Kita dapat duduk di kamar dengan pintu tertutup dan tetap menggunakan internet dari router yang berada di ruangan sebelah. Sinyal Wi-Fi seolah mampu melewati tembok yang memisahkan kita dari router. Namun cahaya lampu dari ruangan sebelah tidak membuat kamar kita ikut terang ketika pintu ditutup. Mengapa Wi-Fi dapat melewati tembok, sedangkan cahaya yang sama sama bergerak melalui ruang justru terhalang?
Jawabannya menjadi menarik karena Wi-Fi dan cahaya sebenarnya masih merupakan anggota keluarga yang sama. Keduanya merupakan gelombang elektromagnetik. Gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak, ultraviolet, sinar X, dan sinar gamma semuanya termasuk spektrum elektromagnetik. Perbedaannya terutama terletak pada frekuensi dan panjang gelombangnya.
Cahaya tampak memiliki panjang gelombang yang sangat pendek, sekitar ratusan nanometer. Wi-Fi rumah umumnya menggunakan frekuensi sekitar 2,4 gigahertz, 5 gigahertz, atau pita lain yang tersedia pada teknologi tertentu. Gelombang tersebut memiliki panjang gelombang yang jauh lebih besar daripada cahaya tampak. Perbedaan skala ini ikut memengaruhi cara keduanya berinteraksi dengan material.
Baca juga artikel tentang: Gunting Molekuler sebagai Teknologi Editing Gene Tool Masa Depan
Ketika gelombang elektromagnetik bertemu tembok, beberapa hal dapat terjadi. Sebagian energinya dapat dipantulkan, sebagian diserap, dan sebagian diteruskan menembus material. Proporsi ketiganya bergantung pada frekuensi gelombang serta sifat listrik dan struktur material. Karena itu, sebuah benda dapat tampak tidak tembus terhadap cahaya tetapi masih memungkinkan sebagian gelombang radio melewatinya.
Tembok rumah bukanlah penghalang sempurna bagi semua jenis radiasi elektromagnetik. Bata, kayu, gipsum, beton, kaca, dan berbagai material bangunan memiliki respons berbeda terhadap frekuensi yang berbeda. Pada frekuensi Wi-Fi, sebagian material memungkinkan sejumlah energi gelombang tetap diteruskan. Sinyal memang melemah, tetapi belum tentu hilang sepenuhnya.
Cahaya tampak menghadapi interaksi yang berbeda. Elektron dalam material dapat merespons medan elektromagnetik cahaya sehingga energi mengalami penyerapan atau penghamburan. Struktur mikroskopis material juga dapat membuat cahaya tersebar ke berbagai arah. Akibatnya, sangat sedikit cahaya yang berhasil melewati tembok tebal dan mencapai sisi lain sebagai cahaya yang dapat kita lihat.
Inilah alasan tembok terlihat buram atau tidak transparan. Bukan karena cahaya berhenti menjadi cahaya ketika menyentuhnya, melainkan karena energi tidak diteruskan melalui material dengan cara yang memungkinkan kita melihat menembusnya. Sebagian dipantulkan sehingga kita dapat melihat permukaan tembok. Sebagian lainnya diserap dan akhirnya dapat berkontribusi menjadi energi termal.
Kaca memberikan contoh sebaliknya. Cahaya tampak dapat melewati banyak jenis kaca dengan cukup baik sehingga kita dapat melihat benda di baliknya. Namun kaca tidak transparan terhadap semua gelombang elektromagnetik. Beberapa jenis radiasi dapat diserap jauh lebih kuat daripada cahaya tampak.
Jadi, kata transparan sebenarnya membutuhkan pertanyaan lanjutan, yaitu transparan terhadap apa? Sebuah material yang transparan bagi mata manusia belum tentu transparan terhadap inframerah, ultraviolet, atau gelombang radio. Sebaliknya, tembok yang tampak sepenuhnya tertutup bagi mata dapat cukup transparan terhadap sebagian frekuensi radio. Transparansi merupakan hubungan antara material dan gelombang, bukan sifat tunggal yang berlaku untuk semua radiasi.
Lalu apakah Wi-Fi benar benar menembus semua tembok dengan mudah? Tidak. Setiap penghalang dapat mengurangi kekuatan sinyal dalam tingkat yang berbeda. Semakin banyak dinding yang harus dilewati, sinyal biasanya semakin lemah.
Beton tebal dapat memberikan pelemahan yang lebih besar daripada partisi ringan. Material yang mengandung banyak logam dapat menjadi penghalang yang sangat kuat karena logam berinteraksi dengan gelombang elektromagnetik secara efektif. Itulah sebabnya sinyal Wi-Fi dapat memburuk di balik struktur logam, pintu tertentu, atau ruangan dengan banyak material konduktif.
Air juga menarik dalam persoalan ini. Molekul air dapat berinteraksi dengan gelombang elektromagnetik pada rentang frekuensi tertentu dan berkontribusi terhadap penyerapan energi. Benda atau material yang mengandung banyak air dapat memengaruhi propagasi sinyal radio. Tubuh manusia sendiri sebagian besar mengandung air sehingga kerumunan manusia pun dapat memengaruhi kondisi komunikasi nirkabel dalam situasi tertentu.
Frekuensi Wi-Fi juga berpengaruh terhadap kemampuannya menjangkau ruangan. Secara umum, pita frekuensi yang lebih rendah sering memiliki karakter penetrasi dan jangkauan dalam bangunan yang lebih baik dibandingkan frekuensi yang lebih tinggi dalam kondisi serupa. Namun performa sebenarnya juga bergantung pada daya, antena, interferensi, tata ruang, material, dan teknologi komunikasi yang digunakan. Karena itu, angka frekuensi saja tidak cukup untuk memprediksi kualitas koneksi.
Gelombang juga dapat mencapai perangkat melalui jalur yang lebih rumit daripada sekadar menembus tembok secara lurus. Gelombang radio dapat dipantulkan oleh permukaan, mengalami difraksi di sekitar penghalang, dan menempuh beberapa jalur sekaligus. Fenomena ini disebut propagasi multipath. Ponsel atau laptop kemudian menerima gabungan sinyal dari berbagai jalur.
Inilah sebabnya memindahkan router hanya beberapa meter kadang menghasilkan perubahan koneksi yang mengejutkan. Posisi yang tampak hampir sama bagi mata dapat mempunyai lingkungan propagasi gelombang yang berbeda. Dinding, furnitur, logam, lantai, dan posisi antena semuanya ikut membentuk medan elektromagnetik di dalam rumah. Ruangan yang terlihat tenang sebenarnya dipenuhi gelombang yang terus bergerak dan berinteraksi.
Secara fisis, Wi-Fi memberikan pelajaran menarik mengenai keterbatasan indra manusia. Mata kita hanya mampu mendeteksi bagian yang sangat kecil dari spektrum elektromagnetik. Kita menyebut bagian itu cahaya tampak karena memang hanya bagian tersebut yang secara langsung menghasilkan pengalaman visual bagi kita. Alam tidak berhenti pada apa yang mampu dilihat mata.
Saat kita duduk di sebuah ruangan, berbagai gelombang elektromagnetik dapat melewati atau berada di sekitar tubuh. Sinyal radio, Wi-Fi, komunikasi seluler, inframerah dari benda hangat, dan cahaya tampak hadir dalam bentuk yang berbeda. Kita tidak melihat sebagian besar darinya. Namun perangkat yang dirancang dengan sensor sesuai dapat mendeteksinya.
Di sinilah Wi-Fi membawa kita menuju perenungan filosofis. Tidak terlihat bukan berarti tidak ada, tetapi tidak terlihat juga bukan bukti bahwa sesuatu pasti ada. Sains membutuhkan sesuatu yang lebih kuat daripada sekadar kedua pernyataan tersebut. Kita mencari akibat yang dapat diukur, membuat prediksi, lalu mengujinya melalui eksperimen.
Kita tidak melihat gelombang Wi-Fi dengan mata, tetapi keberadaannya dapat diuji. Kita dapat mengukur frekuensi, daya sinyal, pelemahan, dan kecepatan transmisi data. Kita dapat memprediksi bahwa material tertentu akan mengurangi sinyal, kemudian memeriksanya. Hal yang tidak terlihat menjadi bagian dari pengetahuan ilmiah karena meninggalkan jejak yang dapat diuji.
Pelajaran tersebut penting ketika kita berbicara tentang batas pengetahuan manusia. Indra memberikan jendela menuju dunia, tetapi jendela tersebut mempunyai rentang yang terbatas. Mikroskop memperluas kemampuan melihat benda kecil, teleskop memperluas pandangan ke ruang angkasa, sedangkan antena dan sensor memungkinkan kita mendeteksi gelombang yang tidak terlihat. Ilmu pengetahuan memperluas indra manusia melalui instrumen.
Berbagai tradisi agama juga berbicara mengenai keterbatasan penglihatan manusia dan pentingnya perenungan terhadap sesuatu yang melampaui apa yang langsung tampak. Namun sains dan agama menggunakan metode serta pertanyaan yang tidak selalu sama. Sains menuntut pengujian empiris ketika membuat klaim tentang dunia fisik. Perenungan keagamaan membahas pula wilayah makna, nilai, tujuan, dan hubungan manusia dengan realitas yang diyakininya.
Bagi orang beriman, luasnya spektrum elektromagnetik dapat menjadi bahan perenungan mengenai betapa terbatasnya kemampuan manusia menangkap seluruh ciptaan dengan indranya. Bagi mereka yang memandangnya secara filosofis, fenomena yang sama mengingatkan bahwa pengalaman langsung bukan batas keseluruhan realitas. Dalam keduanya, kerendahan hati intelektual menjadi pelajaran yang menarik karena apa yang kita lihat hanyalah sebagian dari apa yang dapat dipelajari.
Ada sesuatu yang indah ketika kita menyadari bahwa Wi-Fi dan cahaya lampu sebenarnya merupakan kerabat dalam keluarga fisika yang sama. Satu memungkinkan kita melihat wajah orang di depan kita, sedangkan yang lain membawa foto, tulisan, suara, dan video melalui udara. Perbedaan frekuensi membuat interaksi keduanya dengan materi menjadi sangat berbeda. Dari hukum elektromagnetisme yang sama, manusia memperoleh pengalaman dan teknologi yang sangat beragam.
Jadi, Wi-Fi dapat melewati sebagian tembok karena gelombang radio pada frekuensi yang digunakannya masih dapat diteruskan melalui banyak material bangunan dalam jumlah yang cukup untuk diterima perangkat. Cahaya tampak berinteraksi secara berbeda sehingga tembok menyerap dan menghamburkan sebagian besar energinya sebelum mencapai sisi lain. Keduanya sama sama gelombang elektromagnetik, tetapi panjang gelombang dan interaksinya dengan materi berbeda. Dari sinyal yang menembus dinding tanpa pernah terlihat mata, fisika mengingatkan bahwa batas penglihatan kita bukanlah batas dari realitas yang dapat dipahami.
Baca juga artikel tentang: Mengapa Film Horor Terasa Religius, Hubungan Tersembunyi antara Takut dan Keyakinan
REFERENSI:
Giancoli, D. C. 2014. Physics: Principles with Applications (7th ed.). Pearson.
Hewitt, P. G. 2015. Conceptual Physics (12th ed.). Pearson.
