Cahaya merupakan suatu gelombang elektromagnetik. Kita mampu melihat karena adanya cahaya. Mata kita akan menangkap cahaya yang masuk melalui retina dan memprosesnya di otak kita. Cahaya yang tertangkap oleh retina mata memiliki beberapa warna. Cahaya yang mampu dianalisa oleh otak ini selanjutnya disebut dengan cahaya tampak. Ada banyak jenis cahaya lain yang tidak tampak atau terlihat oleh mata kita. contoh cahaya ini adalah sinar ultraviolet, gelombang radio, microwave atau sinar X. perbedaan jenis cahaya ini berdasarkan pada panjang gelombang atau frekuensi dari cahaya. Panjang gelombang adalah panjang dari suatu gelombang untuk menyelesaikan satu lintasan bukit dan lembah seperti ditunjukkan pada Gambar 1.
Sedangkan frekuensi adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai satu panjang gelombang. Seperti kita ketahui, semua gelombang elektromagnetik berjalan dengan kecepatan yang sama yaitu mendekati 300000 km/detik, maka hubungan antara kecepatan, panjang gelombang dan frekuensi adalah
Gambar 2 menunjukkan jenis-jenis gelombang elektromagnetik berdasarkan urutan panjang gelombangnya dari yang paling pendek hingga yang paling panjang.
Dapat dilihat bahwa cahaya tampak hanyalah sebagian kecil dari gelombang elektromagnetik. Panjang gelombang terpendek adalah sinar X dan panjang gelombang terpanjang adalah gelombang radio.
Gelombang elektromagnetik telah banyak diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari mulai dari foto sinar X untuk mengetahui struktur tulang, memindahkan data menggunakan wi-fi, radio, televise alat-alat komunikasi hingga microwave yang ada di dapur kita.
Gelombang elektromagnetik memiliki energi yang berbeda-beda bergantung pada besar kecilnya frekuensi dari suatu gelombang. Semakin besar frekuensi akan semakin besar pula energi yang dimiliki. Demikian pula sebaliknya. Hubungan antara frekuensi dan energi dinyatakan oleh persamaan berikut
Dengan h adalah konstanta planck sebesar j/s dan f adalah frekuensi (1/s).
Suatu molekul dapat menyerap suatu gelombang cahaya tertentu yang digunakan untuk energi eksitasi elektronnya, gerakan vibrasi molekulnya dan gerakan berputar dari molekulnya. Molekul klorofil memiliki dua macam eksitasi elektron seperti yang ditunjukkan pada pembahasan sebelumnya. Pada Gambar 3 dapat dilihat bahwa eksitasi pertama klorofil adalah cahaya merah dan eksitasi kedua adalah cahaya biru. Eksitasi pertama membutuhkan energi yang lebih kecil karena elektron berpindah dengan perbedaan yang lebih kecil dibandingkan dengan eksitasi kedua. Semakin besar jarak eksitasi elektron akan semakin tinggi pula energi yang diserap.
Referensi:
[1] slide presentasi kuliah online www.edx.org dengan university of Tokyo dengan topic “quantum mechanic of moleculs” pekan 1
[2] video kuliah online www.edx.org dengan university of Tokyo dengan topic “quantum mechanic of moleculs” pekan 1
