Rabu, 31 Oktober 2012

Makalah Fisika Kesehatan


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.


Text Box: c = f x λ
 



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. http://eris-fauzan.netne.net/images/stories/sains/gelombang_elektromagnetik/far_infrared_before_pic1.gif    (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)
 http://eris-fauzan.netne.net/images/stories/sains/gelombang_elektromagnetik/1_normal_amazingxray04.jpg
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).
http://eris-fauzan.netne.net/images/stories/sains/gelombang_elektromagnetik/180px-gammadecay-1.jpg
                              (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). http://images.ddccdn.com/cg/images/en2365577.jpg                                                                      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/