jadikanlah kekuranganmu menjadi sebuah kelebihan. Diberdayakan oleh Blogger.
RSS

PENGERTIAN OPTIK



Optik adalah cabang fisika yang menggambarkan perilaku dan sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi. Optik dijelaskan dan ditandai dengan fenomena optik. Kata berasal dari ὀπτική optik Latin, yang berarti tampilan.

Bidang optik biasanya menggambarkan sifat cahaya tampak, sinar inframerah dan ultraviolet, tetapi sebagai cahaya adalah gelombang elektromagnetik, fenomena yang sama juga terjadi dalam bentuk sinar-X, gelombang mikro, gelombang radio, dan lainnya gejala radiasi elektromagnetikdan mirip maupun

pada balok muatan partikel (balok dibebankan). Optik secara umum dapat dianggap sebagai bagian darikeelektromagnetan. Beberapa gejala optis bergantung pada sifat kuantum cahaya yang terkait dengan beberapa bidang optik kuantum hinggamekanika. Dalam prakteknya, sebagian besar fenomena optik dapat dihitung dengan menggunakan sifat daricahaya elektromagnetik, seperti yang dijelaskan oleh persamaan Maxwell.
Bidang optik memiliki identitas, masyarakat, dan konferensi. Aspek lapangan sering disebut ilmu optik atau fisika optik. Ilmu optik terapan sering disebut rekayasa optik. Aplikasi dari rekayasa optik yang terkait khusus dengan sistem iluminasi (iluminasi) disebut rekayasa pencahayaan. Setiap disiplin cenderung sedikit berbeda dalam aplikasi, keterampilan teknis, fokus, dan afiliasi profesionalnya. Inovasi lebih baru dalam rekayasa optik sering dikategorikan sebagai fotonika atau Optoelektronik. Batas-batas antara bidang ini dan "optik" yang tidak jelas, dan istilah yang digunakan berbeda di berbagai belahan dunia dan dalam berbagai bidang industri.
Karena aplikasi yang luas dari ilmu "cahaya" untuk aplikasi dunia nyata, ilmu optik dan rekayasa optik cenderung sangat interdisipliner. Ilmu optik merupakan bagian dari berbagai disiplin terkait termasuk elektro, fisika, psikologi, kedokteran (khususnya optalmologidan optometri), dan lain-lain. Selain itu, perilaku optik yang paling lengkap, seperti dijelaskan dalam fisika, tidak selalu rumit untuk kebanyakan masalah, jadi model sederhana dapat digunakan. Model sederhana ini cukup untuk menjelaskan sebagian besar perilaku fenomena optik dan mengabaikan relevan dan / atau tidak terdeteksi pada suatu sistem.
Dalam ruang bebas dengan kecepatan gelombang bepergian c = 3 × 10 ^ 8 meter / detik. Ketika memasuki medium tertentu (dielectric atau nonconducting) gelombang dengan kecepatan v, yang merupakan karakteristik dari bahan dan kurang dari cahaya besarnyakecepatan sendiri (c). Perbandingan kecepatan cahaya dalam ruang hampa dengan kecepatan cahaya dalam medium adalah indeks bias bahan n sebagai berikut: n = c / v


MACAM ALAT OPTIK

Alat optik adalah alat yang berupa benda bening yang digunakan untuk menghasilkan bayangan melalui pemantulan atau pembiasan cahaya. Ada banyak macam alat optik, di antaranya seperti mata, karmera, lup, mikroskop, dan teleskop.

Mata adalah alat optik yang digunakan untuk melihat yang dimiliki oleh manusia dan hewan. Mata adalah Satu-satunya alat optik yang canggih dan bukan buatan manusia. Sifat bayangan pada mata adalah nyata, terbalik, dan dapat diperkecil. Mata memiliki bagian-bagian yang sifat dan fungsinya berbeda-beda. Berikut ini  adalah bagian-bagian mata.

1.    Kornea
a.    Bersifat tembus pandang (bening).
b.    Selalu dibasahi air mata yang dihasilkan oleh kelenjar air mata.
c.    Berfungsi untuk melindungi lensa mata.

2.    Iris (selaput pelangi)
a.    Iris disebut dengan selaput pelangi mengapa…??? karena tiap manusia dari ras yang berbeda memiliki warna iris yang berbeda pula. Ada orang yang memiliki iris berwarna hitam, cokelat, biru, dan hijau.
b.    Berfungsi untuk memberi warna mata.

3.    Pupil
a.    Pupil adalah celah lingkaran yang terdapat di tengah-tengah iris.
b.    Pupil berfungsi sebagai shutter, pa ya shutter itu..???, shutter itu yakni tempat jalan masuk cahaya ke dalam rongga mata.
c.    Pupil dapat melebar dan dapat juga menyempit. Melebar dan menyempitnya
pupil tergantung pada intensitas cahaya yang masuk ke mata.
d.    Pupil menyempit ketika cahaya terang dan membesar ketika cahaya redup.

4.    Lensa mata
a.    Lensa mata merupakan lensa cembung. Bedanya, kalau lensa mata bersifat lentur sehingga dapat berubah menebal atau menipis. Kemampuan menebal dan menipisnya lensa mata disebut dengan daya akomodasi.
b.    Lensa mata dapat menebal atau menipis karena adanya otot akomodasi
mata.
c.    Lensa mata berfungsi untuk memfokuskan bayangan supaya jatuh di retina
(bintik kuning).

5.    Retina
a.    Retina mata fungsinya sebagai tempat jatuhnya bayangan hasil proyeksi lensa
mata.
b.    Retina terdiri atas bintik kuning yang peka terhadap cahaya karena mengandung jutaan sel saraf dan bintik buta yang tidak peka terhadap cahaya.

6.    Sel saraf
a.    Sel saraf berfungsi menangkap sinyal visual dan mengirimkannya ke saraf
pusat penglihatan di otak.
b.    Ada dua macam sel saraf pada mata, yaitu sel batang dan selkerucut.

Dalam mekanisme pembentukan bayangan pada mata, dikenal adanya titik dekat dan titik jauh mata.
1.    Titik dekat {Punctum Proximum/PP)
Titik dekat adalah jarak terdekat yang masih dapat dilihat jelas oleh mata dengan berakomodasi maksimum. Untuk mata normal (emetrop), nilai titik dekat mata/ PP = 25 cm.

2.    Titik jauh (Punctum Remotum/PR)
Titik jauh adalah jarak terjauh yang dapat dilihat jelas oleh mata tanpa berakomodasi. Untuk mata normal (emetrop), nilai titik jauh mata/PR = °° (tak terhingga).

Dalam perkembangannya, banyak manusia yang mengalami gangguan penglihatan.
Gangguan penglihatan itu sering disebut juga sebagai cacat mata. Beberapa macam contoh dari cacat mata adalah:
1.  Miopi (rabun jauh/mata dekat)
Penderita miopi memiliki mata yang tidak dapat melihat benda jauh dengan jelas karena daya akomodasinya terlalu lemah. Pada penderita miopi, bayangan benda jatuh di depan retina. Cacat mata miopi dapat dibantu dengan cara menggunakan kacamata lensa positif (cembung).

2.  Hipermetropi (rabun dekat/mata jauh)
Penderita hipermetropi memiliki mata yang tidak dapat melihat benda-benda pada jarak dekat. Karena daya akomodasi yang lemah, bayangan benda jatuh di belakang retina. Cacat mata hipermetropi dapat dibantu dengan menggunakan kacamata lensa negatif (cekung).

3.    Presbiopi (mata tua)
Presbiopi adalah cacat mata yang timbul akibat daya akomodasi mata berkurang mengapa demikian..??? karena faktor pertambahan usia sehingga letak titik dekat dan titik jauh mata bergeser. Penderita presbiopi dapat dibantu dengan menggunakan kacamata berlensa rangkap (lensa positif dan negatif sekaligus).

4.    Astigmatisma
Astigmatisma adalah cacat mata yang disebabkan karena kornea mata tidak berbentuk sferis (irisan bola), melainkan melengkung pada satu bidang dari bidang yang lain (berbentuk silinder). Penderita astigmatisma dapat dibantu dengan menggunakan kacamata berlensa silindris.

Kamera adalah alat optik yang memiliki mekanisme mirip dengan mekanisme kerja mata. Kamera memiliki bagian-bagian sebagai berikut.
1.    Film
2.    Lensa kamera (lensa cembung)
3.    Diafragma
4.    Pengatur fokus
5.    Pengatur kecepatan pembukaan dan penutupan layar.
Sifat bayangan kamera adalah nyata, terbalik, dan diperkecil.

Lup adalah alat optik yang terdiri dari sebuah lensa cembung (lensa positif). Lup berfungsi untuk dapat memperbesar benda-benda kecil yang masih dapat dilihat dengan mata telanjang. Sifat bayangan yang dihasilkan lup adalah maya, tegak, dan diperbesar.

Mikroskop adalah alat optik yang terdiri atas dua lensa cembung (lensa positif), yakni sebagai lensa objektif dan lensa okuler. Mikroskop ini berfungsi untuk melihat benda-benda renik yang tak dapat dilihat langsung dengan mata telanjang, seperti bakteri, mikroba, virus, serta sel-sel tumbuhan, hewan, dan manusia. Bagian-bagian mikroskop terdiri atas:
1.    Lensa objektif, yakni lensa yang dekat dengan objek yang diamati.
2.    Lensa okuler, yakni lensa yang dekat dengan mata pengamat.

Teropong adalah alat optik yang berfungsi untuk melihat benda-benda yang sangat jauh sehingga tampak lebih dekat dan jelas. Ada dua jenis teropong sebagai berikut.
1.    Teropong bias, yakni teropong yang menggunakan lensa objektif untuk membiaskan cahaya. Contohnya seperti teropong bintang, teropong Bumi, teropong panggung, dan teropong prisma (binokular).
2.    Teropong pantul, yakni teropong yang menggunakan cermin cekung besar sebagai objektif untuk memantulkan cahaya. Contohny seperti teropong pantul astronomi.


sumber : klikbelajar.com

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Mengapa Langit Berwarana Biru?


Mengapa langit berwarna biru? Sebagian kita mungkin menjawab, “sudah takdir…” Jawaban ini tidak salah, tapi apa tidak lebih baik kita juga meraba bagaimana takdir tersebut terjadi? Dalam banyak ayat, Allah menantang manusia untuk menggunakan pikiran agar dapat mengagumi ayat-ayat (tanda-tanda) kekuasaan-Nya. Afala ta’kiluun? Apakah kalian tidak menggunakan akalnya (untuk mencerna tanda-tanda kekuasaan-Ku?)

Kali ini kita akan mencoba mengkaji persoalan ini secara ilmiah. Mengapa langit berwarna biru? Apa dalang dari fenomena ini? Yap…untuk menjawab pertanyaan ini paling tidak kita perlu mengkaji dua hal, yakni tentang atmosfer dan karakter cahaya. Hal ini mengingat fenomena langit berwarna biru melibatkan kedua komponen tersebut. Cahaya yang datang dari matahari akan mengalami hamburan ketika melewati partikel yang mengisi atmosfer. Tanpa atmosfer, maka langit kita akan gelap sepanjang hari. Hal ini karena tidak ada molekul yang dapat menghamburkan cahaya ke berbagai arah. Dalam keadaan semacam itu, bintang dapat dilihat di siang hari dan cahaya matahari dapat dilihat hanya jika kita melihatnya secara langsung. Keadaan ini persis sama dengan keadaan dari berbagai planet lain di tata surya matahari yang tidak memiliki atmosfer.
ATMOSFER
Atmosfer merupakan percampuran dari berbagai gas dan molekul yang melingkupi permukaan bumi. Komponen utamanya adalah gas nitrogen (78%) dan oksigen (21%). Selebihnya, atmosfer terisi oleh gas argon, air (baik dalam bentuk uap air maupun kristal es), dan berbagai partikel padat seperti debu, partikel-partikel sisa pembakaran (polutan), dan juga garam (terutama untuk daerah di atas permukaan laut).
Komposisi atmosfer bervariasi tergantung lokasinya.  Pada daerah permukaan laut, atmosfer banyak mengandung air dan garam. Pada daerah industri, atmosfer akan banyak diisi berbagai partikel sisa pembakaran. Kerapatan atmosfer juga bervariasi menurut ketinggiannya. Daerah dasar atmosfer memiliki tingkat kerapatan yang paling tinggi. Nilainya akan terus menurun dengan pertambahan ketinggian atmosfer.
CAHAYA
Cahaya merupakan energi yang diradiasikan melalui suatu gelombang. Gelombang yang dimaksud adalah gelombang elektromagnetik (gelombang em). Dinamakan seperti itu karena gelombang tersebut dibangun oleh getaran medan listrik dan medan magnet secara serentak secara saling tegak lurus. Arah perjalanan gelombang untuk masing-masing medan dapat ditunjukan pada Gambar 1.
Gambar 1. Konfigurasi Gelombang EM (diambil dari http://www.monos.leidenuniv.nl)
Cahaya tampak yang terdiri dari merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu hanyalah sebagian kecil dari radiasi gelombang em. Masing-masing warna memiliki panjang gelombang dan frekuensi yang khas. Artinya, warna suatu cahaya tergantung pada nilai panjang gelombang dan frekuensinya. Panjang gelombang dan frekuensi memiliki nilai yang berkebalikan, warna dengan frekuensi tinggi berarti memiliki panjang gelombang yang pendek. Semakin tinggi frekuensi, semakin besar energinya. Berdasarkan Gambar 2, warna merah memiliki panjang gelombang yang paling panjang (700 nm), artinya ia memiliki frekuensi yang paling rendah dan dengan demikian energinya juga paling rendah jika dibandingkan dengan cahaya tampak yang lain.
Gambar 2. Tabel Radiasi Gelombang em (Diambil dari http://cache.eb.com/eb/image)
Jika matahari meradiasikan seluruh panjang gelombang cahaya tampak (Mejikuhibiniu), mengapa yang kita lihat matahari berwarna putih? Yap..cahaya putih yang kita lihat tersebut sebenarnya tersusun dari keseluruhan cahaya tampak yang ada. Artinya, jika seluruh warna pada cahaya tampak bergabung menjadi satu, maka yang terlihat adalah warna putih. Kita dapat memecah warna ini dengan cara melewatkannya di suatu prisma kaca. Percobaan ini pertama kali dilakukan oleh newton, ia melewatkan cahaya putih pada suatu prisma, ternyata pada ujung perjalanannya cahaya putih telah berubah menjadi susunan warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu. Peristiwa ini dikenal sebagai dispersi cahaya.
Gambar 3. Dispersi Cahaya (diambil dari http://upload.wikimedia.org/wikipedia)
HAMBURAN CAHAYA
Ketika cahaya putih (yang di dalamnya terkandung mejikuhibiniu) diradiasikan dari matahari dan melewati atmosfer, maka cahaya putih tersebut akan mengalami beberapa peristiwa. Pertama, cahaya tersebut akan diserap oleh berbagai molekul yang mendiami atmosfer. Kedua, setelah diserap cahaya tersebut akan dilepaskan kembali ke atmosfer. Peristiwa inilah yang kita sebut sebagai hamburan cahaya. Pada peristiwa penyerapan bisa dibilang tidak ada sesuatu yang menarik. Namun pada saat cahaya dilepas dari molekul, muncul suatu fenomena yang menarik untuk dianalisis. Ternyata cahaya dengan energi yang besar (frekuensi besar) akan diradiasikan lebih banyak daripada cahaya dengan energi rendah (frekuensi rendah). Melalui analisis yang detail diperoleh hubungan bahwa jumlah energi yang diradiasikan pada peristiwa hamburan adalah sebanding dengan pangkat empat frekuensinya. Sehingga jika diketahui panjang gelombang ungu adalah 400 nm dan merah adalah 700 nm, maka perbandingan pangkat empat frekuensi kedua cahaya (Ungu : Merah) dapat dihitung sebesar (700 nm/400 nm)^4 dan diperoleh 9,4. Artinya cahaya ungu diradiasikan 9 kali lebih banyak daripada cahaya merah. Itulah sebabnya pada siang hari kita tidak melihat langit berwarna merah, melainkan biru. Tapi mengapa biru? Bukankah ungu memiliki frekuensi yang lebih tinggi dan oleh karenanya semestinya paling banyak diradiasikan? Mengapa langit tidak berwarna ungu?
Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu melibatkan ilmu tentang mata sebagai alat indra yang digunakan untuk melihat. Di dalam retina mata terdapat tiga reseptor warna, yakni reseptor merah, biru, dan hijau. Masing-masing reseptor sensitif untuk masing-masing warna. Sehingga ketika ada beberapa warna mesuk ke retina secara bersamaan, maka masing-masing warna akan ditangkap oleh reseptor yang sesuai.
Nah..pada peristiwa hamburan cahaya, berdasarkan nilai frekuensinya maka warna biru dan ungu adalah warna yang paling banyak dihamburkan. Namun langit tampak berwarna biru karena di dalam retina terdapat sel reseptor biru yang lebih sensitif untuk menangkap warna biru ketimbang ungu. Akibatnya, kesan warna yang paling dominan untuk dilihat adalah biru. Demikianlah mengapa langit berwarna biru. Semoga bermanfaat…

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Mekanika benda langit

Mekanika Benda Langit

ptolmai2Orang di zaman yunani telah mampu membedakan antara planet dengan bintang dengan mengamati pola gerakannya. Jika bintang beredar secara “sederhana” mengitarai bumi dari timur ke barat, maka  ada benda langit yang bergerak seolah seperti “pengembara”, yakni bergerak dengan pola yang agak rumit: dari timur ke barat ke timur lalu ke barat lagi. Benda yang bergerak dengan pola yang rumit semacam ini disebut sebagai planet (sang pengembara). Belakangan diketahui pola gerak yang rumit semacam itu karena ada gerak retrogade planet (sudah di pelajari pada materi tata surya).
geocentric_cosmologySebelum era kopernikus, orang masih menganggap bahwa bumi merupakan pusat alam semesta. Bulan, Planet, matahari dan bintang semuanya bergerak mengelilingi Bumi. Untuk menjelaskan gerakan planet yang rumit, mereka beranggapan bahwa sambil mengitarai bumi, para planet beredar mengelilingi suatu titik membentuk orbit lingkaran. Jadi, Planet memiliki dua gerak: 1) gerakan melingkar mengelilingi suatu titik, dan pada saat bersamaan 2) Planet bergerak mengitari bumi. Sehingga terkadang planet tampak mundur. Agaknya penjelasan ini cukup memuskan.
Namun observasi kepler memberikan jawaban lain yang lebih memuaskan tentang berbagai fenomena gerak benda langit. Dengan ketiga hukumnya yang terkenal: kepler mencoba merubah cara pandang orang tentang fenomena gerak benda-benda langit. Namun, Kepler walaubagaimanapun belum mampu menunjukan bukti matematis dari masing-masing hukum yang ia kemukakan. Baru pada waktu-waktu berikutnya, Newton mampu memberikan penjelasan matematis atas setiap hukum kepler.
Bagaiaman Newton menurunkan persamaan matematis untuk menjelaskan hukum kepler? Bagaimana hasil observasi dibuktikan secara matematis? Ikuti perjalanannya dengan mengunduh file berikut, semoga bermanfaat: Klik Di sini untuk mengunduh materi.
Kepada para mahasiswa, silakan KLIK DI SINI untuk mengunduh soal-soal latihan Mekanika Benda Langit.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Langit Tampak Jingga Ketika Sore, Kenapa?

Langit Tampak Jingga Ketika Sore, Kenapa?

Jika sore telah tiba dan kebetulan hari cukup cerah, tidak ada salahnya kalau kita mengarahkan pandangan ke ufuk barat. Sebuah pemandangan indah sedang dipertontonkan Allah untuk setiap hamba-Nya, yakni langit yang berwarna jingga kemerah-merahan. Sungguh sebuah pemandangan yang menakjubkan dan kerap kali membuat kita semakin menyadari betapa luar biasa sang pencipta. Dialah yang menciptakan langit dan bumi, siang dan malam dengan segala keindahan dan keistimewaan yang menyertainya. Namun pernahkah kita bertanya, apakah ada penjelasan ilmiah mengapa langit berwarna jingga ketika sore hari?
Setelah pada bagian sebelumnya kita mengkaji mengapa langit berwarna biru, kini kita akan coba mengembangkan kajian tentang “mengapa langit di ufuk barat nampak berwarna jingga ketika sore hari menjelang magrib?” Persoalan ini masih ada hubungannya dengan kajian langit biru di siang hari.
Sebelum ini telah diketahui bahwa, pada siang hari ketika cahaya putih melewati atmosfer maka cahaya putih tersebut akan mengalami hamburan. Yakni, cahaya biru dan ungu (karena memiliki frekuensi paling tinggi di antara warna-warna yang lain) akan dihamburkan lebih banyak daripada warna merah, jingga, dan kuning. Pertanyaannya, lalu apa yang terjadi dengan warna merah, jingga dan kuning tersebut? Bagaimana nasibnya? Kemana ia pergi?
Nah…jawaban dari pertanyaan ini akan membawa kita pada pemahaman mengapa langit di ufuk barat tampak berwarna jingga pada sore hari menjelang magrib. Kenapa demikian? Ya…karena ketika warna biru dan ungu sudah lebih banyak dihamburkan, maka warna-warna dengan frekuensi kecil seperti merah, jingga, dan kuning tetap bergerak lurus melewati atmosfer. Akibatnya, pada belahan bumi yang lebih timur, orang sudah tidak lagi dapat melihat warna biru dan ungu karena sudah dihamburkan. Saat itu, orang pada belahan bumi yang lebih timur hanya akan melihat “sisa” warna yang belum terhamburkan. Siswa warna yang masih ada adalah percampuran antara merah, jingga, dan kuning. Itulah sebabnya mengapa langit tampak berwarna merah ketika sore hari.
Secara lebih deskriptif, Gmabar berikut barangkali akan lebih memperjelas pemahaman kita.
Gambar 1. Peristiwa Hamburan Cahaya (di ambil dari http://www.math.ucr.edu/home/baez/physics/General/BlueSky/blue_sky.html)
Sebagai permisalan ada dua orang A dan B. Masing-masing berada pada belahan bumi yang berbeda. A sedang berada di suatu belahan bumi yang sedang mengalami siang hari, sedangkan B berada lebih timur dari A dan oleh karenanya ia telah memasuki waktu sore hari.
Matahari akan meradiasikan cahaya putih dalam arah lurus seperti pada Gambar 1. Jarak antara A dengan matahari lebih pendek jika dibandingkan B yang sudah masuk sore hari. Pada jarak yang pendek tersebut cahaya putih dari matahari akan mengalami hamburan terutama untuk warna biru dan ungu karena berfrekuensi tinggi. Peristiwa ini, seperti yang telah di bahas sebelumnya, menyebabkan si A akan melihat bahwa langit berwarna biru. Namun pada jarak yang lebih jauh, yakni bagi si B, ia sudah tidak lagi bisa melihat warna biru. Hal ini karena sebagian besar warna biru telah dihamburkan di belahan bumi yang sedang siang hari. Oleh karena itu, tinggal warna merah, jingga dan kuning saja yang masih diteruskan sampai ke mata si B. Itulah sebabnya, kenapa sore hari langit cenderung berwarna jingga kemerah-merahan.
Tapi jangan lupa, setelah kita lihat indahnya ufuk barat di sore hari, segera ambil air wudlu, datang ke masjid, kita agungkan kebesaran Allah. Semoga bermanfat..

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Perbedaan warna matahari pada pagi, sian, dan sore hari

warna matahari berbeda di pagi, siang, dan sore hari menunjukkan adanya pengaruh difraksi cahaya matahari oleh atmosfer bumi. di pagi dan sore hari, cahaya matahari harus menembus atmosfer yang lebih tebal daripada di siang hari.

padahal di atmosfer, cahaya matahari dihamburkan oleh partikel-partikel yang ada. namun hanya cahaya biru yang terkena efeknya karena panjang gelombangnya yang pendek. akibatnya, hanya warna merah yang bisa kita lihat ketika pagi dan sore hari. hamburan yang terjadi itu disebut dengan hamburan rayleigh.

dan karena penyebab yang sama pula, langit di siang hari akan terlihat biru.
.Saat matahari terbit dan terbenam maka langit sebagian akan berwarna berwarna merah, langit berwarna biru, dan cahaya langit terpolarisasi (paling tidak sebagian). Fenomena ini dapat dijelaskan atas dasar penghamburan cahaya oleh molekul atmosfer. Penghamburan cahaya oleh atmosfer bumi bergantung kepada panjang gelombang. Untuk partikel-partikel yang jauh lebih kecil dari panjang gelombang cahaya (seperti molekul udara), partikel-pertikel tersebut tidak merupakan rintangan yang besar bagi panjang gelombang yang panjang dibandingkan bagi yang pendek. Penghamburan berkurang, cahaya merah dan jingga dihamburkan lebih sedikit dari biru dan ungu, yang merupakan penyebab langit berwarna biru. Pada saat matahari terbenam, dipihak lain, berkas cahaya matahari melewati panjang atmosfer maksimum. Banyak dari warna biru yang telah dikeluarkan dengan penghamburan. Cahaya yang mencapai permukaan bumi berarti kekurangan biru, yang merupakan alasan matahari terbenam berwarna kemerahan. Langit hanya berwarna biru di siang hari. Ada beberapa sebab mengapa langit saat itu berwarna biru. Bumi diselubungi lapisan udara yang disebut atmosfer. Walaupun tidak tampak, udara sebenarnya terdiri atas partikel-partikel kecil. Cahaya dari matahari dihamburkan oleh partikel-partikel kecil dalam atmosfer itu. Tetapi kita tahu, cahaya dari matahari terdiri dari paduan semua warna, dari merah, kuning, hijau, biru, hingga ungu. Warna-warna itu memiliki frekuensi yang berbeda. Merah memiliki frekuensi yang lebih kecil dari kuning, kuning lebih kecil dari hijau, hijau lebih kecil dari biru, biru lebih kecil dari ungu. Semakin besar frekuensi cahaya, semakin kuat cahaya itu dihamburkan. Warna langit adalah sebagian cahaya matahari yang dihamburkan. Karena yang paling banyak dihamburkan adalah warna berfrekuensi tinggi (hijau, biru, dan ungu), maka langit memiliki campuran warna-warna itu, yang kalau dipadukan menjadi biru terang. Karena warna biru banyak dihamburkan, maka warna matahari tidak putih sempurna, seperti yang seharusnya terjadi jika semua warna dipadukan. Warna matahari menjadi sedikit agak jingga. Pada sore hari, sering matahari berubah warna menjadi merah. Pada saat itu, sinar matahari yang sudah miring menempuh jarak lebih jauh untuk mencapai mata kita, sehingga semakin banyak cahaya yang dihamburkan. Sehingga yang banyak tersisa adalah cahaya frekuensi rendah, yaitu merah. Di bulan dan di planet yang tidak memiliki atmosfir, cahaya matahari tidak dihamburkan, sehingga langit selalu berwarna hitam, walaupun di siang hari. Efek Tyndall juga dapat menerangkan mengapa langit pada siang hari berwarna biru, sedangkan ketika matahari terbenam di ufuk barat berwarna jingga atau merah. Hal tersebut dikarenakan penghamburan cahaya matahari oleh partikel-partikel koloid di angkasa, dan tidak semua frekuensi sinar matahari dihamburkan dengan intensitas yang sama. Oleh karena intensitas cahaya berbanding lurus dengan frekuensi, maka ketika matahari melintas di atas kita, frekuensi paling tinggilah yang banyak sampai ke mata kita, sehingga kita melihat langit biru. Ketika matahari hampir terbenam, hamburan cahaya yang frekuensinya yang rendahlah yang lebih banyak sampai ke kita, sehingga kita menyaksikan langit berwarna jingga atau merah. Kita ingat untaian cahaya tampak dalam spektrum cahaya, merah-jingga-kuning-hijau-biru-ungu. Dari urutan merah sampai ungu, frekuensinya semakin tinggi. Jadi warna-warna yang mendekati merah memiliki frekuensi cahaya tinggi, dan warna-warna yang mendekati ungu memiliki frekuensi cahaya rendah.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Makalah kinematika partikel



BAB I
PENDAHULUAN

A.  LATAR BELAKANG
Fisika adalah salah satu ilmu pasti yang dalam kajiannya terbatas pada fisik benda. Salah satu kajian dalam fisika ialah mengenai gerak benda yang istilah fisikanya disebut mekanika. Dalam bahasan mekanika, gerak suatu benda dispesifikasi menjadi dua ranting bahasan yakni kinematika serta dinamika.
Kinematika menjabarkan mengenai gerakan benda tanpa mengaitkan apa penyebab benda tersebut bergerak. Sedang dinamika mengulas mengenai gerakan benda dengan menghubungkan apa menyebabkan benda tersebut bergerak. Jadi dalam mengulas tentang gerakan suatu benda, dapat dilakukan dengan dua pendekatan yakni pendekatan kinematika atau dinamika.
Menelaah tentang gerakan suatu benda dapat memberikan informasi penting masalah benda tersebut, apa lagi benda yang menjadi objek adalah benda dinamis. Misalnya dengan mempelajari gerakan pesawat atau traktor, kita dapat mengetahui kecepatannya. Dan dengan data tersebut kita dapat menghitung berapa waktu serta jarak tempuh pesawat atau traktor tersebut.  Jadi dengan mempelajari gerakan suatu benda, kita dapat memetakan semua informasi yang berhubungan dengan gerakan benda tersebut, salah satunya ialah kecepatan benda.

B.  RUMUSAN MASALAH
Beberapa yang menjadi topik sentral permasalahan dalam makalah ini yang akan dibahas adalah:
1.      Bagaimana yang dikatakan  dengan kinematika partikel!
2.      Bagaimana cara menghitung pergeseran, kecepatan dan percepatan partikel!




C.       TUJUAN PENDAHULUAN
Setiap kegiatan yang dilakukan scara sistematis pasti mempunyai tujuan yang diharapkan, begitu pula makalah ini. Tujuan pembahasan makalah ini adalah:
1.    Untuk mengetahui pengertian kinematika partikel.
2.    Untuk mengetahui cara menghitung pergeseran, kecepatan dan percepatan partikel.
























BAB II
PEMBAHASAN
A.       Pengertian
Kinematika adalah bagian dari mekanika yang mempelajari tentang gerak tanpa memperhatikan apa/siapa yang menggerakkan benda tersebut. Bila gaya penggerak ikut diperhatikan, maka apa yang dipelajari merupakan bagian dari dinamika. Partikel adalah benda dengan ukuran yang sangat kecil.
Partikel merupakan suatu pendekatan/model dari benda yang diamati. Pendekatan benda sebagai partikel dapat dilakukan bila benda melakukan gerak translasi murni. Gerak disebut gerak translasi bila selama bergerak sumbu kerangka acuan yang melekat pada benda (x’,y’,z’) selalu sejajar dengan kerangka acuannya sendiri (x,y,z).
Selama geraknya sebuah benda dapat berotasi, misalnya baseball dapat berputar dalam geraknya menempuh satu lintasan tertentu. Juga ada kemungkinan suatu benda bergetar selama geraknya, misalnya seperti tetes air yang sedang jatuh. Kerumitan-kerumitan ini dapat dihindarkan bila yang dibahas adalah gerak benda ideal yang disebut partikel. Secara matematis, sebuah partikel diperlakukan sebagai titik, yaitu benda tanpa ukuran, sehingga rotasi dan vibrasi tidak perlu diperhitungkan dahulu.
Benda-benda yang memiliki gerak hanya translasi berkelakuan seperti partikel. Suatu gerak disebut gerak translasi jika sumbu-sumbu kerangka acuan yang melekat pada benda, katakanlah ,  dan  selalu sejajar dengan kerangka acuannya sendiri x, y dan z

B.       Pergeseran, Kecepatan  dan Percepatan
a.    Pergeseran
Posisi dari suatu partikel di dalam suatu sistem koordinat dapat dinyatakan dengan vektor posisi:
            = xiˆ + yˆj
Jika posisi suatu partikel pada koordinat kartesian terdapat pada titik (x,y), maka vektor posisi dapat dinyatakan sebagai berikut :
              

Partikel bergerak dari pisisi pertama r1 ke posisi kedua r2 melalui lintasan sembarang (tidak harus lurus). Pergeseran merupakan suatu vektor yang menyatakan perpindahan partikel dari posisi pertama ke posisi kedua melalui garis lurus.  Pergeseran didefinisikan :

Sebagai contoh: sebuah partikel pada saat t1 berada pada posisi  bergerak pada suatu lintasan hingga pada saat t2 sudah berada pada posisi 

b.    Kecepatan
Pertikel bergerak dengan suatu lintasan tertentu. Pada sat t1 partikel pada posisi  r1 dan pada t1  partikel pada posisi r1. Kecepatan  adalah perpindahan per satuan waktu.
-       Kecepatan rata-rata
Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan posisi (perpindahan/ pergeseran) suatu partikel selama selang waktu tertentu.
Secara matematis dirumuskan :
         
Keterangan:
    vr = kecepatan rata-rata (m/s)
     r1 =  posisi awal benda (mula-mula)
     r2 = posisi akhir benda
     t1 = waktu saat di r1
     t2 = waktu saat di r2
      Dt = selang waktu

-         Kecepatan sesaat
Kita dapat menghitung kecepatan pada saat tertentu dari sebuah partikel yang sedang bergerak. Kecepatan semacam itu kita beri nama sebagai kecepatan sesaat. Jika selang waktu pengukuran Dt dibuat mendekati harga nol maka diperoleh kecepatan sesaat, yaitu kecepatan pada saat t tertentu. Sehingga kecepatan sesaat dapat dirumuskan:

             
              
Persamaan tersebut dapat dinyatakan dalam bentuk :
              
Secara lebih umum jika kita menganalisis gerak dalam 2 dimensi, kecepatan sesaat v dinyatakan:

              
                                                          
                                                                       
c.    Percepatan
Sebuah partikel seringkali mengalami perubahan kecepatan selama pergerakannya. Percepatan adalah sebuah besaran yang digunakan untuk menjelaskan kenyataan tersebut. Kita mendefinisikan percepatan sebagai perubahan kecepatan tiap satuan waktu.
-       Percepatan rata-rata
Percepatan rata-rata adalah perubahan kecepatan dalam selang waktu Dt. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut:
                                     

Keterangan:
        ar = percepatan rata-rata (m/s2)
       Dv = perubahan kecepatan (m/s)
       Dt = selang waktu / interval waktu (s)
       v1 = kecepatan awal pada saat t1 (m/s)
       v2 = kecepatan akhir pada saat t2 (m/s)
       t1 = waktu awal (s)
       t2 = waktu akhir (s)


-       Percepatan sesaat
Kita dapat menghitung percepatan pada saat tertentu dari sebuah partikel yang sedang bergerak. Percepatan semacam itu kita beri nama sebagai percepatan sesaat. jika selang waktu pengukuran Dt dibuat mendekati harga nol maka diperoleh percepatan sesaat, yaitu percepatan pada saat t tertentu. Sehingga percepatan sesaat dapat dirumuskan :
              
                 
Persamaan tersebut dapat dinyatakan dalam bentuk :
                                             
            Secara lebih umum jika kita menganalisis gerak dalam 2 dimensi, percepatan sesaat a dinyatakan :
                
                    

Contoh soal:
1.      Sebuah partikel bergerak dengan persamaan r = t3 i + 6t2 j – (2t-3) k , carilah kecepatan rata-rata dari t = 0 sampai t = 2 , dan kecepatan sesaat pada t = 2.

Penyelesaian:
Vr =  
     =
     = 4i + 12k + k
v̄ =  = 3t2i + 12tj – 2k
pada t = 2           v̄ = 12i + 24j – 2k

2.      Sebuah partikel bergerak sepanjang sumbu x dengan persamaan x = 2t3 + 5t2 + 5, x dalam m dan t dalam dt. Tentukan:
a.       Kecepatan dan percepatan setiap saat
b.      Posisi, percepatan, kecepatan pada t = 2 dt dan t =5 dt
c.       Kecepatan rata-rata dan percepatan rata-rata antara t =2 dan t = 5 dt

Penyelesaian:
x = 2t3 + 5t2 + 5
a.       v̄ =  = 6t2 +10 t
a =  = 12 t + 10

b.      x2 = 2 (2)3 + 5 (2)2 + 5 = 41 m
x5 = 2 (5)3 + 5 (5)2 + 5 = 380 m
v2 = 6 (2)2 + 10 (2) = 44 m/dt
v5 = 6 (5)2 + 10 (5) = 200 m/dt
a2 = 12 (2) + 10 = 34 m/dt2
a5 = 12 (5) + 10 = 70 m/dt2

c.       vr =  =  = 113 m/dt
d.      ar =  =  = 52 m/dt2








BAB III
PENUTUP
Kesimpulan

·      Kinematika adalah bagian dari mekanika yang mempelajari tentang gerak tanpa memperhatikan apa/siapa yang menggerakkan benda tersebut.
·      Partikel merupakan suatu pendekatan/model dari benda yang diamati.
·      Kecepatan  adalah perpindahan per satuan waktu. Kecepatan rata-rata
Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan posisi (perpindahan/ pergeseran) suatu partikel selama selang waktu tertentu.
Secara matematis dirumuskan :
         
Kecepatan sesaat
Kita dapat menghitung kecepatan pada saat tertentu dari sebuah partikel yang sedang bergerak. Kecepatan semacam itu kita beri nama sebagai kecepatan sesaat. Jika selang waktu pengukuran Dt dibuat mendekati harga nol maka diperoleh kecepatan sesaat, yaitu kecepatan pada saat t tertentu. Sehingga kecepatan sesaat dapat dirumuskan:
            
             
·      Percepatan adalah sebuah besaran yang digunakan untuk menjelaskan kenyataan tersebut. Kita mendefinisikan percepatan sebagai perubahan kecepatan tiap satuan waktu.
Percepatan rata-rata
Percepatan rata-rata adalah perubahan kecepatan dalam selang waktu Dt. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut:
                                   
Percepatan sesaat
Kita dapat menghitung percepatan pada saat tertentu dari sebuah partikel yang sedang bergerak. Percepatan semacam itu kita beri nama sebagai percepatan sesaat. jika selang waktu pengukuran Dt dibuat mendekati harga nol maka diperoleh percepatan sesaat, yaitu percepatan pada saat t tertentu. Sehingga percepatan sesaat dapat dirumuskan :
              
                






















DAFTAR PUSTAKA

David Halliday dan Robert Resnick, Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga, Jakarta: Erlangga, 1978.
Agus Taranggono dan Hari Subagya, Sains Fisika, Jakarta: Bumi Aksara, 2005.
Yusrizal, Fisika Dasar 1, Banda Aceh: Unsyiah Press, 2010.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS