PERGESERAN MILANKOVITCH Lengkap Jelas

Pemanasan global .. pasti kalian sering mendengarnya. Masalah yang satu ini memang semakin parah tiap harinya. Hal ini menyebabkan perubahan iklim dan perubahan musim yang tak menentu. Namun, taukah kalian bahwa seorang ahli Matematika Serbia, Milutin Milankovitch, memberi anggapan bahwa ini hanya sebuah siklus alam yang diakibatkan oleh pergeseran orbit bumi?

Bapak Milutin Milankovitch mempelajari tiga jenis pergeseran orbit bumi. Nah, pergeseran ini akan mempengaruhi penyebaran radiasi matahari yang mencapai bumi, sehingga dalam jangka waktu yang lama akan mempengaruhi iklim.

Di daerah kutub, siklus ini membuat benyaknya sinar matahari di musim panas bervariasi sebanyak 10%. Perubahan radiasi sinar matahari dapat diperkuat lagi oleh menumpuknya gas rumah kaca yang mengurangi jumlah radiasi matahari yang dipantulkan kembali ke ruang angkasa.

Bagaimanakah pergeseran orbit bumi yang dipelajari oleh Bapak Milutin Milankovitch?

Nah simak baik-baik ulasannya berikut!

• Eksentrisitas Orbit Bumi 

Telah kita ketahui bahwa orbit bumi berbentuk elips. Berdasarkan apa yang dipelajari oleh Pak Milankovitch, orbit bumi yang berbentuk elips ini akan berubah dalam jangka waktu tertentu. Perubahan bentuk yang dimaksud adalah perubahan eksentrisitasnya. 

Sebagai ilustrasi, lihat gambar berikut!

Gambar di atas menunjukkan perubahan bentuk (eksentrisitas) orbit bumi. Aphelion merupakan titik terjauh bumi dari matahari dan perihelion merupakan titik terdekat bumi dari matahari. Garis putus-putus menggambarkan orbit bumi di saat keadaan bumi sedang panas-panasnya, sedangkan garis yang tidak putus-putus menggambarkan orbit bumi di saat terjadinya zaman es. 

Perubahan bentuk (perubahan eksentrisitas) pada elips ini membutuhkan waktu sekitar 100.000 tahun dan setelah itu ia akan kembali lagi secara perlahan dalam waktu 100.000 tahun pula. Nah dampak dari proses mengecilnya eksentrisitas orbit bumi ini adalah pemanasan global dan memicu perubahan siklus iklim di bumi.

• Oblisitas (Kemiringan Sumbu Rotasi Bumi) 

Kita tahu bahwa bumi berotasi dengan sumbu rotasi yang miring. Ternyata kemiringan sumbu rotasi bumi ini tidak tetap, tetapi mengalami perubahan dari 22,10^o sampai 24,50^o dalam siklus 41.000 tahunan. Perubahan kemiringan ini berpengaruh terhadap besarnya perubahan musim.

Pada saat sumbu rotasi bumi berada pada kemiringan 22,10o, radiasi matahari antara musim dingin dan musim panas hampir sama, sedangkan pada saat kemiringannya meningkat menjadi 24,50o, perbedaan musim menjadi lebih ekstrem (musim panas akan sangat panas, sedangkan musim dingin, akan sangat dingin).

• Presesi

Ada suatu siklus yang terjadi 26.000 tahun sekali ketika belahan bumi utara berada paling jauh dari matahari. Hal ini menyebabkan terbentunya kantong-kantong es di bumi.

Sumbu rotasi bumi yang miring 23,5^o tersebut ternyata juga “goyah” tidak statis. Sumbu tersebut akan berputar sebagaimana gasing yang sudah hampir kehilangan kecepatannya. Ia selain berputar pada porosnya gasing juga goyah, dan inilah yang disebut presesi bumi. 

Periode presesi ini sangat lama, sekitar 26.000 tahun. Akibat presesi ini waktu musim-musim di dunia akan berubah. Misalkan setengah periode presesi (yaitu 13.000 tahun) akan mengakibatkan perubahan waktu musim di dunia maju setengah tahun. Jika awal musim dingin di eropa pada bulan desember, maka 13.000 tahun yang akan datang musim dingin di eropa akan dimulai pada bulan juni.

Sekian, Semoga bermanfaat

Oleh : Dwi eta darmawati

Sumber: 

Pearce, Fred. 2002. Global Warming. London: Dorling Kindersley Book

Eksotika Skala Fahrenheit Lengkap Jelas

Salah satu besaran pokok dalam fisika adalah suhu, yang memiliki satuan Kelvin dalam SI. Selain satuan Kelvin, satuan suhu yang lainnya adalah celcius, reamur, dan Fahrenheit. 

Jika satuan celcius dan reamur orang (siswa) masih menoleransi terhadap pilihan angka yang diberikan oleh kedua ilmuwan yang menemukan skala tersebut. Sedangkan satuan Kelvin (ada faktor -273) juga masih dianggap wajar dikarenakan memang skala Kelvin adalah skala mutlak yang melalui percobaan didapatkan angka demikian. 

Nah …!! Tapi yang terakhir ini nih :D

Skala Fahrenheit-lah yang selalu menjadi kontroversi di kalangan para siswa, khususnya anak SMP dan mungkin sebagian anak SMA yang sedang meniti karir mencari kebenaran ilmu alam, hehe

Dikarenakan pilihan angka yang ganjil (titik lebur es 32°F dan titik didih air 212°F) yang selalu membingungkan ketika melakukan konversi suhu dari/ke Fahrenheit ke/dari celcius atau yang lainnya. Terkadang siswa bingung harus dikurangi atau ditambah dulu dengan angka 32. 

Mengapa Pak Fahrenheit memilih angka yang menyulitkan seperti itu ya?? 

Kadang tidak sedikit siswa yang  saat bingung mempelajari suatu ilmu, secara tidak sadar mereka menyalahkan ilmuwan zaman dulu.

“Siapa sih yang menemukan rumus ini? 

"Siapa sih yang menemukan ilmu ini, bikin bingung generasi sekarang saja!” 

Atau bahkan ada yang mengatakan 

“Kenapa sih orang dulu menemukan fisika,menambah-nambahi kerepotan saja.”

Semoga pembaca yang budiman tidak termasuk golongan orang-orang tersebut, yaitu golongan orang-orang yang merugi.

Lalu bagaimana sih ceritanya Gabriel Fahrenhrenheit menemukan skala thermometer yang kontroverisal tersebut?

Yok, coba kalian baca dengan teliti tulisan berikut!

Penentuan Skala Termometer

Sejak zaman dahulu, alat untuk mengukur suhu sudah ada, namun belum diberi skala. Pada tahun 1714, Fahrenheit membuat thermometer yang terdiri atas tabung kaca yang diberi raksa. Raksa dipilih karena warnanya yang indah, mengkilap, dan mudah dilihat saat terjadi pemuaian dan penyusutan akibat perubahan suhu sekitarnya. 

Kemudian ia ingin memberikan skala (angka-angka) pada thermometer tersebut agar orang lebih mudah dalam membandingkan suhu yang diukurnya. Para sejarawan sebenarnya masih berdebat mengenai jalan pikiran Fahrenheit tentang pemilihan besar skala ini, namun salah satu versi cerita berikut mungkin masuk akal

Pertama, Fahrenheit berpendapat bahwa lingkaran memiliki 360 tahapan atau 360 derajat, maka ia ingin memakai angka 360 tahapan pada skala yang ia buat untuk rentang air yang membeku dan air mendidih. Namun, 360 derajat akan menyebabkan rentang antartiap derajatnya terlalu kecil, maka sebagai gantinya ia memilih 180 derajat (360 dibagi 2). 

Langkah selanjutnya adalah menetapkan batas skalanya, apakah antara 0-180, 180-360, atau 32-212 (karena 212-32=180).

Nah, di sinilah Fahrenheit mulai berulah. Ia memasukkan thermometer tersebut ke dalam campuran paling dingin yang dapat dibuatnya, yaitu campuran antara es dan amonium khlorida, kemudian menetapkan skala pada suhu tersebut sebagai titik nolnya.

Selanjutnya, thermometer tersebut digunakan untuk mengukur suhu badan dan ia sebagai manusia ingin suhu badan manusia berada pada skala 100 (100°F atau lebih tepatnya sekarang diketahui suhu badan normal manusia adalah 98,6°F). 

Setelah itu, thermometer dimasukkan ke dalam campuran es dan air. Di situlah Fahrenheit melihat suhu es yang mencair berada 32 derajat lebih tinggi dari suhu temperature nol campurannya. Dari situlah ia menetapkan suhu es yang melebur adalah 32 derajat pada skala Fahrenhheit. Jadi, skala air yang sedang mendidih haruslah 180 derajat lebih tinggi, yaitu 32 + 180 = 212 derajat pada skala Fahrenheit.

Suhu Badan Normal 98,6^oF 

Mungkin ada beberapa pembaca yang bertanya, suhu normal tubuh manusia kan 98,6oF. Kok dibulatkan menjadi 100^oF, bukankah itu terlalu memaksa?

Ya, kita tahu bahwa suhu normal tubuh manusia menurut dokter adalah 37^oC, yang jika diubah menjadi skala Fahrenheit adalah 98,6°F. Namun, suhu tubuh manusia sebenarnya berubah-ubah sedikit dalam sehari, dalam sebulan (untuk wanita) dan tergantung kepada metabolisme. Jika 100^oF diubah menjadi skala celcius akan menunjukkan angka 37,7°C.

Konversi Suhu Fahrenheit ke Celcius 

Dalam konversi suhu Fahrenheit ke Celcius, kiranya masih ada yang bingung tentang angka 32 yang dikurung-kurung ditambah dulu atau dikali atau dikurang dulu seperti yang diajarkan di sekolah-sekolah formal. Yang mungkin masih bingung atau lupa, di sini pakgurufisika menawarkan cara lain:

• Untuk konversi suhu Celcius à Fahrenheit: tambahkan 40 kalikan 1,8 (atau kali 9/5), lalu kurangi 40.
• Untuk konversi suhu Fahrenhheit à Celcius: tambahkan 40 bagi 1,8 (atau kali 5/9), lalu kurangi 40.

Dengan cara ini kadang kita tidak akan bingung harus dikurangi 32 atau ditambah 32 dulu, karena polanya sama, yaitu pasti ditambah dulu lalu hasilnya dikurangi dengan angka yang sama, yaitu 40.

Sebagai contoh:

86^°F = ….°C

Contoh lagi

20°C = ….. °F

Yang di mana keduanya menghasilkan jawaban yang sama. 

Lalu angka 40 itu darimana?

Apakah angka 40 itu terinspirasi dari angka keramat, seperti 40 hari pada beberapa kepercayaan keagamaan? 

Tentu saja tidak. 40 itu dikarenakan Celcius dan Fahrenheit berada pada angka yang sama, pada skala -40 derajat. Artinya -40 derajat Fahrenheit sama dengan -40 derajat celcius.

Sekian, semoga bermanfaat.

Sumber :

Robert L walke. 2004.kalo Einstein lagi cukuran, ngobrolin apa ya?. jakarta :PT GRAMEDIA pustaka utama.

Perbedaan Warna Primer Cahaya Dan Cat Lengkap

Lukisan Cat Air Lingkaran
gofreedownload

Saat di sekolah dulu saya diajari oleh guru kesenian saya mengenai warna primer, yaitu warna merah, kuning, dan biru. Pencampuran dua warna primer akan menghasilkan warna yang lain yang disebut warna sekunder. Semua warna dapat dihasilkan dari kombinasi ketiga warna primer tersebut. Ketiga warna tersebut jika digabungkan akan menghasilkan warna hitam. Dan melalui eksperimen pada pelajaran kesenian ternyata warna-warna lain dapat dihasilkan dengan mencampurkan cat dengan warna primer, seperti cat warna hijau (biru+kuning), orange (merah+kuning) dan lain-lain. 

Namun ternyata dikalangan para ilmuwan dan beberapa referensi (salah satunya yang masih saya ingat adalah pada komik detektif conan,,hehe) berbeda pendapat mengenai warna primer. Warna primer tersebut adalah merah, hijau, dan biru. Semua warna dapat dihasilkan dengan mengkombinasikan cahaya berwarna merah, hijau, dan biru. Ketiga warna tersebut jika digabungkan akan menghasilkan warna putih. 

Mengapa kedua kubu (seniman dan ilmuwan) memiliki pendapat yang berbeda? 

Lalu manakah yang benar? 

Mari kita ungkap kasus ini dengan pikiran yang tajam,, setajam silett…! 

Warna Cahaya dan Warna Cat

Warna merah, hijau, dan biru adalah warna primer untuk cahaya atau secara ringkasnya disebut warna primer cahaya. Ilmuwan yang berpegang pada cahaya mengatakan bahwa kita dapat membuat cahaya dengan warna apapun melalui penggabungan warna-warna cahaya merah, hijau, dan biru dengan berbagai intensitas.

Warna-warna primer yang berbasis cahaya ini disebut warna aditif karena kombinasi cahaya yang berbeda akan menghasilkan cahaya dengan warna yang lain melalui proses aditif atau penambahan pada cahaya itu sendiri (cahaya satu ditambah dengan cahaya yang lain). Contoh dari sistem aditif adalah layar monitor laptop, hp, dan televisi. Layar tersebut menghasilkan cahaya. Dan jika kita lihat lebih seksama, layar itu terdiri atas kotak-kotak kecil yang menghasilkan warna merah, hijau, dan biru, tapi karena ukurannya sangat kecil kadang kita tak menyadarinya. 

Di pihak lain, seniman yang berpegang pada cat nya mengatakan dapat mewarnai semua benda dengan mencampurkan cat warna primer merah, biru, dan kuning. Kita tahu bahwa benda (ataupun cat) dapat berwarna karena cahaya yang mengenainya sebagian diserap dan sebagian dipantulkan, cahaya yang dipantulkan itulah yang kita lihat sebagai warna benda (cat). 

Warna-warna primer yang berbasis pada cat ini disebut juga warna subtraktif karena hasil kombinasi warna cat ini menghasilkan warna baru melalui proses penyerapan cahaya. Berbagai campuran cat biru, kuning, dan merah mampu menyerap hampir semua warna (panjang gelombang) cahaya, (itu sebabnya campuran ketiga warna tersebut menghasilkan warna hitam), maka warna biru, kuning, dan merah dipandang sebagai warna primer untuk cat. 

Namun sebenarnya, warna tersebut bukanlah warna primer subtraktif yang sesungguhnya. Ketiga warna yang sungguh paling baik dalam menyerap warna biru, hijau, dan merah adalah warna kuning, merah keunguan yang disebut magenta, dan biru kehijauan yang disebut cyan. Dengan demikian, kuning, magenta, dan cyan adalah warna primer sutraktif sesungguhnya yang digunakan dalam membuat semua spektrum warna pada cat.

Mengapa hanya ada tiga warna primer?

Mata manusia bekerja berdasarkan prinsip aditif. Pada retina manusia terdapat tiga sel kerucut yang peka terhadap warna. Salah satu peka terhadap cahaya biru, yang lainnya peka terhadap cahaya hijau dan merah. Persepsi kita terhadap berbagai warna tergantung pada tingkat rangsangan relatif ketiga macam sel ini oleh cahaya yang masuk. Otak menjumlahkan semuanya untuk menghasilkan sensasi terhadap setiap warna. Dan mata kita hanya bereaksi terhadap rangsangan yang diterima oleh ketiga sel kerucut tadi, maka ketiga sel itulah yang kita perlukan untuk menghasilkan semua warna yang dapat dirasakan manusia. Dan itu pula sebabnya ada tiga dan hanya tiga warna primer cahaya. 

Walaupum demikian, setiap sel kerucut tidak hanya peka terhadap cahaya biru murni, hijau murni, dan merah murni. Masing-masing juga peka terhadap cahaya warna lain. Itu sebabnya kita dapat melihat cahaya warna kuning murni, walaupun kita tidak memiliki sel kerucut yang peka terhadap cahaya kuning. Cahaya kuning memberikan rangsangan (meskipun sedikit) yang cukup terhadap sel-sel hijau dan merah dan otak kita menerima kombinasi rangsangan terhadap sel hijau dan merah itu sebagai kuning. 

Jadi, manusia hanya mengenal tiga warna primer karena mata manusia hanya memiliki tiga jenis sel kerucut. Namun, berbeda dengan makhluk hidup lain (hewan) yang mungkin memiliki empat sel kerucut akan mengenal empat warna primer atau mungkin hewan yang mempunyai dua sel kerucut akan mengenal hanya dua warna primer.

Sekian, Semoga bermanfaat

Teknologi Nuklir Lengkap Docx

Pada tahun 1939 diketemukan reaksi pembelahan inti (reaksi fisi). Tiga tahun kemudian (pada tahun 1942) ENRICO FERMI berhasil membuat reaksi fisi berantai yang dikendalikan. Berdasarkan hasil tersebut terciptalah reaktor nuklir, yaitu suatu alat untuk menimbulkan reaksi berantai yang terkendali.

Neutron-neutron yang terjadi pada reaksi fisi dikendalikan jumlahnya, sehingga energi yang timbul juga dapat dikendalikan. Energi yang ditimbulkan pada reaktor nuklir itu dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kesejahteraan umat manusia.

Perbedaan diantara reaktor atom dengan bom atom, adalah dalam hal laju pembebasan energinya. Pada sebuah bom atom, faktor multiplikasi neutronnya lebih besar dari 1; sehingga reaksi berantai yang terjadi dengan sangat cepat dan timbul ledakan. Pada reaktor atom faktor multiplikasi neutronnya dijaga sangat dekat dengan 1,0 sehingga reaktor tetap tepat sedikit diatas batas “kritis”nya dan energi yang dibebaskan dengan lambat. Reaksi berantainya tetap dan terkontrol sehingga secara rata-rata, hanya satu neutron dari setiap fisi yang menghasilkan fisi selanjutnya.

Banyak persoalan, yang berhubungan dengan reaktor atom; dimulai dari masalah keselamatan hingga pengotoran lingkungan.

-     Masalah keselamatan adanya salah fungsi, dalam hal ini bagian-bagian fisi yang berkadar radioaktif tinggi akan terlepas ke atmosfer. Efeknya terhadap kehidupan manusia, dapat sangat serius sekali dan ini bergantung kepada banyaknya radioaktif yang terlepas itu.(Contoh kecelakaan reaktor di “Three mile island” (1979)  dan “Chernobil” (1988)).

-     Masalah serius lainnya adalah “sisa” bahan bakarnya yang mengandung pecahan-pecahan fisi dengan kadar radioaktivitas tinggi yang dibuang sebagai “sampah” kebocoran “sampah radioaktif”, mungkin saja terjadi dan telah pernah terjadi. Sesungguhnya, suatu cara pembuangan radioaktif yang memuaskan belum ditemukan. Bumi kita yang terbatas ukurannya, tak akan mampu menyimpan semua sampah radioaktif dengan aman.

-     Persoalan lain lagi dari pusat pembangkit daya bertenaga nuklir, adalah karena ia memerlukan air pendingin yang akan dibuang pada suhu yang jauh lebih tinggi dari suhu normal, biasanya, dibuang ke laut, sungai atau ke udara. Polusi termal, dapat memusnahkan ekologi air di sekitarnya, atau mempengaruhi cuaca, apabila menggunakan menara pendingin di udara terbuka.

Energi nuklir menjanjikan keuntungan bila dibandingkan energi dari bahan bakar fosil yang konvensional (biasanya, menimbulkan sedikit polusi udara) dan dalam menghadapi krisis persediaan bahan bakar fosil, energi nuklir merupakan sumber energi alternatif. Namun demikian, persediaan uranium yang dapat mengalami proses fisi, juga terbatas. Suatu breeder reactor (reaktor yang dapat memperkaya bahan bakar nuklir) menolong mengatasinya. Suatu breeder reactor adalah suatu reaktor yang memanfaatkan sebagian neutron hasil  ²³⁵U₉₂  untuk diserap  ²³⁸U₉₂  dan diperoleh  ²³⁹PU₉₄  melalui sederetan reaksi.

Berdasarkan fungsinya, reaktor nuklir dibedakan sebagai berikut :

a.   Reaktor penelitian, yaitu reaktor yang dipergunakan untuk penelitian di bidang fisika, kimia, biologi, pertanian, industri, kedokteran, dan di bidang teknologi lainnya.

b.   Reaktor daya, yaitu reaktor yang dapat menghasilkan tenaga listrik (PLTN).

c.   Reaktor produksi isiotop, yaitu reaktor yang dipergunakan untuk memproduksi radioisiotop, yang akan dipergunakan dalam bidang kedokteran, pertanian, industri dan sebagainya.

Indonesia kini telah memiliki tiga reaktor nuklir untuk penelitian dan untuk memprodiksi radioisiotop. Tiga reaktor itu adalah :

a.   Reaktor Triga Mark II di Bandung dengan daya 1 mega watt (Triga singkatan dari Training Research and Isotop Production by General Atomic).Reaktor ini berfungsi untuk penelitian dan untuk memproduksi radioisotop.

b.   Reaktor Kartini di Jogyakarta. Reaktor dengan daya operasi maksimal 250 kilowatt, juga merupakan reaktor penelitian dan produksi radioisotop.

c.   Reaktor serba guna di Serpong, dengan nama MPR 30 (Multi Purpose Reactor) dengan daya operasi 30 megawatt. Reaktor ini berfungsi untuk latihan, penelitian dan memproduksi radioisotop.

Menurut jenis pendingin yang dipergunakan, reaktor dibedakan sebagai berikut:

a.  Reaktor pendingin air ringan (H₂O). Ada dua macam, yaitu reaktor air tekan (PWR = Pressurized Water Reactor) dan reaktor air didih (BWR = Boiling Water Reactor).

b.  Reaktor pendingin air berat (D₂O).

c.  Reaktor pendingin gas

d.  Reaktor pendingin logam cair (Sodium).

Reaktor atom yang dibicarakan diatas disebut THERMAL REACTOR(reaktor panas) sebab proses fisinya disebabkan oleh neutron lambat dengan energi panas; yaitu energi yang sama dengan energi kinetik rata-rata dari atom-atom yang melingkunginya.

Bahan bakar.

Bahan bakar sebagai sumber energi terdapat di dalam teras reaktor, yaitu berupa Uranium-235. Uranium dibungkus dalam klongsong agar hasil radioaktif dari reaksi fisi tetap terselubung (tidak terpancar keluar).

Moderator.

Moderator berfungsi untuk menurunkan energi neutron dari energi tinggi ke energi thermal (rendah) melalui tumbukan. Pada reaksi fisi, neutron yang dihasilkan memiliki energi tinggi, sedangkan untuk menghasilkan reaksi fisi diperlukan neutron yang memiliki energi thermal (rendah) yaitu kurang lebih 0,025 eV. Dengan demikian, syarat yang harus dipenuhi sebagai bahan moderator adalah setiap neutron yang menumbuknya akan kehilangan energi sebesar mungkin.

Biasanya bahan moderator yang dipilih adalah unsur-unsur yang nomor massanya kecil, misalnya H₂O (air ringan), D₂O (air berat) dan grafit, sekaligus sebagai pendingin primer.

Batang Kendali (pengontrol).

Batang kendali terbuat dari bahan yang mempunyai kemampuan menyerap neutron sangat besar. Alat ini berfungsi untuk mengendalikan jumlah populasi neutron yang terdapat di dalam teras reaktor, yang berarti pula mengendalikan reaksi fisi dan energi yang terjadi. Bahan batang kendali yang biasa dipergunakan adalah Kadmium, boron, dan hafnium.

Perisai radiasi (Shielding)/ dinding pelindung.

Perisai radiasi berfungsi untuk menahan radiasi yang dihasilkan proses pembelahan inti. Hal ini bertujuan supaya para pekerja dapat bekerja dengan aman di sekitar reaktor.

Pendingin sekunder atau pemindahan panas.

Alat ini berfungsi untuk memindahkan panas dari pendingin primer. Panas dapat dipindahkan dengan mengalirkan air ke tempat pemindah panas, kemudian keluar reaktor untuk didinginkan.

  

RADIOISOTOP.

Radioisotop yang dipergunakan di berbagai bidang seperti pertanian, kedokteran dan industri, tidak terdapat di alam. Oleh karena itu harus dibuat darinuklida stabil dalam reaktor.

Unsur radioaktif buatan yang pertama, dihasilkan oleh Irene Joliot – Currie (anak perempuan penemu radium – Marie Currie) dan suaminya. Mereka “menembaki” alumunium dengan partikel-partikel dan sebagai hasil dari reaksi inti yang terjadi, diperoleh isotop fosfor yang tidak stabil :

²⁷Al₁₃  +   ⁴He₂                 ³⁰P₁₅   +   ¹n₀

atau

²⁷Al₁₃  ( a, n )  ³⁰P₁₅

Semenjak itu, radioisotop buatan (= isotop sesuatu unsur yang bersifat radioaktif) dari setiap unsur, telah dihasilkan dan pada masa sekarang, telah dikenal sekitar 1500 unsur. 

Radioisotop, dibuat dengan cara “menembaki” suatu unsur yang stabil dengan neutron di dalam reaktor atom, atau dengan partikel-partikel bermuatan di dalam suatu “accelerator partikel”. Contoh radioisotop yang telah dibuat BATAN, yaitu Na²⁴, P³², Cr⁵¹, I¹³¹.

KEGUNAAN RADIOISOTOP.

A.Bidang kedokteran

Dengan menggunakan detektor, radioisotop di dalam tubuh manusia dapat di deteksi :

Adapun fungsi radioisotop adalah untuk :'

1. Mengetahui keefektifan kerja jantung dengan menggunakan Sodium – 24.

2. Menentukan lokasi tumor otak, mendekati tumor kelenjar gondok, dipergunakan Yodium – 131.

3. Penanganan penderita Leukimia, dengan Phosporus – 32.

4. Penyembuhan kanker dan tumor dengan cara penyinaran, seperti sinar x dan untuk steril alat-alat

kedokteran.

Bidang industri.

Dengan menggunakan sinar gamma, dapat diketahui suatu pipa logam dalam keadaan bocor atau tidak. Sinar gamma dapat dipancarkan dari radioisotop Cobalt – 60 dan Iridium – 192 yang dilewatkan pada bagian logam yang diperiksa. Sinar gamma dapat dideteksi dengan menggunakan detektor. Dengan detektor ini dapat diketahui keadaan logam bocor atau tidak.

Bidang hidrologi.

Salah satu kegunaan radioisotop di bidang hidrologi adalah untuk mengukur kecepatan aliran atau debit aliran. Dalam hal ini sebagai perunut, diukur dari perubahan intensitas pancaran di dalam aliran untuk jangka waktu yang sama.

Bidang pertanian.

Dengan radiasi sinar gamma dari Co-60 akan didapatkan mutasi sel tumbuhan hingga dapat menimbulkan generasi yang lebih baik dan mendapatkan bibit yang lebih unggul daripada induknya.

Bidang industri.

Contoh, kaos lampu petromaks menggunakan larutan radioisotop thorium dalam batas yang diperkenankan, agar nyalanya lebih terang.

By : Dede Taufiq

Teori Lengkap Relativitas Khusus Docx

Teori gelombang Huygens telah membuat masalah yang harus memperoleh penyelesaian, yakni tentang medium yang merambatkan cahaya. Lazim disebut eter.

Pada tahun 1887 Michelson dan Morley mengadakan percobaan-percobaan yang sangat cermat, hasilnya sangat mengejutkan, karena adanya eter tidak dapat dibuktikan dengan percobaan.

Hasil percobaan Michelson dan Morley mencakup dua hal yang penting.

1. Hipotesa tentang medium eter tidak dapat diterima sebagai teori yang benar, sebab medium eter tidak lulus dari ujian pengamatan. 
2. Kecepatan cahaya adalah sama dalam segala arah, tidak bergantung kepada gerak bumi.

AZAS RELATIVITAS EINSTEIN.

Di atas telah dibahas bahwa kecepatan cahaya ke segala arah adalah sama, tidak bergantung pada gerak bumi. Tetapi bumi bukanlah satu-satunya planet yang ada dalam jagad raya ini. Kalau begitu bagaimana kecepatan cahaya itu ditinjau dari planet lain yang geraknya berbeda dengan gerakan bumi. 

Pada tahun 1905, Einstein mengusulkan bahwa kecepatan cahaya yang besarnya sama ke segala arah itu berlaku ditempat-tempat lain dalam alam semesta ini. Tegasnya kecepatan cahaya adalah sama, tidak bergantung kepada gerak sumber cahaya maupun pengamatnya. 

Teori Einstein membawa akibat-akibat yang sangat luas dirasakan agak menyimpang dari pengalaman-pengalaman yang kita peroleh sehari-hari. 

a. Relativitas penjumlahan kecepatan. 

Bila v₁ adalah laju kereta api terhadap tanah, dan v₂ adalah laju orang terhadap kereta api, maka laju orang terhadap tanah :

c adalah kecepatan cahaya

b. Dilatasi waktu (Perpanjangan waktu)

Waktu yang diamati oleh pengamat yang diam (t₀) dengan waktu yang diamati oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan v adalah berbeda.

Hubungannya :

dengan t9 adalah waktu yang tercatat menurut pengamatan pengamat yang bergerak dengan kecepatan v

c. Kontraksi Lorentz.

Benda yang panjangnya L, oleh pengamat yang bergerak sejajar dengan panjang benda dan dengan kecepatan v, panjangnya akan teramati sebagai L9.

d. Massa dan Energi.

Massa benda yang teramati oleh pengamat yang tidak bergerak terhadap benda, berbeda dengan massa yang teramati oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan v terhadap benda.

m9 adalah massa yang teramati oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan v terhadap tanah dan m₀ massa yang teramati oleh pengamat yang tidak bergerak terhadap benda.

Didalam mekanika yang disempurnakan, lazimnya disebut mekanika relativistik, energi benda yang kecepatannya v dan massanya m (dalam keadaan diam), bukan 1/2m.v², melainkan 

Besaran energi kinetik menunjukkan dua besaran, yaitu :

Einstein menginterpretasikan bahwa  sebagai energi total benda yang bermassa m dan kecepatan v, sedangkan mc² energi total ketika diam

E Total = E diam + Ek
Akibat interpretasi ini, benda yang bermassa m memiliki energi sebesar E = mc².
Dengan perkataan lain massa setara dengan energi.

LATIHAN SOAL RELATIVITAS KHUSUS

1.      Sebuah pesawat angkasa bergerak dengan kecepatan 0,5 c terhadap pengamat yang diam. Pesawat angkasa ke-dua bergerak dengan kecepatan 0,5 c relatif terhadap pesawat yang pertama. Berapa kecepatan pesawat ke-dua menurut pengamat yang diam ?

2.  Seseorang yang bergerak dengan laju 0,8 c melihat orang yang memungut sebuah jam. Menurut pengamatannya orang itu memungut jam dalam tempo 10 detik. Berapa lama waktu itu dirasakan oleh orang yang memungut jam ?

3.  A dan B berumur 25 tahun. Pada usia tersebut A berkelana dengan pesawat antariksa ke suatu planet diluar tata surya kita. A kembali ke bumi tepat ketika B berusia 35 tahun. Jika kecepatan pesawat antariksa 0,98 c, berapakah umur B menurut pengamatan A ?

4.  Sebuah benda dalam keadaan diam massanya 1 kg. Berapakah massa benda itu jika bergerak dengan kecepatan 0,4 c ?

5.    Berapa Joule dan berapa eV sesuai dengan massa :

1. 1 gram
2. 1 satuan massa atom.

6.  Benda yang panjangnya 100 m diamati oleh pengamat yang bergerak sejajar dengan panjang kawat dan dengan laju 2.10⁵ km/s. Berapakah panjang benda itu menurut pengamatan orang yang bergerak ?

7.   Seorang antariksawan dari dalam pesawatnya melihat pesawat lain bergerak dengan kecepatan 0,4 c mendekati pesawatnya. Pesawat itu dilihat dari bumi bergerak dengan kecepatan 0,5 c. Menurut Eisntein berapa kecepatan pesawat yang dinaiki antariksawan tersebut bila diamati dari bumi.

8.   Hitunglah kecepatan sebuah partikel yang mempunyai energi kinetik 5/3 energi diamnya.

By : Dede Taufiq

Dualisme Gelombang Partikel Lengkap Docx

Gejala Foto Listrik.

Yang dimaksud dengan gejala foto listrik adalah emisi (pancaran) elektron dari logam sebagai akibat penyinaran gelombang elektromagnetik (cahaya) pada logam tersebut.

Cahaya biasa mampu melepaskan elektron dari logam-logam alkali.

Hasil-hasil percobaan yang seksama menunjukkan bahwa :

• Makin besar intensitas cahaya, semakin banyak elektron-elektron yang diemisikan.
• Kecepatan elektron-elektron yang diemisikan hanya bergantung kepada frekwensi cahaya, makin besar frekwensi cahaya makin besar pula kecepatan elektron yang diemisikan.
• Pada frekwensi cahaya yang tertentu (frekwensi batas) emisi elektron dari logam tertentu sama.

Peristiwa-peristiwa di atas tidak dapat diungkap dengan teori cahaya Huygens.

Pada tahun 1901, Planck mengetengahkan hipotesa bahwa cahaya (gelombang elektromagnetik) harus dianggap sebagai paket-paket energi yang disebut foton. Besar paket energi tiap foton dirumuskan sebagai :

E = Energi tiap foton dalam Joule.

f = Frekwensi cahaya.

h = Tetapan Planck yang besarnya ( 6,625 .10 –34 J.det)

Cahaya yang intensitasnya besar memiliki foton dalam jumlah yang sangat banyak. Tiap-tiap foton hanya melepaskan satu elektron. Kiranya mudah dipahami bahwa semakin besar intensitas cahaya semakin banyak pula elektron-elektron yang diemisikan.

Tiap foton yang datang pada logam, sebagian energinya digunakan untuk melepaskan elektron dan sebagian menjadi energi kinetik elektron. Jika energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron sebesar a dan energi yang menjadi energi kinetik sebesar Ek maka dapat ditulis persamaan :

Dari persamaan nampak jelas, makin besar frekwensi cahaya, makin besar kecepatan yang diperoleh elektron.

Bila frekuensi cahaya sedemikian sehingga h.f = a, maka foton itu hanya mampu melepaskan elektron tanpa memberi energi kinetik pada elektron. Penyinaran dengan cahaya yang frekuensi lebih kecil tidak akan menunjukkan gejala foto listrik.

Sifat Kembar Cahaya

Gejala-gejala interferensi dan difraksi memperlihatkan sifat gelombang yang dimiliki cahaya, dilain pihak cahaya memperlihatkan sifat sebagai paket-paket energi (foton). 

Timbul suatu gagasan apakah foton itu dapat diartikan sebagai partikel-partikel. 

Untuk menjawab pertanyaan ini A.H. Compton mempelajari tumbukan-tumbukan antara foton dengan elektron. 

Kesimpulan yang diperolehnya menunjukkan bahwa foton dapat berlaku sebagai partikel dengan momentum.

Tidak ada keraguan lagi bahwa cahaya memiliki sifat kembar, sebagai gelombang dan sebagai partikel.

Hipotesa De Broglie

Jika cahaya yang memiliki sifat gelombang, memiliki sifat partikel, maka wajarlah bila partikel-partikel seperti elektron memiliki sifat gelombang, demikian hipotesa yang dikerjakan oleh de Broglie (tahun 1892). 

Panjang gelombang cahaya dengan frekuensi dan kecepatannya mempunyai hubungan sebagai berikut :

Menuurut Compton

Hubungan ini berlaku pula bagi partikel, demikian usul de Broglie. Menurut de Broglie, jika ada partikel yang momentumnya p, maka partikel itu dapat bersifat sebagai gelombang dengan panjang gelombang :

Percobaan Davisson dan Germer

Jika partikel berlaku sebagai gelombang, harus dapat ditunjukkan bahwa partikel dapat menimbulkan pola-pola difraksi seperti halnya pola-pola difraksi pada gelombang. 

Pada tahun 1927 Davisson dan Germer memilih elektron sebagai partikel untuk menguji hipotesa de Broglie. Elektron-elektron diperoleh dari filamen yang dipijarkan, kemudian elektron-elektron itu dipercepat dalam medan listrik yang tegangannya 54 Volt. Setelah dipercepat elektron-elektron memiliki energi kinetik.

Ek = 54 eV = 54 . 1,6 .10 ^–19 Joule

Momentum elektron

p = mv = 4 .10 ^–24 kg m/det

Menurut de Broglie, panjang gelombang elektron

Untuk memperoleh pola difraksi diperlukan kisi-kisi yang lebar celahnya kira-kira sama dengan panjang gelombang yang akan diuji. Sebab jika celah terlampau lebar, tidak menimbulkan gangguan pada gelombang, dan jika kisi terlampau sempit, pola-pola difraksi sukar teramati.

Kisi-kisi yang tepat untuk memperoleh pola difraksi gelombang elektron adalah kisi yang terjadi secara alamiah yakni celah-celah yang berada antara deretan atom-atom kristal bahan padat, dalam hal ini dipergunakan kisi kristal nikel.

Hasil percobaan Davisson dan Germer menunjukkan bahwa elektron-elektron dapat menimbulkan pola-pola difraksi.

Kini tidak disangsikan lagi bahwa apa yang kita kenal sebagai materi dapat pula menunjukkan sifat gelombang, tepat seperti yang diramalkan oleh de Broglie.

Usaha dan Energi Lengkap Docx

Usaha adalah hasil kali komponen gaya dalam arah perpindahan dengan perpindahannya 

Jika suatu gaya F menyebabkan perpindahan sejauh x, maka gaya F melakukan usaha sebesar W, yaitu

W = usaha

F = gaya

x = perpindahan

a = sudut antara gaya dan perpindahan

BESARAN	SATUAN MKS	SATUAN CGS
Usaha (W)	joule	Erg
Gaya (F)	newton	Dyne
Perpindahan ( x)	meter	Cm

1 joule = 10⁷ erg

Catatan : Usaha (work) disimbolkan dengan huruf besar  W

               Berat  (weight) disimbolkan dengan huruf kecil w

Jika ada beberapa gaya yang bekerja pada sebuah benda, maka usaha total yang dilakukan terhadap benda tersebut sebesar :

Jumlah usaha yang dilakukan tiap gaya,  atau Usaha yang dilakukan oleh gaya resultan.

DAYA
Daya (P) adalah usaha yang dilakukan tiap satuan waktu.

P = daya

W = usaha

t = waktu

Daya termasuk besaran skalar yang dalam satuan MKS  mempunyai satuan watt atau J/s

Satuan lain adalah :

1 HP = 1 DK = 1 PK = 746 watt    

HP = Horse power

DK = Daya kuda

PK = Paarden Kracht

1 Kwh adalah satuan energi besarnya = 3,6 .10⁶watt.detik = 3,6 . 10⁶ joule

KONSEP ENERGI

Suatu sistem dikatakan mempunyai energi/tenaga, jika sistem tersebut mempunyai kemampuan  untuk melakukan usaha. Besarnya energi suatu sistem sama dengan besarnya usaha yang mampu ditimbulkan oleh sistem tersebut. Oleh karena itu, satuan energi sama dengan satuan usaha dan energi juga merupakan besaran skalar.

Dalam fisika, energi dapat digolongkan menjadi beberapa macam antara lain :

Energi mekanik (energi kinetik + energi potensial) , energi panas , energi listrik, energi kimia, energi nuklir, energi cahaya, energi suara, dan sebagainya.

Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan yang terjadi hanyalah transformasi/perubahan suatu bentuk energi ke bentuk lainnya, misalnya dari energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada air terjun.

ENERGI KINETIK

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh setiap benda yang bergerak. Energi kinetik suatu benda besarnya berbanding lurus dengan massa benda dan kuadrat kecepatannya.

Ek : Energi kinetik

m  : massa benda

v   : kecepatan benda

SATUAN

BESARAN	SATUAN MKS	SATUAN CGS
Energi kinetik (Ek)	Joule	erg
Massa (m)	Kg	gr
Kecepatan (v)	m/det	cm/det

Usaha = perubahan energi kinetik

ENERGI POTENSIAL GRAVITASI

Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena pengaruh tempatnya (kedudukannya). Energi potensial ini juga disebut energi diam, karena benda yang diam-pun dapat memiliki tenaga potensial.

Sebuah benda bermassa m digantung seperti di bawah ini

Jika tiba-tiba tali penggantungnya putus, benda akan jatuh.

Maka benda melakukan usaha, karena adanya gaya berat (w) yang menempuh jarak h.

Besarnya Energi potensial benda sama dengan usaha yang sanggup dilakukan gaya beratnya selama jatuh menempuh jarak h.

Ep = Energi potensial

w = berat benda

m = massa benda

g = percepatan grafitasi

h = tinggi benda

SATUAN

BESARAN	SATUAN MKS	SATUAN CGS
Energi Potensial (Ep)	joule	erg
Berat benda (w)	newton	dyne
Massa benda (m)	Kg	gr
Percepatan grafitasi (g)	m/det2	cm/det2
Tinggi benda (h)	m	cm

Energi potensial gravitasi tergantung dari :

• percepatan gravitasi bumi
• kedudukan benda
• massa benda

ENERGI POTENSIAL PEGAS.

Energi potensial yang dimiliki benda karena elastik pegas.

                       Gaya pegas (F)  = k . x

                       Ep Pegas     (Ep) = ½ k. x²

 

k = konstanta gaya pegas

x = regangan

Hubungan usaha dengan Energi Potensial :

                                        W = DEp = Ep₁ – Ep₂

ENERGI MEKANIK
Energi mekanik (Em) adalah jumlah antara energi kinetik dan energi potensial suatu benda.

                                          Em = Ek + Ep

HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK.
Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan.
Jadi energi itu adalah KEKAL.

                                     Em₁   =    Em₂

                           Ek₁ + Ep₁  =  Ek₂ + Ep₂

_{LATIHAN SOAL USAHA DAN ENERGI}

*  Sebuah benda meluncur di atas papan kasar sejauh 5 m, mendapat perlawanan gesekan dengan papan sebesar 180 newton. berapa besarnya usaha dilakukan oleh benda tersebut ?.

*  Gaya besarnya 60 newton bekerja pada sebuah gaya. Arah gaya membentuk sudut 30^odengan bidang horizontal. Jika benda berpindah sejauh 50 m. Berapa besarnya usaha ?

*  Gaya besarnya 60 newton menyebabkan benda yang massanya 15 kg (g = 10 m/s²) berpindah horizontal sejauh 10 m. Berapa besarnya usaha dan besarnya perubahan energi potensial ?

*  Berapa besar usaha jika sebuah  elevator yang beratnya 2000 N dinaikkan setinggi 80 m ? Berapa besar energi potensial elevator setelah dinaikkan ?

*  Berapa besar usaha untuk menaikkan 2 kg setinggi 1,5 m di atas lantai ? Berapa besar energi potensial benda pada kedudukan yang baru ? (g = 10 m/s²)

*  Berapa besar gaya diperlukan untuk menahan 2 kg benda, tetap 1,5 m di atas lantai dan berapa besar usaha untuk menhan benda tersebut selama 5 detik

     ( g = 9,8 m/s²)

*  Untuk menaikkan kedudukan benda yang massanya 200 kg ke tempat x meter lebih tinggi, diperlukan kerja sebesar 10.000 joule. Berapa x ? (g = 9,8 m/s²)

*  Gaya besarnya 300 newton dapat menggerakkan benda dengan daya 1 HP. Berapa besarnya kecepatan benda.

*  Berapa besar energi kinetik suatu benda yang bergerak dengan kecepatan 20 m/s, jika massa benda 1000 kg ?

*  Benda massanya 1 kg mempunyai energi kinetik besarnya 1 joule berapa kecepatan benda ?

*  Benda yang massanya 2 kg (g = 9,8 m/s²) jatuh dari ketinggian 4 m di ats tanah. Hitung besar energi potensial benda dalam joule dan dalam erg.

*  Benda massanya 5 kg, jatuh dari ketinggian 3 m di atas tanah ( g = 9,8 m/s²) Berapa energi kinetik benda pada saat mencapai tanah ?

*  Benda massanya m kg bergerak di atas papan kasar dengan kecepatan 10 m/s. Jika besarnya koefisien gesekan 0,25. Hitunglah waktu dan jarak yang ditempuh benda setelah benda berhenti (g = 10 m/s²)

*  Sebuah bom yang massanya m kg ditembakkan dengan kecepatan 600 m/s oleh meriam yang panjangnya 6 m. Berapa besar gaya yang diperlukan untuk menembakkan bom tersebut ?

*  Gaya besarnya 80 newton bekerja pada benda massanya 50 kg. Arah gaya membentuk sudut 30^o dengan horizontal. Hitung kecepatan benda setelah berpindah sejauh 10 m.

*  Benda beratnya w Newton (g = 9,8 m/s²) mula-mula dalam keadaan diam. Gaya besarnya 10 newton bekerja pada benda selama 5 detik. Jika gaya telah melakukan usaha sebesar 2500 joule, berapa w dan berapa besarnya daya dalam watt dan HP.

*  Benda yang massanya 2 kg sedang bergerak. Berapa besar usaha untuk :

menaikkan kecepatan benda dari 2 m/s menjadi 5 m/s

Menghentikan gerak benda yang kecepatannya 8 m/s  (g = 9,8 m/s²)

*  Kereta api beratnya 196.000 newton bergerak dengan kecepatan 54 km/jam. Kereta api itu dihentikan oleh rem yang menghasilkan gaya gesek besarnya 6000 newton. Berapa besar usaha gaya gesek dan berapa jarak ditempuh kereta api selama rem, bekerja (g = 9,8 m/s²)

*  Sebuah batu massanya 0,2 kg ( g = 9,8 m/s2) dilemparkan vertical ke bawah dari ketinggian 25 m dan dengan kecepatan awal 15 m/s. Berapa energi kinetik dan energi potensial 1 detik setelah bergerak ?

*  Di dalam suatu senapan angin terdapat sebuah pegas dengan konstanta pegas 25.000 dyne/cm. Ketika peluru dimasukkan, per memendek sebanyak 2 cm. Hitunglah berapa kecepatan peluru ketika keluar  dari senapan itu. Gesekan peluru dengan dinding senapan diabaikan, massa peluru 5 gram.

*  Sebuah benda dijatuhkan bebas dari ketinggian 200 m jika grafitasi setempat 10 m/s² maka hitunglah kecepatan dan ketinggian benda saat Ek = 4 Ep

*  Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 78,4 m (g = 9,8 m/s²) Hitunglah keceptan benda waktu tiba di tanah ?

*  Sebuah peluru massa 10 gram mengenai paha dan menembus sedalam 3 cm dengan kecepatan 600 m/s. Hitunglah gaya yang diderita paha tersebut.

<sub>Sekian, semoga bermanfaat

By Dede Taufiq</sub>