MAKALAH FISIKA KESEHATAN
PEMANFAATAN
GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
DALAM BIDANG KESEHATAN
Dosen
Pembibing Drs.Suyudhono Mpd.
DI
SUSUN OLEH :
RIRIN
FAUZIYAH
(11.095)
AKADEMI KEBIDANAN KABUPATEN KENDAL
TAHUN
AJARAN 2011/2012
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.
Ucapan terimakasih kami ucapkan
kepada:
1.
Bapak Drs.Suyudhono Mpd selaku dosen pembimbing
2.
orang tua yang selalu mendukung kami
3.
teman-teman
4.
semua pihak yang telah membantu terselesaikanya
makalah ini.
Kami
manusia biasa yang tak sempurna,kami mengetahui bahwa
makalah ini jauh dari sempurna,untuk itu kami mohon kritik dan saran yang
membangun.
Sekian makalah ini kami buat,semoga
bermanfaat bagi penulis khususnya,masyarakat pada umumnya
Kendal,
14 Desember 2011
Penulis
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
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.
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),
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 sinar
gamma.
D. Macam-Macam Spektrum 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.
D. 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 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.
Microwave
menyerang dan
menghancurkan tumor
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. (hasil citra foto inframerah terhadap tubuh
manusia untuk pemeriksaan kesehatan)
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 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.
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 .
5. 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 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. (foto hasil penyinaran sinar-X)
6. 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).
(produksi sinar gamma oleh inti atom).
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). Gamma Knife Surgery
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.
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:
v gelombang
mikro untuk memusnahkan tumor.
v gelombang
infra merah untuk mendiagnosa pasien.
v Gelombang
ultra violet untuk proses sterilisasi makanan dari kuman dan bakteri berbahaya .
v Gelombang
Sinar X untuk memeriksa organ bagian dalam tubuh.
v 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.
DAFTAR PUSTAKA
http://rgmaisyah.wordpress.com/2009/03/15/metode-sterilisasi/