Definisi Radiasi Elektromagnetik
Radiasi elektromagnetik adalah energi mandiri dengan komponen medan listrik dan magnet. Radiasi elektromagnetik biasanya disebut sebagai gelombang "cahaya", EM, EMR, atau elektromagnetik. Gelombang merambat melalui ruang hampa dengan kecepatan cahaya. Osilasi komponen medan listrik dan magnet tegak lurus satu sama lain dan ke arah gelombang bergerak. Gelombang dapat dikarakterisasi menurut panjang gelombang , frekuensi, atau energinya.
Paket atau kuanta gelombang elektromagnetik disebut foton. Foton memiliki massa istirahat nol, tetapi mereka momentum atau massa relativistik, jadi foton masih dipengaruhi oleh gravitasi seperti materi normal. Radiasi elektromagnetik dipancarkan setiap kali partikel bermuatan dipercepat.
Spektrum elektromagnetik mencakup semua jenis radiasi elektromagnetik. Dari panjang gelombang terpanjang / energi terendah hingga panjang gelombang terpendek / energi tertinggi, urutan spektrumnya adalah radio, gelombang mikro, inframerah, tampak, ultraviolet, sinar-x, dan sinar gamma.
- Gelombang radio dipancarkan oleh bintang dan dihasilkan oleh manusia untuk mengirimkan data audio.
- Radiasi gelombang mikro dipancarkan oleh bintang dan galaksi. Ini diamati menggunakan astronomi radio (yang termasuk gelombang mikro). Manusia menggunakannya untuk memanaskan makanan dan mengirimkan data.
- Radiasi infra merah dipancarkan oleh benda-benda hangat, termasuk organisme hidup. Itu juga dipancarkan oleh debu dan gas antar bintang.
- The spektrum terlihat adalah sebagian kecil dari spektrum yang dirasakan oleh mata manusia. Itu dipancarkan oleh bintang, lampu, dan beberapa reaksi kimia.
- Radiasi ultraviolet dipancarkan oleh bintang, termasuk Matahari. Efek kesehatan dari paparan berlebih termasuk sengatan matahari, kanker kulit, dan katarak.
- Gas panas di alam semesta memancarkan sinar-X. Mereka dihasilkan dan digunakan oleh manusia untuk pencitraan diagnostik.
- Alam semesta memancarkan radiasi gamma. Ini dapat dimanfaatkan untuk pencitraan, mirip dengan bagaimana sinar-X digunakan.
Radiasi Pengion versus Non-Pengion
Radiasi elektromagnetik dapat dikategorikan sebagai radiasi pengion atau non-pengion. Radiasi pengion memiliki energi yang cukup untuk memutus ikatan kimia dan memberi elektron energi yang cukup untuk melepaskan diri dari atomnya, membentuk ion. Radiasi non-ionisasi dapat diserap oleh atom dan molekul. Sementara radiasi dapat memberikan energi aktivasi untuk memulai reaksi kimia dan memutus ikatan, energinya terlalu rendah untuk memungkinkan elektron lepas atau menangkap. Radiasi yang lebih energik daripada sinar ultraviolet adalah pengion. Radiasi yang kurang energik dibandingkan sinar ultraviolet (termasuk cahaya tampak) bersifat non-pengion. Sinar ultraviolet panjang gelombang pendek sedang mengion.
Sejarah Penemuan
Panjang gelombang cahaya di luar spektrum tampak ditemukan pada awal abad ke-19. William Herschel menjelaskan radiasi infra merah pada tahun 1800. Johann Wilhelm Ritter menemukan radiasi ultraviolet pada tahun 1801. Kedua ilmuwan tersebut mendeteksi cahaya menggunakan prisma untuk membagi sinar matahari menjadi panjang gelombang komponennya. Persamaan untuk menggambarkan medan elektromagnetik dikembangkan oleh James Clerk Maxwell pada tahun 1862-1964. Sebelum teori elektromagnetisme James Clerk Maxwell yang bersatu, para ilmuwan percaya listrik dan magnet adalah kekuatan yang terpisah.
Interaksi Elektromagnetik
- Persamaan Maxwell menjelaskan empat interaksi elektromagnetik utama:
- Gaya tarik atau tolakan antar muatan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak yang memisahkannya.
- Medan listrik yang bergerak menghasilkan medan magnet dan medan magnet yang bergerak menghasilkan medan listrik.
- Arus listrik pada kawat menghasilkan medan magnet sehingga arah medan magnet bergantung pada arah arusnya.
- Tidak ada monopole magnetik. Kutub magnet berpasangan yang menarik dan menolak satu sama lain seperti muatan listrik.