INTERAKSI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

INTERAKSI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat  walau tidak ada medium. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu  panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitude/amplitude, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya.

Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh semua masa di alam semesta pada level yang berbedabeda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik.

Dalam Gelombang Elektromagnetik ada 3 tiga cara transfer energi, yaitu :

1. Konduksi

   Perpindahan kalor yang pada umumnya terjadi pada zat padat. Zat yang dapat menghantarkan kalor dengan sempurna disebut konduktor, misalnya pada berbagai jenis logam. Contoh Konduksi ialah memanaskan sebatang besi dengan api. Jika salah satu ujung dipanaskan dan ujung yang satunya dipegang, maka semakin lama ujung yang dipegang akan semakin panas. Jadi, dapat dikatakan bahwa kalor (panas) dapat berpindah dari ujung yang satu ke ujung yang dipegang jika dipanaskan. 

2. Konveksi

   Umumnya zat penghantar yang digunakan adalah berupa zat cair dan gas. Kalor yang berpindah karena adanya aliran zat dipanaskan merupakan akibat dari perbedaan massa jenis atau berat jenis. Massa jenis bagian yang dipanaskan lebih kecil dibandingkan dengan massa jenis bagian yang tidak dipanaskan. Contoh Konveksi ialah memanaskan air menggunakan panci sampai mendidih. 

3. Radiasi

    Pancaran kalor yang hanya terjadi di dalam gas atau pada ruang hampa, seperti penghantaran panas matahari ke bumi dengan ruang hampa udara. Untuk mengetahui adanya pancaran kalor, alat yang digunakan adalah termoskop. Contoh Radiasi adalah perpindahan panas dari cahaya matahari ke bumi. Radiasi kalor dapat terjadi jika lampu pijar listrik sedang menyala dan api unggun sedang menyala. Dimana disaat kita berada di dekat api unggun, tubuh akan merasa hangat, hal ini terjadi karena terdapat radiasi kalor yang dipancarkan api unggun.

Interaksi Gelombang Elektromagnetik Dengan Materi

Panjang Gelombang Matahari :

Proses interaksi gelombang elektromagnetik (EM) di atmosfer meliputi

1. Atenuasi (penurunan intensitas radiasi),
2. Refraksi (pembelokan arah)
3. Defraksi (penguraian)
4. Transmisi (penerusan).

1. Atenuasi gelombang EM oleh atmofer yang meliputi penyerapan oleh materi (aerosol/partikel), dihambur oleh materi (fungsi struktur dan temperatur), didefleksikan ke semua arah, dan dipantul permukaan materi, dapat menurunkan kualitas citra.

2. Refraksi gelombang elektromagnetik merupakan pembelokan arah penjalaran gelombang karena melewati dua lapisan atmosfer yang berbeda densitas, dengan indeks refraksi sebagai berikut:

3. Defraksi gelombang elektromagnetik di atmosfer merupakan penguraian warna oleh partikel air yang bertindak sebagai prisma. Memiliki sifat unik sesuai dengan karakteristik / tipe panjang gelombang elektromagnetik.

E = Er + Ea + Et

       Ee = Ea

            Keterangan :

        E   : Radiasi datang

        Er   : Radiasi pantul

        Ea  : Radiasi serap

        Et   : Radiasi diteruskan

        Ee  : Radiasi dipancar kembali oleh materi setelah diserap

       

4. Transmisi (penerusan), sehingga absorpsivitas, reflektivitas dan transmisivitas dapat didefinisikan sebgai kemampuan menyerap, memantulkan  dan meneruskan radiasi yang sampai ke permukaan, dengan persamaan keseimbangan sebagai berikut :

F0 = Fa+ Fr + Ft

Dengan :

 F0 : Radiasi datang

 Fa : Absorpsivitas

 Fr  :Reflektifitas

 Ft : Transmisivita

Pantulan, dalam proses pantulan dibagi menjadi 4 (empat) macam pantulan, sebagai berikut :

1. Spekule : apabila sudut datang sama dengan sudut pantul.
2. Near Spekuler : apabila ada pangulan disekitar sudut pantul utama.
3. Difus : apabila radiasi datang dipantulkan ke semua arah
4. Near Difus : apabila dipantulkan lebih banyak disekitar pantulan spekuler

Interaksi Gelombang Elektromagnetik dengan sistem bumi - atmosfer :

1. Pantulan oleh tanah kering = lengkungan reflektansi tanah kering

2. Pantulan oleh air = lengkungan reflektansi air

3. Pantulan oleh tumbuhan = lengkungan reflektansi tumbuhan

Interaksi Dengan Atmosfer

   Sebelum radiasi mencapai permukaan bumi, di atmosfer radiasi mengalami ‘gangguan’ atau berinteraksi dengan keadaan atmosfer. Partikel dan gas-gas di atmosfer dapat mempengaruhi proses radiasi. Efek ini disebabkan oleh mekanisme scattering dan absorption.

• Scattering terjadi ketika partikel atau gas molekul berukuran besar terdapat pada atmosfer yang berinteraksi dengannya dan menyebabkan radiasi elektromagnetik dihamburkan.
• Absorption merupakan mekanisme lainnya yang terjadi saat radiasi elektromagnetik berinteraksi dengan atmosfer. Tidak seperti pada scattering, fenomena ini menyebabkan molekul-molekul pada atmosfer menyerap energi pada panjang gelombang yang bervariasi. Ozone, carbon dioxide, dan water vapour adalah tiga jenis utama material yang menyerap radiasi.