rumah sakit. Selain itu, dapat juga digunakan untuk melihat kerusakan pada logam.

Bahaya dari sinar gamma yaitu dapat menyebabkan mandul dan kanker jika diserap pada jaringan makhluk hidup secara berlebihan.

Sinar gamma banyak dimanfaatkan dalam bidang kedokteran diantaranya untuk mengobati penyakit kanker dan mensterilkan peralatan rumah sakit. Selain itu, dapat juga digunakan untuk melihat kerusakan pada logam.

2. Sinar -X

Sinar X Sinar ini memiliki nama lain yakni sinar rontgen. Merupakan salah satu bentuk dari radiasi elektromedik. Frekuensi sinar x berada dalam rentang 10 Hz-10 Hz memiliki panjang gelombang 10^-8 m -10^-12m.

Sinar x memiliki daya tembus yang sangat luar biasa dibandingkan dengan ultra ungu. Sinar x dapat menembus struktur lunak seperti daging dan kayu. Sinar x ditemukan oleh Wilhelm Rontgen (1823-1923) dengan melakukan uji coba dengan hamburan elektron bertegangan tinggi.

Sinar x digunakan dalam bidang kedokteran, seperti untuk melihat struktur tulang yang terdapat dalam tubuh manusia. Apabila digunakan secara berlebihan pada tubuh akan mengakibatkan kanker dan juga kerusakan kulit serta kerontokan pada rambut.

3. Sinar ultraviolet

Sinar ultraviolet atau cahaya ultra ungu adalah spektrum warna yang memiliki panjang gelombang pendek. Frekuensi sinar ultraviolet berada dalam rentang 10Hz – 10Hz dan memiliki panjang gelombang 4×10^-7m-6×10^-10m.

Cahaya ultra ungu memiliki daya tembus yang jauh lebih tinggi jika dibandingkan dengan warna lainnya. Cahaya ultra ungu mampu menembus kulit manusia dan dapat mengubah struktur sel dalam tubuh. Cahaya ultra ungu juga mampu membentu vitamin D akan tetapi dalam kadar tinggi dapat menimbulkan kanker kulit.

Sinar ultraviolet dgunakan untuk merangsang tubuh manusia untuk memproduksi vitamin D yang diperlukan bagi kesehatan tulang. Paparan sinar ultraviolet yang berlebihan dapat mengakibatkan timbulnya kanker kulit.

4. Sinar tampak

Sinar tampk atau cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang dapat dilihat dan sangat membantu dalam penglihatan. Sinar tampak terdiri atas tujuh spektrum warna, jika diurutkan dari frekuensi terkecil ke frekuensi terbesar, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Sinar tampak atau cahaya digunakan sebagai penerangan di malam hari atau ditempati yang gelap. Dampak negatifnya yaitu pada pointer laser apabila sampai mengenai mata akan mengakibatkan kerusakan retina. Sinar tampak atau cahaya digunakan sebagai penerangan di malam hari atau di tempat yang gelap.

Dampak negatif penggunaan laser adalah pointer laser, apabila sampai mengenai mata akan mengakibatkan kerusakan retina.

5. Sinar inframerah

Inframerah merupakan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih panjang di bandingkan dengan cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari gelombang radio. Frekuensi sinar ultrviolet berada dalam rentang 10Hz – 10 Hz dan memiliki panjang gelombang 10^-3m-7×10^-7m. Gelombang inframerah memiliki jangkauan 1000nm dan 1mm.

Sinar inframerah menghasilkan elektron yang ada di dalam molekul-molekul terurai yang telah dipanaskan. Jadi, setiap benda panas tentunya memiliki pancaran gelombang inframerah.

Sinar inframerah dimanfaatkan untuk penginderaan jarak jauh, transfer data ke komputer, dan pengendali jarak jauh (remote control). Radiasi inframerah dapat mengacaukan gelombang otak, menyebabkan sakit kepala, kelelahan, dan hilang memori. Pemakaian handphone bisa menyebabkan kanker otak.

6. Gelombang mikro

Gelombang mikro (microwave) merupakan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang sangat tinggi yaitu 3 GHz (3×109 Hz). Frekuensi sinar ultraviolet berada dalam rentang 20 Hz – 10Hz dan memiliki panjang gelombang 0,3 m – 10⁴m.

Apabila gelombang mikro telah diserap oleh suatu benda, seperti molekul dan atom pada suatu benda akan bergetar sehingga muncul panas. Jika makanan terserap radiasi gelombang mikro, makanan akan menjadi panas dan masaknya pun dalam waktu cepat.

Biasanya, gelombang mikro ini di gunakan sebagai radar. Radar digunakan untuk mencari dan sebagai penentu jejak suatu benda melalui gelombang mikro. Gelombang mikro digunakan untuk komunikasi jarak jauh, radar dan memasak (oven).

Gelombang mikro dapat mengakibatkan orang kehilangan memori, ketidakmampuan belajar, sakit kepala, cepat letih, dan gangguan mikro.

7. Gelombang radio

Gelombang radio terbentuk ketika bunyi atau audio yang berubah menjadi sinyal listrik melalui gelombang osilator (gelombang pembawa). Gelombang radio sebagai alat komunikasi ini ditemukan pertama kali oleh Heinrich Hertz dan digunakan oleh Marconi sebagai media komunikasi.

Frekuensi sinar ultraviolet berada dalam rentang 10Hz – 10 Hz dan memiliki panjang gelombang 10⁴m – 0,1m. Gelombang radio digunakan terutama dalam bidang telekomunikasi, seperti handphone, televisi, dan radio.

The post 7 Jenis Gelombang Elektromagnetik dan Manfaatnya appeared first on HaloEdukasi.com.