Energi Nuklir, Pengertian dan Pemanfaatannya....

Hai science lovers, masih ingat tragedi nuklir di Fukushima Daichi Jepang???..

sebenarnya energi nuklir itu berbahaya atau tidak sih? dan pemanfaatannya untuk apa sih?

apalagi pemerintah akan membangun Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir ( PLTN ) di Jepara, Jawa Tengah, ulasan berikut ini merupakan sekilas pengertian mengenai Nuklir dan pemanfaatannya, namun percaya atau tidak, hampir setiap negara maju dan negara yang memiliki penduduk yang banyak seperti AS, India, China dan Rusia telah memiliki PLTN, bagaimana dengan Indonesia?

Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat dibicarakan. Semakin berkurangnya sumber energi, penemuan sumber energi baru, pengembangan energi-energi alternatif, dan dampak penggunaan energi minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan banyak didiskusikan. Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini.

Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru. Salah satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir. Meski dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar, tidak dapat dipungkiri bahwa energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak diperhitungkan.

Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl. Isu-isu ini telah membentuk bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya. Padahal, pemanfaatan yang bijaksana, bertanggung jawab, dan terkendali atas energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas masalah kelangkaan energi.

Fisi Nuklir

Secara umum, energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme, yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui reaksi fusi. Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir, yaitu reaksi fisi nuklir.

Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain. Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir. Contoh reaksi fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat.

Reaksi fisi uranium seperti di atas menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan. Neutron ini dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi fisi berikutnya. Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat membentuk reaksi berantai tak terkendali. Akibatnya, terjadi pelepasan energi yang besar dalam waktu singkat. Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir yang menghasilkan ledakan yang dahsyat. Jadi, reaksi fisi dapat membentuk reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir.

reaksi fisi berantai (sumber: www.scienceclarified.com)

Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir, pelepasan energi yang dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih berguna. Untuk itu, reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat lebih terkendali. Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir. Reaksi berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang lebih berguna, misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik.

reaksi fisi berantai terkendali (sumber: www.atomicarchive.com)

Di dalam reaksi fisi yang terkendali, jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya. Dengan mekanisme ini, diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna.

Reaktor Nuklir

Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna. Untuk itu, reaksi fisi harus berlangsung secara terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir. Sebuah reaktor nuklir paling tidak memiliki empat komponen dasar, yaitu elemen bahan bakar, moderator neutron, batang kendali, dan perisai beton.

skema reaktor nuklir (sumber: http://personales.alc.upv.es)

Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi nuklir. Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U. elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras reaktor.

Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang cukup tinggi. Adapun, neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat kelajuan neutron ini. Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya berupa air. Jadi, di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air.

Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali. Agar reaksi berantai yang terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi nuklir berikutnya, digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di dalam teras reaktor. Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron.

Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-masuk teras reaktor. Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah yang diizinkan (kondisi kritis), maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis. Batang kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi kritis (kekurangan neutron), untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang diizinkan.

Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat membahayakan lingkungan di sekitar reaktor. Diperlukan sebuah pelindung di sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor. Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton yang dibuat mengelilingi teras reaktor. Beton diketahui sangat efektif menyerap sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai.

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik. Instalasi pembangkitan energi listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN).

skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber: http://reactor.engr.wisc.edu)

Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water reactor/PWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar. Energi yang dihasilkan di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-batang bahan bakar. Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama air menuju alat penukar panas (heat exchanger). Di sini uap panas dipisahkan dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan listrik, sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor. Uap air dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam reaktor.

Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300^oC) tidak mendidih (air mendidih pada suhu 100^oC dan tekanan 1 atm), air dijaga dalam tekanan tinggi sebesar 160 atm. Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor air bertekanan.

foto:dancewithshadows.com

Fakta-fakta Menarik tentang Pluto

PLUTO yang juga dikenal dengan nama Pluto 134340 adalah sebuah planet kerdil dalam sistem Tata Surya Bimasakti. Letak Pluto berada dalam sebuah wilayah terluar Tata Surya yang bernama Sabuk Kuiper. Sabuk Kuiper sendiri adalah sebutan untuk wilayah di luar orbit planet Neptunus hingga jarak 50 Satuan Astronomi (SA/1 Satuan Astronomi = jarak rata-rata Matahari-Bumi, yakni sekitar 149,6 juta kilometer) dari Matahari. Pluto memiliki orbit yang unik saat mengelilingi matahari, orbitnya berbentuk melonjong dan kisaran jaraknya sekitar 4,4 - 7,4 miliar km dari Matahari. Berbeda dengan planet-planet lainnya di Tata Surya, Pluto cenderung bergerak mendekati Matahari saat melakukan perjalanan orbit. Akibatnya, terkadang Pluto berjarak lebih dekat dengan Matahari (atau Bumi) daripada Neptunus.
Di antara obyek-obyek yang ada dalam Tata Surya, Pluto adalah yang terkecil baik dalam ukuran maupun jumlah masa. Pluto bahkan lebih kecil daripada 7 bulan di tata surya, (Bulan, Io, Europa, Ganymede, Calisto, Titan, dan Triton). Pluto memiliki diameter 4.862 km dan memiliki massa 0,002 massa Bumi. Periode rotasi Pluto adalah 6,39 hari, sedangkan periode revolusi adalah 248,4 tahun. Bentuk Pluto mirip dengan Bulan dengan atmosfer yang mengandung metan. Suhu permukaan Pluto berkisar -233o Celsius sampai dengan-223o Celsius, sehingga sebagian besar berwujud es. Seperti sejumlah planet Tata Surya lain, Pluto juga mempunyai beberapa bulan/satelit yang mengitarinya. Bulan-bulan itu adalah: Charon (ditemukan oleh astronom James Christy pada tahun 1978), Nix dan Hydra.
Proses penemuan Pluto sebenarnya diawali dengan kekeliruan interpretasi sejumlah astronom yang mendapati adanya kekacauan dalam orbit Uranus. Semula mereka berasumsi bahwa Neptunuslah yang mengacaukan orbit Uranus karena tarikan gravitasinya.
Pada tahun 1905 seorang astronom AS, Percival Lowell, memulai proyek pencarian planet ke-sembilan dalam sistem Tata Surya. Lowell bersama rekannya, William H. Pickering, mengajukan beberapa konsep koordinat planet ke-sembilan dalam Tata Surya yang mereka namakan “Planet X”.
Pada bulan Januari 1930, Clyde Tombaugh, seorang peneliti yang juga anggota tim proyek pencarian planet ke-sembilan dalam Tata Surya di Observatorium Lowell, berhasil mencitrakan beberapa pergerakan sebuah obyek misterius di luar angkasa.
Setelah dipastikan bahwa obyek yang ditemukan itu adalah sebuah planet, Tombaugh dan ketua tim peneliti, Vesto Melvin Slipher, menggelar sayembara untuk mencarikan nama bagi planet ke-sembilan itu. Nama Pluto dicetuskan oleh Venetia Burney, seorang anak perempuan umur sebelas tahun asal Oxford, Inggris. Venetia yang gemar mempelajari mitologi Yunani Kuno dan astronomi pertama kali mengusulkan nama ini pada kakeknya, Falconer Madan, mantan pustakawan di Universitas Oxford, Inggris. Akhirnya, pada 1 Mei 1930, tim memutuskan nama planet baru itu adalah “Pluto”.
Misi perjalanan yang menggunakan pesawat tanpa awak ini diberi nama “New Horizons”. New Horizons telah sukses diluncurkan pada tanggal 19 Januari 2006. Pesawat ini dilengkapi dengan sejumlah peralatan kendali jarak jauh untuk mengenali citra geologi dan morfologi Pluto bersama satelitnya, Charon, memetakan komposisi permukaannya, dan menganalisa atmosfirnya. Selain itu juga New Horizons akan memotret permukaan Pluto dan Charon. Uniknya, dalam pesawat canggih ini juga disertakan abu jenazah sang penemu Pluto, Clyde Tombaugh.
Bagaimanapun, sejak tahun 2006 Pluto sudah tidak lagi dikategorikan sebagai planet inti dalam sistem Tata Surya oleh Himpunan Astronomi Internasional (IAU). Karena sejak penemuannya pada tahun 1930 hingga pada 2006 telah ditemukan sejumlah obyek lain di bagian terluar Tata Surya yang komposisinya serupa dengan Pluto, salah satunya yaitu Eris yang mempunyai massa 27% lebih padat daripada Pluto. Pluto kini hanya digolongkan dalam planet-planet minor atau kerdil (dwarf planet) bersama dengan Eris dan Ceres dan diberi nomor 134340.

Sumber: Fakta-fakta Menarik tentang Pluto http://id.shvoong.com/exact-sciences/astronomy/1989144-fakta-fakta-menarik-tentang-pluto/#ixzz1Ix4bYf4C

Fakta menarik tentang Tata Surya Kita

Hello science lover,,...apa aja ya fakta-fakta menarik tentang tata surya kita????

berikut ini beberapa fakta menarik tentang tata surya kita..:

1. Venus, Sang Dewi Cinta, adalah planet yang paling terang di tata surya kita.


2. Meskipun berukuran dan mempunyai gaya gravitasi yang sama dengan Planet Bumi, Atmosfer Venus penuh dengan asam sulfur yang mematikan. *Bahaya juga..


3. Tertutupi oleh lapisan tipis batu-batuan, Merkurius adalah sebuah bola besar yang terbuat dari besi dan mempunyai gaya tarik yang kuat untuk planet seukurannya.


4. Magnet yang paling kuat di jagad raya adalah Magnetar, suatu bintang neutron yang langka. Sampai saat ini baru ditemukan 10 penemuan Magnetar.


5. Matahari kita sangat jauh jaraknya sehingga jika bahan bakarnya telah habis, kita tidak akan menyadarinya sampai 8 menit kemudian.


6. Planet Merah, Mars, tidak mempunyai lapisan ozon dan tidak memiliki pelindung apapun terhadap sinar ultra violet. Hal ini membuatnya tidak dapat ditinggali oleh manusia.


7. Dengan meneliti meteorit-meteorit yang ditemukan di Bumi, kita dapat mengetahui bahwa umur Planet Bumi adalah 4,6 milyar tahun.


8. Planet Jupiter berputar pada porosnya (berotasi) dengan kecepatan yang menakjubkan sehingga menimbulkan angin dengan kecepatan ratusan mil per jam di atmosfernya. (bumi kita kan berotasi 24 jam jadi siang 12 jam malam 12 jam, kalau jupiter siang malamnya gimana tuh?)


9. Planet Saturnus adalah sebuah bola raksasa yang terbuat dari gas, sehingga planet ini dapat mengapung di atas air. Ada yang mau coba bawa ke laut Jawa?

Pembentukan bayangan pada cermin cekung

Sifat-sifat :

1.     mengumpulkan sinar (konvergen)

2.     memiliki jari-jari kelengkungan (R) dan titik api/jarak fokus (f) yang bernilai positif, karena letak R dan f terletak di depan cermin.

3.     Pembagian ruang pada cermin cekung :

a.     Ruang I : ruang antara cermin dengan F

b.    Ruang II : ruang antara F dengan R

c.     Ruang III : ruang diluar titik C

d.    Ruang IV : ruang di belakang cermin

4.     Untuk melukis bayangan pada cermin cekung digunakan tiga buah sinar istimewa (minimal 2 buah sinar istimewa).

a.     Sinar yang datang sejajar sumbu utama, akan dipantulkan melalui titik fokus cermin.

b.    Sinar yang datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.

c.     Sinar yang datang melalui titik pusat kelengkungan cermin, akan dipantulkan melalui titik pusat kelengkungan juga.

 Melukis bayangan pada cermin cekung 

1. Bila benda berjarak lebih besar dari R

Bayangan benda (Object) akan berada diantara C dan F, Nyata,terbalik dan lebih kecil.

2. Bila benda diletakkan di antara C dan F

 Bayangan benda (Object) akan lebih besar dan terbalik.

3. Bila benda diletakkan di antara titik F dan cermin

Bayangan benda (Object) terletak dibelakang cermin cekung (maya), lebih besar dan tidak terbalik (tegak)

 4. Bila benda tepat pada titik C (pusat kelengkungan)

 Bayangan benda (object) sama besar dengan bendanya, tetapi terbalik. Pembentukan bayangan dengan keadaan seperti ini dapat dipergunakan sebagai alat untuk membalikkan bayangan suatu obyek pada alat optik.  Bayangan suatu lensa obyektif diatur sedeikian rupa agar tepat pada titik C, sehingga bayangan lensa tersebut sama besar dan terbalik.

5. Persamaan untuk cermin cembung dan cermin cekung.

Hubungan antara jarak benda, jarak bayangan, jarak fokus cermin dan jari-jari kelengkungan cermin lengkung adalah sebagai berikut :

 

Keterangan :

f = jarak fokus (titik api) cermin (cm)

S_o = jarak benda dari cermin (cm)

S_i = jarak bayangan dari cermin (cm)

R = jari-jari kelengkungan cermin (cm)

M = perbesaran bayangan (kali)

h_o = tinggi benda (cm)

h_i = tinggi bayangan (cm)

  Pedoman pembentukan bayangan dan sifat bayangan pada cermin cembung dan cekung.

Ruang benda	Ruang bayangan	Sifat bayangan
I	IV	Maya, tegak, diperbesar
II	III	Nyata, terbalik, diperbesar
III	II	Nyata, terbalik, diperkecil
Di C	di C	Nyata, terbalik sama besar

 Beberapa pedoman yang perlu diketahui :

1.     benda nyata jika terletak di depan cermin (S_o bernilai positif)

2.     benda maya jika terletak di belakang cermin (S_o bernilai negatif)

3.     bayangan nyata jika terletak di depan cermin (S_i bernilai positif)

4.     bayangan maya terletak di belakang cermin (S_i bernilai negatif)

5.     pada cermin cembung f dan R bernilai negatif

6.     pada cermin cekung f dan R bernilai positif.

7.     pada cermin cekung nomor ruang benda + nomor ruang bayangan = 5.

8.     jika nomor ruang benda > nomor ruang bayangan, maka bayangan diperkecil

9.     jika nomor ruang benda < nomor ruang bayangan, maka bayangan diperbesar

10.  jika benda terletak di ruang 1 atau 4, maka bayangannya pasti maya dan tegak

11.  jika benda terletak di ruang 2 atau 3, maka bayangannya pasti nyata dan terbalik

Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung

Spion termasuk cermin cembung. Kaca Spion kendaraan bermotor dirancang sedemikian rupa agar dapat membantu pengemudi melihat obyek/kendaraan lain yang berada di belakang kendaraan yang kita kemudikan. Bayangan yang terbetuk oleh kaca spion tidak seperti ukuran obyek aslinya. Hal ini dimaksudkan agar kendaraan yang masih jauh di belakang kita sekalipun sudah dapat teramati bayangannya. Oleh karena itu jenis cermin yang dipakai adalah cermin cembung. Perhatikan gambar pembentukan bayangan pada cermin berikut ini (gambar diperoleh dari browsing di situs internet).

Pembuat gambar tersebut sudah memberikan warna yang berbeda-beda untuk masing-masing garis sinar, diharapkan agar mudah mengikuti alur garis sinar selama proses pembentukan bayangan benda (object). Asumsikan (anggaplah) sinar datang dari berbagai arah, sehingga anda tidak kesulitan bila ingin memahami proses pembentukan bayangan. Karena cermin bersifat memantulkan sinar, maka benda/object harus diletakkan di depan cermin agar dapat terbentuk bayangan/image. Proses pembentukan bayangan adalah sebagai berikut :

1. Garis sinar yang datang dari arah kiri (mendatar berwarna biru) melewati/mengenai titik (ujung atas benda), maka setelah sampai di permukaan cermin cembung garis sinar tersebut akan dipantulkan seolah-olah garis sinar pantul itu berasal dari titik fokus cermin (F)
2. Garis sinar yang datang dari arah kiri (menuju titik F berwarna hijau) melewati/mengenai titik (ujung atas benda), maka setelah sampai di permukaan cermin cembung garis sinar tersebut akan dipantulkan seolah-olah garis sinar pantul itu datang sejajar dengan sumbu utama cermin cembung (sumbu utama = garis yang melalui titik C dan F).
3. Garis sinar yang datang dari arah kiri (menuju titik C berwarna merah) melewati/mengenai titik (ujung atas benda), maka setelah sampai di permukaan cermin cembung garis sinar tersebut akan dipantulkan seolah-olah garis sinar pantul itu berasal dari titik pusat cermin (C).
4. Garis-garis sinar yang berada di belakang cermin (sebelah kanan cermin) dilukiskan sebagai garis putus-putus dimaksudkan untuk membedakan garis sinar dengan garis bayangan (bersifat maya).
5. Maya adalah sifat bayangan yang tidak dapat ditangkap oleh layar (walaupun dibelakang cermin tersebut sudah diletakkan layar untuk pembentukan bayangan).
6. Layar yang dimaksud di sini adalah layar layaknya layar bioskop atau layar proyektor OHP/LCD.
7. Dua garis putus-putus (no 1 dan 2) akan berpotongan di sebuah titik yang akan menjadi ujung bayangan/image dari benda/object.
8. Bayangan tersebut juga dapat ditentukan dari perpotongan tiga garis sinar sekaligus yaitu merah, hijau, dan biru (minimal 2 garis sinar).
9. Perlu diingat bahwa letak bayangan jangan selalu beranggapan seperti gambar tersebut, tetapi yang terpenting adalah tentukanlah di titik mana letak perpotongan dari minimal dua garis pantul (garis pantul/garis putus-putus dapat diperpanjang sampai dua garis pantul berpotongan).

Aberasi Kromatik

Aberasi kromatik (en:chromatic aberration, achromatism) adalah aberasi optik yang dilihat dari sudut pandang dengan penekanan pada sifat optik fisis cahaya. Walaupun pada sebuah kanta dengan bidang speris yang sempurna, setiap bahan kanta mempunyai indeks bias yang berbeda-beda bergantung pada panjang gelombang sinar cahaya yang merambat melaluinya dan menyebabkan sinar cahaya polikromatik tersebut terdispersi dan menyebabkan purple fringe/color fringe pada citra proyeksinya. Aberasi kromatik yang seperti ini dapat diminimalkan dengan kanta komposit doublet akromatik dengan bahan low dispersion glass untuk mengatasi aberasi longitudinal (panjang gelombang yang berbeda diproyeksikan ke titik api yang berbeda-beda pada sumbu optis) dan aberasi transversal/lateral (panjang gelombang yang berbeda diproyeksikan ke titik api yang berbeda pada bidang fokal).
Jenis aberasi kromatik yang lain adalah tampaknya aura berwarna putih kebiruan disekeliling citra obyek. Jika aberasi kromatik di atas terjadi karena dispersi yang disebabkan perbedaan indeks bias, aberasi ini terjadi karena dispersi yang disebabkan karena perbedaan fasa pada interferensi antara sinar backlight dan sinar difusinya yang terpantul dari antarmuka obyek

Aberasi monokromatik

Aberasi monokromatik (en:monochromatic aberration) sering juga disebut aberasi tingkat ketiga (en:third-order aberration) adalah aberasi yang terjadi walaupun sistem optik mempunyai kanta dengan bidang speris yang telah sempurna dan tidak terjadi dispersi cahaya.

Muka gelombang sinar yang datar, setelah melewati kanta akan berinterferensi dengan muka gelombang sinar di sekitarnya dan menjadi muka gelombang aberasi yang berbentuk speris.

A lens can be used to change the shape of wavefronts. Here, plane wavefronts become spherical after going through the lens.]] Aberasi defokus (en:defocus aberration) adalah aberasi yang disebabkan karena titik api (en:focal point, foci) tidak terletak pada titik fokus paraksial sperisnya, disebut juga titik santir Gauss (en:Gaussian image point). Defokus, disebut juga wavefront aberration, dimodelkan dengan kesalahan longitudinal gelombang cahaya yang terjadi karena pergeseran titik api ideal pada bidang fokal menuju titik api pengamatan pada sumbu optis, berikut beserta sperisnya (en:radius of curvature) masing-masing yang bersinggungan pada pusat optis kanta. Sinar yang tidak terfokus pada titik api ideal akan merambat menuju bidang fokal secara transversal dan membentuk lingkaran gamang yang kita kenal dengan istilah blur.
Aberasi defokus dapat dikurangi dengan membuat sinar insiden terkolimasi (en:collimated light) dan jarak hiperfokal. Cahaya kurang terkolimasi pada nilai bukaan kecil memperbesar interferensi longitudinal gelombang cahaya yang membias menuju ke titik api, interferensi tersebut akan menimbulkan gelombang cahaya resultan yang dapat jatuh di luar titik api.
Aberasi kurva medan (en:aberration of field curvature) adalah sebuah aberasi pada sistem optik yang mempunyai bidang fokal menyerupai lingkaran/kurva.

Aberasi optik

Aberasi optik (:optical aberration) adalah degradasi kinerja suatu sistem optik dari standar pendekatan paraksial optika geometris (en:paraxial optics). Degradasi yang terjadi dapat disebabkan sifat-sifat optik dari cahaya maupun dari sifat-sifat optik sistem kanta sebagai medium terakhir yang dilalui sinar sebelum mencapai mata pengamatnya.

  

Aberasi sferis

Aberasi speris (spherical aberration) adalah aberasi optik yang dilihat dari sudut pandang dengan titik berat geometri sistem optik (kanta, cermin dll). Penyimpangan paraksial yang terjadi lebih disebabkan karena faktor desain kanta yang tidak sempurna. Kanta tidak pernah memproyeksikan citra dengan sempurna, selalu terjadi distorsi atau aberasi pada tingkat tertentu oleh karena sifat fisis geometris kanta yang berakibat pada penurunan kualitas suatu citra karena sinar cahaya yang merambat melalui kanta tersebut tidak dapat diproyeksikan menuju ke titik api yang sama pada sumbu optis.

Koma

Koma negatif

Koma (en:comatic aberration) adalah aberasi yang terjadi saat citra suatu obyek terproyeksi keluar dari sumbu optis kanta. Cahaya yang merambat menuju kanta dari sudut insiden θ, dari diameter insiden yang mendekati diameter kanta, akan terproyeksi ke titik api yang berbeda dan membentuk citra yang disebut lingkaran komatik (en:comatic circle), yang menjauhi sumbu optis kanta disebut koma positif dan yang mendekati sumbu optis disebut koma negatif. Lingkaran komatik terbentuk karena perbedaan rasio pembesaran kanta terhadap panjang gelombang sinar yang merambat melaluinya.

Holografi

Holografi adalah teknik yang memungkinkan cahaya dari suatu benda yang tersebar direkam dan kemudian direkonstruksi sehingga objek seolah-olah berada pada posisi yang relatif sama dengan media rekaman yang direkam. Gambar berubah sesuai dengan posisi dan orientasi dari perubahan sistem pandangan dalam cara yang sama seperti saat objek itu masih ada, sehingga gambar yang direkam akan muncul secara tiga dimensi (3D) yang biasa disebut dengan hologram. Teknologi perekaman citra tiga dimensi ini menggunakan sinar murni (seperti laser). Setelah pemprosesan, akan terlihat penampakan benda yang berbeda-beda dari berbagai sudut. Hologram tradisional, pembuatannya menggunakan proses kimia yang rumit. Pada hologram modern, penampakan dapat dilihat pada pencahayaan yang biasa. Serta dapat pula menunjukkan citra tiga dimensi benda besar yang bergerak dengan pewarnaan yang lengkap.

Hologram adalah produk dari teknologi holografi. Hologram terbentuk dari perpaduan dua sinar cahaya yang koheren dan dalam bentuk mikroskopik. Hologram bertindak sebagai gudang informasi optik. Informasi-informasi optik itu kemudian akan membentuk suatu gambar, pemandangan, atau adegan.
Hologram merupakan jelmaan dari gudang informasi (information storage) yang mutakhir. Kelebihan hologram ialah ia mampu menyimpan informasi, yang di dalamnya memuat objek-objek 3 dimensi (3D). Tidak hanya objek-objek yang biasa terdapat di foto atau gambar pada umumnya. Hal itu disebabkan prinsip kerja hologram tidak sesederhana lensa fotografi. Hologram menggunakan prinsip-prinsip difraksi dan interferensi, yang merupakan bagian dari fenomena gelombang

Karakteristik hologram

Hologram, memiliki karakteristik yang unik. Beberapa diantaranya yaitu:

• Cahaya, yang sampai ke mata pengamat, yang berasal dari gambar yang direkonstruksi dari sebuah hologram adalah sama dengan yang apabila berasal dari objek aslinya. Seseorang, dalam melihat gambar hologram, dapat melihat kedalaman, paralaks, dan berbagai perspektif berbeda seperti yang ada pada skema pemandangan yang sebenarnya.
• Hologram dari suatu objek yang tersebar dapat direkonstruksi dari bagian kecil hologram. jika sebuah hologram pecah berkeping-keping, masing-masing bagian dapat digunakan untuk mereproduksi lagi keseluruhan gambar. Walau bagaimanapun, penyusutan dari ukuran hologram, dapat menyebabkan penurunan perspektif dari gambar, resolusi, dan tingkat kecerahan dari gambar.
• Dari sebuah hologram dapat direkonstruksi dua jenis gambar, biasanya gambar nyata (pseudoscopic) dan gambar maya (orthoscopic)
• Sebuah hologram tabung dapat memberikan pandangan 360 derajat dari objek
• Lebih dari satu gambar independen yang dapat disimpan dalam satu pelat fotografi yang sama yang dapat dilihat dari satu per satu dalam satu kesempatan.

 

PENERAPAN INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Pada induksi elektromagnetik terjadi perubahan bentuk energi gerak menjadi energi listrik. Induksi elektromagnetik digunakan pada pembangkit energi listrik. Pembangkit energi listrik yang menerapkan induksi elektromagnetik adalah generator dan dinamo. Di dalam generator dan dinamo terdapat kumparan dan magnet. Kumparan  atau  magnet  yang  berputar  menyebabkan  terjadinya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet dalam kumparan. Perubahan  tersebut  menyebabkan  terjadinya  GGL  induksi  pada kumparan.  Energi  mekanik  yang  diberikan  generator  dan  dinamo diubah ke dalam bentuk energi gerak rotasi. Hal  itu menyebabkan GGL  induksi  dihasilkan  secara  terus-menerus  dengan  pola  yang berulang secara periodik

1.   Generator Generator dibedakan menjadi dua, yaitu generator arus searah (DC) dan generator arus bolak-balik (AC). Baik generator AC dan generator  DC  memutar  kumparan  di  dalam  medan  magnet  tetap. Generator AC sering disebut alternator. Arus listrik yang dihasilkan berupa  arus  bolak-balik.  Ciri  generator  AC  menggunakan  cincin ganda. Generator arus DC, arus yang dihasilkan berupa arus searah. Ciri  generator  DC  menggunakan  cincin  belah  (komutator).  Jadi, generator  AC  dapat  diubah  menjadi  generator  DC  dengan  cara mengganti cincin ganda dengan sebuah komutator. Sebuah  generator  AC  kumparan  berputar   di  antara  kutub- kutub  yang  tak  sejenis  dari  dua  magnet  yang  saling  berhadapan. Kedua  kutub  magnet  akan  menimbulkan  medan  magnet.  Kedua ujung  kumparan  dihubungkan  dengan  sikat  karbon  yang  terdapat pada  setiap  cincin.  Kumparan  merupakan  bagian  generator  yang berputar  (bergerak) disebut  rotor. Magnet  tetap merupakan bagian generator   yang   tidak   bergerak   disebut   stator.   Bagaimanakah generator bekerja? Ketika kumparan sejajar dengan arah medan magnet (membentuk  sudut  0 derajat),  belum  terjadi  arus  listrik  dan  tidak  terjadi GGL induksi  (perhatikan  Gambar  12.2).  Pada  saat  kumparan  berputar perlahan-lahan,  arus  dan  GGL  beranjak  naik  sampai  kumparan membentuk sudut 90 derajat. Saat itu posisi kumparan tegak lurus dengan arah medan magnet. Pada kedudukan ini kuat arus dan GGL induksi menunjukkan nilai maksimum. Selanjutnya, putaran kumparan terus berputar, arus dan GGL makin berkurang. Ketika kumparan mem bentuk sudut 180 derajat kedudukan kumparan sejajar dengan arah medan magnet, maka GGL induksi dan arus induksi menjadi nol.

Putaran kumparan berikutnya arus dan tegangan mulai naik lagi  dengan  arah  yang  berlawanan.  Pada  saat  membentuk  sudut 270 derajat, terjadi lagi kumparan berarus tegak lurus dengan arah medan magnet. Pada kedudukan kuat arus dan GGL induksi menunjukkan nilai  maksimum  lagi,  namun  arahnya  berbeda.  Putaran  kumparan selanjutnya,  arus  dan  tegangan  turun  perlahanlahan  hingga  mencapai  nol  dan  kumparan  kembali  ke  posisi  semula  hingga  memb entuk sudut 360 derajat.

2. Dinamo Dinamo dibedakan menjadi dua yaitu, dinamo arus searah (DC) dan dinamo arus bolak-balik (AC). Prinsip kerja dinamo sama dengan generator yaitu memutar kumparan di dalam medan magnet atau memutar magnet di dalam kumparan. Bagian dinamo yang berputar disebut rotor. Bagian dinamo yang tidak bergerak disebut stator. Perbedaan antara dinamo DC dengan dinamo AC terletak pada cincin yang digunakan. Pada dinamo arus searah menggunakan satu cincin yang dibelah menjadi dua yang disebut cincin belah (komutator). Cincin ini memungkinkan arus listrik yang dihasilkan pada rangkaian luar Dinamo berupa arus searah walaupun di dalam dinamo sendiri menghasilkan arus bolak-balik. Adapun, pada dinamo arus bolak-balik menggunakan cincin ganda (dua cincin). Alat pembangkit listrik arus bolak balik yang paling sederhana adalah dinamo sepeda. Tenaga yang digunakan untuk memutar rotor adalah roda sepeda. Jika roda berputar, kumparan atau magnet ikut berputar. Akibatnya, timbul GGL induksi pada ujung-ujung kumparan dan arus listrik mengalir. Makin cepat gerakan roda sepeda, makin cepat magnet atau kumparan berputar. Makin besar pula GGL induksi  dan arus listrik yang dihasilkan. Jika dihubungkan dengan lampu, nyala lampu makin terang. GGL induksi pada dinamo dapat diperbesar dengan cara putaran roda dipercepat, menggunakan magnet yang kuat (besar), jumlah lilitan diperbanyak, dan menggunakan inti besi lunak di dalam kumparan.

C.   TRANSFORMATOR

Di rumah mungkin kamu pernah dihadapkan persoalan tegangan listrik, ketika kamu akan menghidupkan radio yang memerlukan tegangan 6 V atau 12 V. Padahal tegangan listrik yang disediakan PLN 220 V. Bahkan generator pembangkit listrik menghasilkan tegangan listrik yang sangat tinggi mencapai hingga puluhan ribu volt. Kenyataannya sampai di rumah tegangan listrik tinggal 220 V. Bagaimanakah cara mengubah tegangan listrik? Alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC disebut transformator (trafo). Trafo memiliki dua terminal, yaitu terminal input dan terminal output. Terminal input terdapat pada kumparan primer. Terminal output terdapat pada kumparan sekunder. Tegangan listrik yang akan diubah dihubungkan dengan terminal input. Adapun, hasil pengubahan tegangan diperoleh pada terminal output. Prinsip kerja transformator menerapkan peristiwa induksi elektromagnetik. Jika pada kumparan primer dialiri arus AC, inti besi yang dililiti kumparan akan menjadi magnet (elektromagnet). Karena arus AC, pada elektromagnet selalu terjadi perubahan garis gaya magnet. Perubahan garis gaya tersebut akan bergeser ke kumparan sekunder. Dengan demikian, pada kumparan sekunder juga terjadi perubahan garis gaya magnet. Hal itulah yang menimbulkan GGL induksi pada kumparan sekunder. Adapun, arus induksi yang dihasilkan adalah arus AC yang besarnya sesuai dengan jumlah lilitan sekunder. Bagian utama transformator ada tiga, yaitu inti besi yang berlapis-lapis, kumparan primer, dan kumparan sekunder. Kumparan primer yang dihubungkan dengan PLN sebagai tegangan masukan (input) yang akan dinaikkan atau diturunkan. Kumparan sekunder dihubungkan dengan beban sebagai tegangan keluaran (output).

1. Macam-Macam Transformator

Apabila tegangan terminal output lebih besar daripada tegangan yang diubah, trafo yang digunakan berfungsi sebagai penaik tegangan. Sebaliknya apabila tegangan terminal output lebih kecil daripada tegangan yang diubah, trafo yang digunakan berfungsi sebagai penurun tegangan.  Dengan demikian, transformator (trafo) dibedakan menjadi dua, yaitu trafo step up dan trafo step down.
Trafo  step up adalah transformator yang berfungsi untuk menaikkan tegangan AC. Trafo ini memiliki ciri-ciri:
a. jumlah lilitan primer lebih sedikit daripada jumlah lilitan sekunder,
b. tegangan primer lebih kecil daripada tegangan sekunder,
c. kuat arus primer lebih besar daripada kuat arus sekunder.
Trafo step down adalah transformator yang berfungsi untuk menurunkan  tegangan AC. Trafo ini memiliki ciri-ciri:
a. jumlah lilitan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder,

b. tegangan primer lebih besar daripada tegangan sekunder,
c. kuat arus primer lebih kecil daripada kuat arus sekunder.

2. Transformator Ideal

Besar tegangan dan kuat arus pada trafo bergantung banyaknya lilitan. Besar tegangan sebanding dengan jumlah lilitan. Makin banyak jumlah lilitan tegangan yang dihasilkan makin besar. Hal ini berlaku untuk lilitan primer dan sekunder. Hubungan antara jumlah lilitan primer dan sekunder dengan tegangan primer dan tegangan sekunder dirumuskan Trafo dikatakan ideal jika tidak ada energi yang hilang menjadi kalor, yaitu ketika jumlah energi yang masuk pada kumparan primer sama dengan jumlah energi yang keluar pada kumparan sekunder. Hubungan antara tegangan dengan kuat arus  pada kumparan primer dan sekunder dirumuskan Jika kedua ruas dibagi dengan t, diperoleh rumus Dalam hal ini faktor (V  ×  I) adalah daya (P) transformator.
Berdasarkan rumus-rumus di atas, hubungan antara jumlah lilitan primer dan sekunder dengan kuat arus primer dan sekunder dapat dirumuskan sebagai Dengan demikian untuk transformator ideal akan berlaku persamaan berikut. Dengan:
Vp = tegangan primer (tegangan input = Vi ) dengan satuan volt (V)
Vs = tegangan sekunder (tegangan output = Vo) dengan satuan volt (V)
Np = jumlah lilitan  primer
Ns = jumlah lilitan sekunder
Ip = kuat arus primer (kuat arus input = Ii) dengan satuan ampere (A)
Is = kuat arus sekunder (kuat arus output = Io) dengan satuan ampere (A)

GGL Induksi...

Penyebab Terjadinya GGL Induksi

Ketika  kutub  utara  magnet  batang  digerakkan  masuk  ke dalam kumparan,  jumlah garis gaya-gaya magnet yang  terdapat di dalam kumparan bertambah banyak. Bertambahnya   jumlah garis- garis   gaya   ini   menimbulkan   GGL   induksi   pada   ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir  menggerakkan  jarum  galvanometer.  Arah  arus  induksi dapat  ditentukan  dengan  cara  memerhatikan  arah  medan  magnet yang  ditimbulkannya. Pada  saat magnet masuk,  garis  gaya  dalam kumparan bertambah. Akibatnya medan magnet hasil arus  induksi bersifat mengurangi garis gaya  itu. Dengan demikian, ujung kumparan itu merupakan kutub utara sehingga arah arus induksi seperti yang  ditunjukkan Gambar  12.1.a  (ingat  kembali  cara menentukan kutub-kutub solenoida).

Ketika  kutub  utara  magnet  batang  digerakkan  keluar  dari dalam kumparan,  jumlah garis-garis gaya magnet yang  terdapat di dalam kumparan berkurang. Berkurangnya jumlah garis-garis gaya ini  juga  menimbulkan  GGL  induksi  pada  ujung-ujung  kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir dan menggerakkan jarum galvanometer. Sama halnya ketika magnet batang  masuk  ke  kumparan.  pada  saat  magnet  keluar  garis  gaya dalam  kumparan  berkurang.  Akibatnya  medan  magnet  hasil  arus induksi bersifat menambah garis gaya itu. Dengan demikian, ujung, kumparan itu merupakan kutub selatan, sehingga arah arus induksi seperti yang ditunjukkan Gambar 12.1.b. Ketika kutub utara magnet batang diam di dalam kumparan, jumlah  garis-garis  gaya  magnet  di  dalam  kumparan  tidak  terjadi perubahan (tetap). Karena jumlah garis-garis gaya tetap, maka pada ujung-ujung kumparan tidak terjadi GGL induksi. Akibatnya, tidak terjadi arus listrik dan jarum galvanometer tidak bergerak. Jadi, GGL induksi dapat terjadi pada kedua ujung kumparan jika di dalam kumparan  terjadi perubahan  jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik). GGL yang timbul akibat adanya perubahan jumlah  garis-garis  gaya  magnet  dalam  kumparan  disebut  GGL induksi.  Arus  listrik  yang  ditimbulkan  GGL  induksi  disebut  arus induksi. Peristiwa  timbulnya GGL  induksi dan arus  induksi akibat adanya perubahan  jumlah garis-garis gaya magnet disebut  induksi elektromagnetik.

Faktor yang Memengaruhi Besar GGL Induksi

Sebenarnya besar kecil GGL induksi dapat dilihat pada besar kecilnya   penyimpangan   sudut   jarum   galvanometer.   Jika   sudut penyimpangan jarum galvanometer besar, GGL induksi dan arus induksi yang dihasilkan besar. Bagaimanakah cara memperbesar GGL induksi? Ada  tiga  faktor yang memengaruhi GGL induksi, yaitu : a.   kecepatan  gerakan  magnet  atau  kecepatan  perubahan  jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik), b.   jumlah lilitan, c.   medan magnet

Induksi Elektromagnetik

Haiiii...ketemu lagi science lover,.....

artikel ini aku posting buat memudahkan temen2 yang akan praktikum Listrik dan Magnet...

pertama tentang Induksi elektromagnetik...

begini sejarahnya,,,,,

Michael Faraday (1791-1867), seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris, membuat hipotesis (dugaan) bahwa medan magnet seharusnya dapat menimbulkan arus listrik. Untuk membuktikan kebenaran hipotesis Faraday.
Berdasarkan percobaan, ditunjukkan bahwa gerakan magnet di dalam kumparan menyebabkan jarum galvanometer menyimpang. Jika kutub utara magnet digerakkan mendekati kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kanan. Jika magnet diam dalam kumparan, jarum galvanometer tidak menyimpang. Jika kutub utara magnet digerakkan menjauhi kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kiri. Penyimpangan jarum galvanometer tersebut menunjukkan bahwa pada kedua ujung kumparan terdapat arus listrik. Peristiwa timbulnya arus listrik seperti itulah yang disebut induksi elektromagnetik. Adapun beda potensial yang timbul pada ujung kumparan disebut gaya gerak listrik (GGL) induksi.
Terjadinya GGL induksi dapat dijelaskan seperti berikut. Jika kutub utara magnet didekatkan ke kumparan. Jumlah garis gaya yang masuk kumparan makin banyak. Perubahan jumlah garis gaya itulah yang menyebabkan terjadinya penyimpangan jarum galvanometer. Hal yang sama juga akan terjadi jika magnet digerakkan keluar dari kumparan. Akan tetapi, arah simpangan jarum galvanometer berlawanan dengan penyimpangan semula. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa penyebab timbulnya GGL induksi adalah perubahan garis gaya magnet yang dilingkupi oleh kumparan.
Menurut Faraday, besar GGL induksi pada kedua ujung kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi kumparan. Artinya, makin cepat terjadinya perubahan fluks magnetik, makin besar GGL induksi yang timbul. Adapun yang dimaksud fluks nmgnetik adalah banyaknya garis gaya magnet yang menembus suatu bidang.