Gaya Fundamental Elektromagnetik

Posted on

Alam semesta ini bermula dari sebuah ledakan besar (Big Bang) yang kemudian terbentuklah partikel sub atomik pertama, bersamaan dengan hal itu muncullah gaya-gaya yang nantinya sangat mempengaruhi terbentuknya alam semesta. Gaya-gaya itulah yang disebut gaya fundamental.

Terdapat empat gaya fundamental yang memiliki tugas berbeda, gaya tersebut adalah gaya gravitasi, gaya elektromagnetik, gaya nuklir lemah dan gaya nuklir kuat.

Atom-atom penyusun materi alam semesta sejak Big Bang yang kemudian membentuk berbagai benda di alam dari yang terkecil hingga paling besar, terjadi karena adanya interaksi dari empat gaya fundamental tersebut. Interaksi yang sangat rumit namun dengan keakuratan dan keseimbangan yang sempurna.

Gaya nuklir lemah dan gaya nuklir kuat bekerja di skala sub atomik, sedangkan gaya gravitasi dan gaya elektromagnetik bekerja di skala yg lebih besar yakni kumpulan dari atom atau disebut materi.

Pembahasan empat gaya fundamental ini akan ditulis secara terpisah, dan kali ini kita akan bahas tentang gaya elektromagnetik.

Baca juga : Tentang Gravitasi

gaya fundamental elektromagnetik

Gaya Fundamental Elektromagnetik

Berbagai fenomena alam di sekitar kita merupakan akibat adanya kerja gaya elektromagnetik. Melalui gaya ini, maka atom-atom penyusun materi dapat terjadi tarik-menarik ataupun tolak-menolak. Karena hal itulah maka ada zat-zat yang bisa menyatu dan tidak. Dalam ilmu kimia, kita dapat mempelajari berbagai zat dan interaksinya didasarkan pada interaksi antar orbital elektron dalam atom.

Sejarah Elektromagnetik

Dalam sejarah, ilmuwan yang sangat berpengaruh dalam kelistrikan dan kemagnetan diantaranya adalah Couloumb, Faraday, Ampere dan Maxwell. Para ilmuwan ini hidup di abad 18 hingga abad 19.

Sebenarnya teori tentang listrik dan magnet sudah mulai muncul sejak jauh sebelum abad 18, sejarah kuno hingga abad pertengahan. Namun perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang belum memadai menyebabkan teori tersebut kemudian hanya berhenti di tengah jalan tanpa mampu dipahami secara terperinci. Maka mulai abad 17 hingga 19 seiring perkembangan ilmu dan teknologi, teori elektromagnet semakin jelas dan menjadi dasar teori yang dapat diaplikasikan hingga saat ini.

Pada periode tahun 1779 hingga 1781, akhir abad 18, Coulumb menemukan apa yang sekarang dikenal sebagai Hukum Coulumb, yaitu hubungan terbalik gaya antara muatan listrik dengan kuadrat jaraknya.

Pada tahun 1800, awal abad 19, Alessandro Volta mampu membuat baterai listrik yang dapat menghasilkan arus listrik. Volta membuat baterai melalui suatu reaksi kimia dengan menempatkan anoda dan katoda, kemudian bila diberi konduktor diantaranya maka akan timbul beda potensial yang nantinya akan menghasilkan arus listrik. Berkat karyanya ini, Ia mendapat banyak medali, juga dari Napeoleon.

Pada tahun 1819, Hans Christian Oersted menemukan efek membelokkan arus listrik yang melintasi kawat diatas jarum magnet. Gejala listrik magnet melalui eksperimen Oersted ini menjadi peletak dasar konsep induksi elektromagnetik yang kemudian dirumuskan secara lengkap oleh Ampere.

Pada tahun 1821, Ampere menindaklanjuti hubungan listrik dan magnet dan membuktikan gejala induksi magnet yang dikenal dengan hukum Ampere.

Pada tahun 1831, Michael Faraday melalui percobaannya menemukan induksi elektromagnetik melalui sebuah kumparan induksi. Faraday merupakan salah satu ilmuwan berpengaruh karena Ia menetapkan dasar elektromagnetik dalam fisika dan melalui upanya maka listrik menjadi praktis digunakan dalam teknologi.

Pada tahun 1864, masih abad 19, James Maxwell menemukan tentang teori elektromagnetik cahaya bahwa medan listrik dan magnet bergerak melalui ruang sebagai gelombang yang bergerak dengan kecepatan cahaya. Penyatuan cahaya dan listrik mampu memprediksi tentang gelombang radio. Berkat penemuannya, Maxwell dianggap menjadi pengantar menuju era fisika modern dan teorinya menjadi dasar menuju teori relativitas khusus dan mekanika kuantum oleh Einstein kelak.

Pada tahun 1905, abad 20, Albert Einstein menerbitkan sebuah makalah di jurnal Jerman terkemuka. Salah satu isi makalah tersebut adalah tentang efek fotolistrik yaitu cahaya berinteraksi dengan materi sebagai paket diskrit (kuanta) energi. Tahun 1905 dianggap tahun yang hebat bagi Einstein, isi makalah selain fotolistrik yang terkenal hingga saat ini adalah tentang kesetaraan massa-energi dengan rumus E=mc2.

Itulah beberapa ilmuwan terkemuka yang meletakkan dasar-dasar dari elektrostatis hingga elektromagnetik hingga menuju era fisika modern. Tentu masih banyak ilmuwan yang tidak tertulis disini, perkembangan elektromagnetik setelah Einstein bergerak semakin cepat dengan dukungan ilmu dan teknologi yang semakin baik pula, hingga saat ini elektromagnetik menjadi bagian tak terpisahkan kemajuan teknologi yang semakin pesat.

Aplikasi Elektromagnetik bagi Manusia

Fungsi gaya elektromagnetik bagi alam semesta sudah diuraikan diatas tadi bahwa gaya ini mempengaruhi interaksi antar atom yang berfungsi membentuk berbagai materi. Gelombang elektromanetik yang ditimbulkan kemudian bisa dimanfaatkan manusia untuk teknologi. Beberapa aplikasi elektromagnetik antara lain :

a.Gelombang Radio

Gelombang ini berfungsi untuk mengirim pesan jarak jauh. Gelombang ini dapat merambat dari satu tempat ke tempat lain sehingga banyak digunakan mengirim sinyal radio, televisi dan telepon seluler.

b.Gelombang Mikro

Gelombang ini merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang 1 m – 1 mm. Biasanya dimanfaatkan untuk pemanasan pada alat microwave, radar atau navigasi dan telekomunikasi misalnya penggunaan hotspot atau WIFI internet dan bluetooth.

c.Gelombang Inframerah

Gelombang ini memiliki panjang gelombang 10 cm – 1 cm. Dapat dimanfaatkan untuk transfer data, penggunaan remote tv dan untuk kamera tembus pandang yang digunakan untuk mengamati isi tas di bandara.

d.Sinar X

Sinar X merupakan radiasi elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang 0,01 nm – 10 nm. Sinar X dapat dimanfaat untuk membunuh sel kanker/tumor, mensterilkan alat medis, memperbaiki retakan mesin industri, membunuh bakteri berbahaya pada produk makanan kalengan, dsb.

Sumber referensi : wikipedia.org, jnte.ft.unand.ac.id

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.