Materi Lengkap Gelombang Radio dan Gelombang Mikro - Pengertian, Jenis, Sifat, dan Manfaat

GELOMBANG RADIO 

DAN 

GELOMBANG MIKRO

1. PENGERTIAN

Gelombang adalah getaran yang merambat. Gelombang dibagi menjadi dua yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal. Gelombang transversal arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarannya, sedangkan Gelombang longitudinal arah rambatnya searah dengan arah getarannya.

Gelombang adalah getaran yang merambat. Jadi di setiap titik yang dilalui gelombang terjadi getaran, dan getaran tersebut berubah fasenya sehingga tampak sebagai getaran yang merambat. Terkait dengan arah getar dan arah rambatnya, gelombang dibagi menjadi dua yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.Gelombang transversal arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarannya, sedangkan gelombang longitudinal arah rambatnya searah dengan arah getarannya. Gelombang longitudinal dapat diklarifikasikan menjadi beberapa tipe gelombang yaitu gelombang kompresi, gelombang shear/gunting, gelombang fleksural/melengkung dan torsional. Terjadinya berbagai tipe gelombang tersebut oleh karena medium yang dilewati bunyi beraneka ragam.

Gelombang Radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentuk ketika objek bermuatan listrik dimodulasi (dinaikkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF) dalam suatu spektrum elektromagnetik, dan radiasi elektromagnetiknya bergerak dengan cara osilasi elektrik maupun magnetik. 

Gelombang Mikro adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 1 meter – 1 mm atau frekuensi 300 Mhz – 300 Ghz. Gelombang mikro atau Mikrogelombang (microwave) adalah gelombang elektromagnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency, SHF), yaitu di atas 3 GHz (3×109 Hz). Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, akan muncul efek pemanasan pada benda tersebut. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, makanan menjadi panas dan masak dalam waktu singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam oven microwave. Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada RADAR (Radio Detection and Ranging).

2. JENIS
Gelombang dibedakan atas beberapa macam, dan pembagian itu didasarkan pada berbagai jenis baik pembedaan Gelombang berdasarkan jenis perambatannya ataupun berdasarkan hal lain yang berkaitan dengan gelombang.

•  Gelombang Kompresi 

 Gelombang ini hanya terdapat di udara/atmosfer. Kalau gelombang ini mengenai fluida (zat cair) maka gelombang tersebut tersimpan sebagai energi kinetik dan potensial. Dalam perambatan akan mengalami perubahan bentuk. Apabila gelombang ini mengenai materi padat maka akan menimbulkan gelombang fleksural (gelombang bending) dan gelombang torsional.

• Gelombang fleksural dan torsional

Gelombang fleksural dan torsional dibangkitkan oleh gelombang shear/gunting.Gelombang ini merupakan kombinasi dari kompresi-tension.

• Gelombang Berdiri

Menggetarkan tali dengan frekuensi yang tepat kedua gelombang akan berinteferensi sedemikian sehingga akan dihasilkan gelombang berdiri dengan amplitude.

Dan kali ini kita akan membahas tentang macam-macam gelombang berdasarkan media perambatanya. Berdasarkan medium perambatnya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik:

• Gelombang mekanik

Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium.
Contoh gelombang mekanik adalah :
1.    Gelombang tali
2.    Gelombang air
3.    Gelombang bunyi
Berdasarkan arah perambatannya, gelombang mekanik dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:

• Gelombang transversal

Pada saat kamu menggetarkan slinki ke arah samping, ternyata arah rambat gelombangnya ke depan, tegak lurus arah rambatnya. Gelombang seperti ini disebut gelombang transversal. Jadi, gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah rambatannya.

• Gelombang Longitudinal

Pada saat kamu mendorong slinki searah dengan panjangnya, gelombang akan merambat ke arah temanmu berbentuk rapatan dan renggangan. Jika kamu perhatikan, arah rambat dan arah getarnya ternyata searah. Gelombang seperti itu disebut gelombang longitudinal. Jadi, gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatannya.

Gelombang bunyi dan gelombang pada gas yang ditempatkan di dalam tabung tertutup merupakan contoh gelombang longitudinal. Pernahkah kamu memompa ban sepeda atau menggunakan alat suntik mainan? Pada saat kamu menggunakan pompa, kamu mendorong atau menekan alat tersebut. Partikel-partikel gas dalam pompa membentuk pola rapatan dan renggangan sehingga mendorong udara keluar.

• Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat tanpa medium.
Contoh gelombang elektromagnetik adalah :

1. Gelombang suara
2. Gelombang cahaya G
3. Gelombang radio
4. Gelombang TV
5. Sinar – X
6. Sinar gamma

3. SIFAT

• Dapat dipantulkan (refleksi)

Bunyi dapat dipantulkan terjadi apabila bunyi mengenai permukaan benda yang keras, seperti permukaan dinding batu, semen, besi, kaca dan seng.
Contoh :
     - Suara kita yang terdengar lebih keras di dalam gua akibat dari pemantulan bunyi yang mengenai dinding gua.
     - Suara kita di dalam gedung atau studio musik yang tidak menggunakan peredam suara.

• Dapat dibiaskan (refiaksi)

Refiaksi adalah pembelokan arah linatasan gelombang setelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda.
Contoh : Pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari karena pembiasan gelombang bunyi.

• Dapat dipadukan (interferensi)

Seperti halnya interferensi cahaya, interferensi bunyi juga memerlukan dua sumber bunyi yang koheren.
Contoh : Dua pengeras suara yang dihubungkan pada sebuah generator sinyal (alat pembangkit frekuensi audio) dapat berfungsi sebagai dua sumber bunyi yang koheren.

• Dapat dilenturkan (difraksi)

Difraksi adalah peristiwa pelenturan gelombang bunyi ketika melewati suatu celah sempit.
Contoh : Kita dapat mendengar suara orang diruangan berbeda dan tertutup, karena bunyi melewati celah-celah sempit yang bisa dilewati bunyi.

4. MANFAAT

• Gelombang Radio

Gelombang Radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentuk ketika objek bermuatan listrik dimodulasi (dinaikkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF) dalam suatu spektrum elektromagnetik, dan radiasi elektromagnetiknya bergerak dengan cara osilasi elektrik maupun magnetik. 

Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya. Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula. Kamu tidak dapat mendengar radio secara langsung, tetapi penerima radio akan mengubah terlebih dahulu energi gelombang menjadi energi bunyi.

Gambar pemanfaatan gelombang radio

Frekuensi gelombang radio untuk mengirim suara

Penjelasan Gambar
Ketika gelombang radio dikirim melalui kabel kemudian dipancarkan oleh antena, osilasi dari medan listrik dan magnetik tersebut dinyatakan dalam bentuk arus bolak-balik dan voltase di dalam kabel. Dari pancaran gelombang radio ini kemudian dapat diubah oleh radio penerima (pesawat radio, menjadi signal audio atau lainnya) yang membawa siaran dan informasi.
Gelombang radio merambat dengan kecepatan 300.000 kilometer perdetik. Perlu diperhatikan bahwa gelombang radio berbeda dengan gelombang audio. Gelombang radio merambat pada frekuensi 100,000 Hz sampai 100,000,000,000 Hz, sementara gelombang audio merambat pada frekuensi 20 Hz sampai 20,000 Hz. Pada siaran radio, gelombang audio tidak ditransmisikan langsung melainkan ditumpangkan pada gelombang radio yang akan merambat melalui ruang angkasa. Ada dua metode transmisi gelombang audio, yaitu melalui modulasi amplitudo dan modulasi frekuensi.

• Gelombang Mikro

Beberapa manfaat gelombang mikro:

1. Pemanas
Kita tentu tidak asing dengan nama microwave oven yang sehari-hari kita pakai untuk memanaskan makanan. Microwave oven menggunakan gelombang mikro dalam band frekuensi ISM sekitar 2.45 GHz. Food processing hanyalah salah satu contoh saja yang sederhana. Gelombang mikro juga dimanfaatkan untuk pemanasan material dalam bidang industri. Pemanasan dengan gelombang mikro mempunyai kelebihan yaitu pemanasan lebih merata karena bukan mentransfer panas dari luar tetapi membangkitkan panas dari dalam bahan tersebut.
Pemanasannya juga dapat bersifat selektif artinya tergantung dari dielektrik properties bahan. Hal ini akan menghemat energi untuk pemanasan. Misalkan dipakai untuk pemanasan bahan untuk body mobil maka chamber untuk pemanasan tidak akan panas tapi body mobil akan panas sesuai dengan yang kita inginkan.

2.  Telekomunikasi
Bagi yang senang memanfaatkan fasilitas hotspot tentunya tidak asing dengan WiFi yang menggunakan band frekuensi ISM. Begitu juga yang gemar menggunakan bluetooth untuk transfer file antara handphone atau handphone dnegan komputer. Operator telekomunikasi juga memanfaatkan gelombang mikro untuk komunikasi antara BTS ataupun antara BTS dengan pelanggannya. di Eropa khususnya di Jerman sudah jarang terlihat penggunaan gelombang mikro untuk komunikasi dengan metode WDM antara BTS dengan BSC.

Jaringan backbone komunikasi sudah memakai jaringan fiber optis. Untuk komunikasi ke end user pada sistem selular tetap menggunakan gelombang mikro. Untuk di indonesia pada tower-tower operator telekomunikasi sangat sering kita jumpai antena directional untuk komunikasi antara BTS . Untuk komunikasi ke end user operator GSM di indonesia memakai frekuensi di sekitar 800 MHz, 900MHz dan 1800MHz.

3. Radar dan navigasi
Radar juga memakai gelombang mikro untuk mendeteksi suatu objek. Sesuai dengan namanya radio “detection and ranging”, radar memanfaatkan pantulan gelombang dari objek tersebut untuk pendeteksian. Meskipun sinyal sangat lemah tetapi dapat dikuatkan kembali sehingga objeK bisa terdeteksi. Radar biasa dipergunakan untuk mendeteksi benda bergerak. Pantulan tersebut berasal dari polarisasi horizontal, vertikal maupun circular.Waktu antar transmit dan receive itu yang dipergunakan untuk mengitung jarak objek tersebut. Pada sistem radar, pengolahan sinyal memainkan peranan yang penting untuk mengurangi interferens. Radar memancarkan dan menerima sinyal pantulan secara bergantian dengan sistem switch.

Begitu juga dengan sistem GPS. GPS mempunyai prinsip yang mirip dengan radar. setiap satelit secara periodis mengirimkan pesan yang isinya adalah waktu pengiriman pesan dan informasi orbit satelit. Receiver GPS akan menghitung jarak receiver dengan setiap satelit yang mengirimkan pesan-pesan tersebut. Dengan membandingkan jarak antara beberapa satelit ini dapat ditentukan letak GPS receiver tersebut. Jika selang waktu antara pemancaran gelombang dan penerimaan gelombang pantulan pada system radar adalah t dan jarak antara objek dan system radar adalah s, berlaku persamaan :    s = ( c x t ) / 2. 

Daftar Pustaka

• Beiser, Arthur. 1999. Konsep Fisika Modern (terjemahan). Jakarta: Erlangga.

• Budikase, E, dkk, 1987. Fisika Untuk SMU . Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

• http: //en.wikipedia.org/wikihttp: //www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=35

• http://www.infonuklir.com/tips/tipskes.htmhttp: //zaki.web.ugm.ac.id/webIk Gie, Tan dkk. 1999.