1. MAKALAH FISIKA KESEHATAN
PEMANFAATAN GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
DALAM BIDANG KESEHATAN
DI SUSUN OLEH :
SITTI MARHAMNI SAKINAH
14.14.1166
AKADEMI KEPERAWATAN PEMERINTAH KABUPATEN MUNA
TAHUN AJARAN 2014/2015
2. KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa,yang telah memberikan
rahmat,taufik dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini dengan
baik.
Penulis menyadari bahwa penulis hanyalah manusia biasa yang tak sempurna,penulis
mengetahui bahwa makalah ini jauh dari sempurna,untuk itu penulis mohon kritik dan saran
yang membangun.Sekian makalah ini penulis buat,semoga bermanfaat bagi pembaca
khususnya,masyarakat.
Penulis
3. DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
KATA PENGANTAR..............................................................................2
DAFTAR ISI ..........................................................................................3
BAB I
PENDAHULUAN
Latar belakang..........................................................................................4
Rumusan masalah.....................................................................................4
Tujuan.......................................................................................................5
BAB II PEMBAHASAN .........................................................................6
BAB III PENUTUP...........................................................................................16
DAFTAR PUSTAKA
4. BAB I
PENDAHUULUAN
1.LATAR BELAKANG
Kemajuan teknologi saat ini semakin meningkat berikut dalam penggunaan
gelombang elekromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.Kemajuan ini disebabkan oleh salah
seorang ahli fisikawan meneliti tentang Gelombang elektromagnetik yaitu Hipotesis
Maxwell, Hipotesis ini yang melahirkan.memunculkan gagasan baru tentang gelombang
elektromagnetik.Keberhasilan Maxwell dalam menemukan teori gelombang elektromagnetik
membuka cakrawala baru di dunia kesehatan.Keberhasilannya dapat dilihat dari
perkembangan dunia kesehatan yang sangat pesat pada saat ini.
2. RUMUSAN MASALAH
1. Apakah yang dimaksud Gelombang Elektromagnetik ?
2. Apa saja sifat-sifat dari Gelombang Elektromagnetik ?
3. Apa saja macam-macam spektrum Gelombang Elektromagnetik ?
4. Apa saja manfaat gelombang elekttromagnetik dalam bidang kesehatan?
3. TUJUAN
1. Dapat mengetahui yang dimaksud Gelombang Elektromagnetik.
2. Dapat menjelaskan sifat-sifat Gelombang Elektromagnetik.
3.Dapat mengetahui macam-macam spektrum Gelombang Elektromagnetik.
4. Dapat menjelaskan pemanfaatan Gelombang Elektromagnetik dalam kesehatan.
5. BAB II
PEMBAHASAN
A. Definisi Gelombang Elektromagnetik
Orang yang pertama kali menguji hipotesis Maxwall mengenai gelombang
elektromagnetik adalah Heinrich Hertz, pada tahun 1887 (Foster, 2004). Percobaan-
percobaan yang dilakukan oleh Hertz memberikan definisi gelombang elektromagnetik..
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium untuk
merambat, dapat merambat dalam ruang hampa.Keberadaan gelombang elektromagnetik
didasarkan pada hipotesis Maxwell(James Clark Maxwell) :“Jika medan magnet dapat
menimbulkan medanlistrik, maka sebaliknya, perubahan medan listrikdapat menyebabkan
medan magnet.Menurut Supriyono (2006) menyatakan bahwa “gelombang elektromagnetik
terdiri atas medan magnetik dan medan listrik yang berubah secara periodik dan serempak,
dengan arah getar tegak lurus satu sama lain, dan masing-masing medan tegak lurus arah
rambat gelombang”
B. Sifat-Sifat Gelombang Elektromagnetik
Dari beberapa percobaan yang telah dilakukan, Hertz berhasil mengukur bahwa
radiasi gelombang elektromagnetik frekuensi radio (100 MHz) yang dibangkitkan memiliki
kecepatan rambat sesuai dengan nilai yang diramalkan oleh Maxwell. Di samping itu,
eksperimen Hertz ini juga menunjukkan sifat-sifat gelombang dari cahaya, yaitu pemantuan,
pembiasan, interferensi, difraksi, dan polarisasi. Dengan demikian, hipotesis Maxwell
mengenai gelombang elektromagnetik telah terbukti kebenarannya melalui eksperimen
Hertz..
Dari uraian ini, dapat ditulis sifat-sifat gelombang elektromagnetik yaitu:
a. Dapat merambat dalam ruang hampa,
b. Merupakan gelombang transversal,
c. Dapat mengalami polarisasi,
d. Dapat mengalami pemantulan (refleksi),
e. Dapat mengalami pembiasan (refraksi),
f. Dapat mengalami interferensi,
g. Dapat mengalami lenturan atau hamburan (difraksi),
6. h. Merambat dalam arah lurus.Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan:
Maxwell, kecepatan gelombang elektromagnetik diruang hampa adalah sebesar 3x 108
m/s yang nilainya sama dengan laju cahaya terukur (Supriyono, 2006).
Foster (2004) menyatakan bahwa panjang gelombang cahaya tampak mempunyai
rentangan antara 400 nm hingga 750 nm. Anonim (2009) menyatakan bahwa frekuensi
cahaya tampak dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut.
Keterangan:
c = laju cahaya (3 x 108),
f = frekuensi gelombang (Hz),
λ = panjang gelombang (m).
Berdasarkan persamaan tersebut, kita dapat menentukan frekuensi cahaya tampak bernilai
antara 4 x 1014 Hz hingga 7,5 x 1014 Hz.
C. Definisi Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Lala (2009) menyatakan bahwa spektrum gelombang elektromagnetik adalah susunan
semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya.
Frekuensi terendah atau panjang gelombang terbesar adalah gelombang radio dan frekuensi
tertinggi atau gelombang terkecil adalah sina
D. Macam-MacamSpektrum Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik terdiri atas bermacam-macam gelombang yang berbeda
frekuensi dan panjang gelombang. Tetapi, kecepatannya di ruang hampa adalah sama (Foster,
2004). Urutan spektrum gelombang elektromagnetik diurutkan mulai dari frekuensi terkecil
hingga frekuensi terbesar adalah a) gelombang radio, b) gelombang televisi, c) gelombang
mokro (radar), d) sinar inframerah, e) sinar tampak, f ) sinar utraviolet, g) sinar-X, dan h)
sinar gamma.
E.manfaat gelombang elektromagnetik dalam bidang kesehatan
1. Gelombang Mikro (Microwave)
Di dunia kesehatan, microwave juga memegang peranan penting.Karakteristik yang
dimanfaatkan adalah kemampuannya untuk menghasilkan energi panas.Hampir semua
7. penggunaan microwave dalam kesehatan berkaitan dalam dunia kesehatan berkaitan dengan
pemanasan suatu jaringan tubuh .Prinsipnya mirip dengan microwave oven.Untuk
menghancurkan tumor yang bersarang dalam tubuh,gelombang mikro diarahkan pada lokasi
tumor(lokasinya bisa ditentukan menggunakan gelombang mikro juga,dengan prinsip yang
sama seperti teknologi radar).Cairan tumor menyerap gelombang mikro sehingga terjadi
ektasi atom.panas yang di hasilkannya bisa menghancurkan jaringan tumor tersebut secara
tepat tanpa melukai jaringan tersebut secara tepat(tanpa melukai jaringan yang sehat).Proses
ini tidak memerlukan pembedahan dan tidak sakit sama sekali
2. Sinar Inframerah
Sinar inframerah (infrared/IR) termasuk dalam gelombang elektromagnetik dan
berada dalam rentang frekuensi 300 GHz sampai 40.000 GHz (10 pangkat 13). Sinar
inframerah dihasilkan oleh proses di dalam molekul dan benda panas. Telah lama diketahui
bahwa benda panas akibat aktivitas (getaran) atomik dan molekuler di dalamnya dianggap
memancarkan gelombang panas dalam bentuk sinar inframerah. Oleh karena itu, sinar
inframerah sering disebut radiasi panas.
Foto inframerah yang bekerja berdasarkan pancaran panas suatu objek dapat
digunakan untuk membuat lukisan panas dari suatu daerah atau objek. Hasil lukisan panas
dapat menggambarkan daerah mana yang panas dan tidak. Suatu lukisan panas dari satu
gedung dapat digunakan untuk mengetahui daerah mana dari gedung itu yang menghasilkan
panas berlebihan sehingga dapat dilakukan perbaikan-perbaikan yang diperlukan.
Dalam bidang kesehatan sinar infra merah berfungsi untuk mengaktifkan molekul air
dalam tubuh. Hal ini disebabkan inframerah mempunyai getaran yang sama dengan molekul
air. Jadi, jika molekul tersebut pecah, akan terbentuk molekul tunggal yang dapat
meningkatkan cairan tubuh.
Meningkatkan sirkulasi mikro. Bergetarnya molekul air dan pengaruh inframerah akan
menghasilkan panas yang menyebabkan pembuluh kapiler membesar. Selain itu,
meningkatkan temperatur kulit, memperbaiki sirkulasi darah, dan mengurangi tekanan
jantung.Meningkatkan metabolisme tubuh. Jika sirkulasi mikro dalam tubuh meningkat,
racun dapat dibuang dari tubuh kita melalui metabolisme.Hal ini dapat mengurangi beban
liver dan ginjal.Mengembangkan Ph dalam tubuh.Sinar inframerah dapat membersihkan
darah, memperbaiki tekstur kulit, dan mencegah rematik karena asam urat yang
tinggi.Inframerah jarak jauh banyak digunakan pada alat-alat kesehatan. Pancaran panas yang
8. berupa pancaran sinar inframerah dari organ-organ tubuh bisa dijadikan sebagai informasi
kondisi kesehatan organ tersebut. Hal ini sangat bermanfaat bagi dokter dalam diagnosis
kondisi pasien sehingga dokter dapat mengambil keputusan yang sesuai dengan kondisi
pasien.
3. Cahaya atau sinar tampak
Dalam rentang spektrum gelombang elektromagnetik, cahaya atau sinar tampak hanya
menempati pita sempit di atas sinar inframerah. Spektrum frekuensi sinar tampak berisi
frekuensi dimana mata manusia peka terhadapnya. Frekuensi sinar tampak membentang
antara 40.000 dan 80.000 GHz (10 pangkat 13) atau bersesuaian dengan panjang gelombang
antara 380 dan 780 nm (10 pangkat -9). Cahaya yang kita rasakan sehari-hari berada dalam
rentang frekuensi ini. cahaya juga dihasilkan melalui proses dalam skala atom dan molekul
berupa pengaturan internal dalam konfigurasi elektron.Pembahasan tentang cahaya begitu
luas dan membentuk satu disiplin ilmu fisika tersendiri, yaitu optik.
Cahaya tampak juga digunakan bagi fisikawan mendapatkan informasi visual tentang pasien.
Misalnya, warna dari seseorang, adanya ketidaknormalan struktur tubuh seseorang. Yang
paling utama adalah kita dapat melihat berbagai peralatan seperti ophtalmoscope untuk
melihat ke bagian dalam mata, otoscope untuk melihat bagian dalam telinga pada dasarnya
menggunakan cahaya tampak yang difokuskan ke bagian yang kita hendaki.
Demikian halnya instrumen yang disebut dengan endoscope yang digunakan untuk
melihat bagian dalam rongga tubuh; cystoscope untuk mengamati blader; practoscope untuk
mengamati rectum; bronchoscope untuk mengamati udara yang lewat ke dalam paru- paru.
Beberapa endoscope adalah berupa tabung (pipa) dengan sumber cahaya untuk illuminasi
daerah yang diinginkan.
Dengan teknik fiber-optic dapat dibuat endoscope yang lentur. Ini digunakan untuk
mendapatkan informasi pada tempat-tempat yang jauh seperti intestine, untuk
membuka/membuat kanal untuk menempatkan sampel pada jaringan (biopsi) untuk
pengamatan mikroskopis lebih lanjut.
Karena cahaya membawa energi sehingga dapat mengakibatkan panas jika diserap. Ini
dimanfaatkan dalam endoscope. Pemanasan dapat dikurangi dengan mengurangi cahaya
infra-merah dari sumber cahaya dengan filter IR.
Transilluminasi adalah mentransmisikan cahaya pada jaringan tubuh. Ini biasanya dengan
memberi kilatan cahaya melalui jari-jari untuk melihat pijaran cahaya yang dihasilkan.
Pijaran utama adalah merah karena warna lain diserap oleh sel-sel darah merah.
9. 4. Sinar Ultraviolet
Rentang frekuensi sinar ultraviolet (ultraungu) membentang dalam kisaran 80.000
GHz sampai puluhan juta GHz (10 pangkat 17).Sinar ultraungu atau disebut juga sinar
ultraviolet datang dari matahari berupa radiasi ultraviolet memiliki energi yang cukup kuat
dan dapat mengionisasi atom-atom yang berada di lapisan atmosfer. Dari proses ionisasi
atom-atom tersebut dihasilkan ion-ion, yaitu atom yang bermuatan listrik. Lapisan yang
terdiri dari ion-ion ini membentuk lapisan khusus dalam atmosfer yang disebut ionosfer.
Lapisan ionosfer yang terisi dengan atom-atom bermuatan listrik ini dapat memantulkan
gelombang elektromagnetik frekuensi rendah (berada dalam spektrum frekuensi gelombang
radio medium) dan dimanfaatkan dalam transmisi radio.Karena energinya yang cukup kuat
dan sifatnya yang dapat mengionisasi bahan, sinar ultraviolet tergolong sebagai radiasi yang
berbahaya bagi manusia (terutama jika terpancar dalam intensitas yang besar). Untungnya,
atmosfer bumi memiliki lapisan yang dapat menahan dan menyerap radiasi ultraviolet dari
matahari sehingga sinar matahari yang sampai ke bumi berada dalam taraf yang tidak
berbahaya. Penggunaan bahan kimia baik untuk pendingin (lemari es dan AC) berupa freon
maupun untuk penyemprot (parfum bentuk spray dan pilok/penyemprot cat), dapat
menyebabkan kebocoran lapisan ozon. Hal ini menyebabkan sinar ultraviolet dapat
menembus lapisan ozon dan sampai ke permukaan bumi, suatu hal yang sangat berbahaya
buat manusia. Jika semakin banyak sinar ultraviolet yang terpapar ke permukaan bumi dan
mengenai manusia, efek yang tidak diinginkan bagi manusia dan lingkungan dapat timbul
Kanker kulit dan penyakit gangguan penglihatan seperti katarak dapat ditimbulkan dari
radiasi ultraviolet yang berlebihan..Sinar ultraviolet juga dapat dihasilkan oleh proses internal
atom dan molekul. Sinar ultraviolet juga dapat dimanfaatkan dalam proses sterilisasi
makanan dimana kuman dan bakteri berbahaya di dalam makanan dapat dimatikan .
4. Sinar-X
Sinar-X dikenal luas dalam dunia kedokteran sebagai sinar Rontgen. Dipakai untuk
memeriksa organ bagian dalam tubuh. Tulang yang retak di bagian dalam tubuh dapat terlihat
menggunakan sinar-X ini.Sinar-X berada pada rentang frekuensi 300 juta GHz (10 pangkat
17) dan 50 miliar GHz (10 pangkat 19). Penemuan sinar-X dianggap sebagai salah satu
penemuan penting dalam fisika. Sinar-X ditemukan oleh ahli fisika Jerman bernama Wilhelm
Rontgen saat sedang mempelajari sinar katoda. Cara paling umum untuk memproduksi sinar-
X adalah melalui mekanisme yang disebut bremstrahlung atau radiasi perlambatan.
Mekanisme ini yang ditempuh oleh Rontgen saat pertama kali menghasilkan sinar-X. Dalam
10. teori radiasi gelombang elektromagnetik diketahui bahwa muatan listrik yang dipercepat
(atau diperlambat) akan menghasilkan gelombang elektromagnetik. Selain melalui radiasi
perlambatan, sinar-X juga dihasilkan dari proses transisi internal elektron di dalam atom atau
molekul.
5. Sinar Gamma
Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi (dan
karenanya juga energi) yang paling besar. Sinar gamma memiliki rentang frekuensi dari 10
pangkat 18 sampai 10 pangkat 22 Hz. Sinar gamma dihasilkan melalui proses di dalam inti
atom (nuklir).
Sinar Gamma sering digunakan untuk membunuh organisme yang dikenal dengan
istilah irradiation. Sehingga dapat mengobati tipe kanker tertentu. Serangkaian Sinar Gamma
dipancarkan langsung pada sel yang terkena kanker untuk dimusnahkan. Prosedur ini dikenal
dengan istilah Gamma-Knife Surgery (pembedahan dengan pisau gamma).
Jika Sinar Gamma mengenai molekul DNA dalam batas tertentu, sel tubuh akan
memperbaiki gen yang rusak. Proses perbaikan sel berhasil setelah paparan dosis tinggi
dilakukan. Sedangkan untuk paparan dosis rendah proses perbaikannya lambat.Resikonya
adalah kerontokan rambut, nausea/mual dan menyebabkan kematian tanpa perawatan medis.
Selain itu,sinar gamma berfungsi untuk mensterilkan peralatan medis, Radiasi pengion adalah
energi tinggi yang terpancar dari radiasi isotop radioaktif seperti kobalt-60 (sinar gamma)
atau yang dihasilkan oleh percepatan mekanis elektron sampai ke kecepatan den energi tinggi
(sinar katode, sinar beta). Sinar gamma mempunyai keuntungan mutlak karena tidak
menyebabkan kerusakan mekanik, namun demikian, kekurangan sinar ini adalah di hentikan
dari, mekanik elektron akselerasi (yang dipercepat) keuntungan elektron yang dipercepat
adalah kemampuannya memberikan output laju doisis yang lebih seragam. Aksi letal radiasi
pengionan menghacurkan mikroorganisme dengan menghentikan rep-roduksi sebagai hasil
mutasi letal. Mutasi ini disebabkan karena transformasi radiasi menjadi molekul penerima
pada sinar x, menurut teori langsung. Mutasi ini dapat disebabkan oleh tindakan tidak
langsung, dimana molekul-molekul air diubah menjadi kesatuan yang berenergi tinggi seperti
hidrogen dan ion hidroksil. Semua ini pada akhirnya, menyebabkan perubahan energi pada
asam nukleat dan molekul lain sehingga hilangnya keberadaannya bagi metabolisme molekul
sel bakteri.
11. BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Dari pembahasan diatas,maka dapat disimpulkan bahwa Gelombang Elektromagnetik
merupakan gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat sehingga dapat
merambat pada ruang hampa. Tanpa kita sadari, Gelombang Elektromagnetik mempunyai
peranan penting yang begitu besar sehingga bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari tanpa
kecuali dalam dunia medis.
Manfaat gelombang elektromagnetik dalam bidang kesehatan:
gelombang mikro untuk memusnahkan tumor.
gelombang infra merah untuk mendiagnosa pasien.
Gelombang ultra violet untuk proses sterilisasi makanan dari kuman dan bakteri
berbahaya .
Gelombang Sinar X untuk memeriksa organ bagian dalam tubuh.
Gelombang Gamma untuk membunuh organisme (misal kanker) dan mensterilkan
peralatan medis.
B. SARAN
Supaya lebih memahami tentang gelombang, disarankan para pembaca mencari
referensi lain yang menyangkut dengan materi yang ada pada makalah ini. Semoga para
pembaca memahami dan mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari.
