Spektrum frekuensi adalah metode ilmiah untuk merencanakan dan mengklasifikasikan gelombang elektromagnetik seperti yang terjadi di ruang angkasa dan di lingkungan sehari-hari. Sebenarnya menghitung frekuensi berbagai transmisi bisa menjadi ilmu yang kompleks dan biasanya melibatkan formula intensif dan peralatan pengukuran. Namun, sebagai sebuah konsep, spektrum itu sendiri relatif mudah. Apa pun yang mengeluarkan energi melakukannya pada frekuensi tertentu. Transmisi cahaya, suara, televisi, dan radio adalah beberapa yang paling umum; Sinar-X, gelombang mikro, dan sinyal inframerah juga disertakan. Spektrum frekuensi adalah bagaimana emisi ini dan emisi lainnya diplot dan diklasifikasikan, dan elemen yang berbeda dan unik dari masing-masing biasanya diwakili oleh jumlah energi radiasi yang dihasilkan masing-masing per detik.
Memahami Frekuensi Secara Umum
Frekuensi secara luas didefinisikan sebagai jumlah siklus gelombang energi elektromagnetik lengkap yang terjadi setiap detik. Satuan pengukuran internasional yang digunakan untuk menggambarkan satu siklus adalah 1 hertz (Hz). Karena setiap bagian dari spektrum elektromagnetik memiliki tanda frekuensi, maka dapat diidentifikasi melalui penganalisis spektrum yang mampu secara akurat mengukur siklus gelombang per detik dari fenomena elektromagnetik tertentu yang diamati.
Angka-angka ini sangat penting karena beberapa alasan berbeda. Fisikawan sering menghabiskan banyak waktu untuk merencanakan spektrum frekuensi yang berbeda untuk memahami bagaimana gelombang ini berinteraksi dengan materi, serta untuk menentukan hal-hal seperti batas terluar untuk gelombang suara dan cahaya. Mereka juga penting untuk alasan kesehatan; peneliti perlu mengetahui tingkat hal-hal seperti sinar-X dan teknologi gelombang mikro yang aman untuk digunakan di rumah dan kantor medis. Dalam penyiaran, spektrum mengidentifikasi frekuensi mana yang paling padat penduduknya, dan dengan demikian paling rentan terhadap gangguan dan kesulitan siaran.
Merencanakan Energi Elektromagnetik
Masing-masing bentuk energi elektromagnetik yang bervariasi menempati tempat yang ditentukan pada spektrum. Kontinum elektromagnetik, seperti yang dinyatakan dalam frekuensi atau intensitas radiasi yang dipancarkan oleh setiap segmen yang berbeda, berkisar dari 106 Hz hingga 1025 Hz. Gelombang radio menempati ujung spektrum yang rendah sedangkan sinar gamma radioaktif menempati ujung atas. Rentang frekuensi yang dicakup oleh spektrum elektromagnetik sangat besar. Frekuensi yang dihasilkan oleh transmisi radio dan yang dihasilkan oleh cahaya tampak bervariasi dengan urutan besarnya satu juta miliar.
Cahaya dan Suara
Dalam hal cahaya dan suara, tingkat frekuensi yang dipancarkan sebagian besar bertanggung jawab atas bagaimana manusia merasakan warna atau suara yang ditransmisikan. Agar cahaya muncul sebagai warna yang berbeda, ia harus memancarkan energi dalam rentang elektromagnetik yang terkait dengan warna itu. Salah satu cara termudah untuk menunjukkan ini adalah dengan prisma atau kristal miring lainnya. Di bawah sinar matahari, energi matahari ditransmisikan secara berbeda melalui pembiasan yang berbeda, sehingga warna yang berbeda tampak bersinar. Sebenarnya cahaya itu sama tidak peduli bagaimana kelihatannya, tetapi pembiasan mengubah energi elektromagnetik, yang mengarah ke warna.
Gelombang suara bekerja dengan cara yang sama. Catatan musik yang berbeda dapat memanfaatkan energi yang berbeda, yang dapat membuatnya tampak memiliki kualitas yang berbeda bagi mereka yang berada dalam jangkauan pendengaran. Para seniman sering memanfaatkan ini untuk membuat kompilasi akustik lebih menarik. Pencampuran suara yang disengaja di seluruh spektrum sering dikenal sebagai “white noise,” teknik yang kadang-kadang digunakan untuk meningkatkan kualitas tidur.
Pertimbangan Khusus untuk Penyiar
Spektrum frekuensi untuk radio, televisi, dan transmisi siaran lainnya diklasifikasikan lebih lanjut ke dalam rentang frekuensi atau “pita”, baik sebagai sarana untuk meminimalkan interferensi maupun untuk berbagi bandwidth di antara banyak pengguna. Sebagian besar diatur oleh berbagai otoritas. Perjanjian Persatuan Telekomunikasi Internasional, misalnya, mengalokasikan rentang frekuensi transmisi radio tertentu untuk meminimalkan interferensi dalam spektrum radio gelombang pendek. Pita frekuensi tinggi dialokasikan di antara penyiar gelombang pendek internasional, operator radio amatir, dan komunikasi radio laut.
Untuk memastikan transmisi radio yang andal dan bebas gangguan, lembaga pemerintah dalam negeri sering kali mengatur aspek atau bagian tertentu dari spektrum. Di Amerika Serikat, Komisi Komunikasi Federal (FCC) mengalokasikan pita frekuensi antara bisnis, masyarakat umum, dan operator radio amatir untuk membatasi potensi interferensi lintas pita. Setiap pita ditetapkan sebagai rentang frekuensi tertentu, dan spektrum frekuensi tersebut dicadangkan untuk masing-masing dari berbagai kelompok khusus pengguna.