Belajar Fisika itu Mudah

Thursday, April 27, 2017

SINAR-X DAN PENGGUNAANNYA

Sinar-X dan Penggunaannya 

--- Pemanfaatan teknologi hingga pada era saat ini sangat tinggi karena anomo masyarakat tentang kerja instan sangat tinggi. Hal ini menyebabkan industri dibidang teknologi berkembang pesat. Sl satu penggunaan teknologi saat ini adalah penggunaan sinar x.

Sinar-X

Sinar-X atau sinar Röntgen adalah salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer ke 100 pikometer (sama dengan frekuensi dalam rentang 30 petahertz - 30 exahertz) dan memiliki energi dalam rentang 100 eV - 100 Kev. Sinar-X umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medis dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya. (wikipedia)
Sinar-X adalah pancaran gelombang elektromagnetik yang sejenis dengan gelombang radio, cahaya tampak (visible light) dan sinar ultraviolet, tetapi dengan panjang gelombang yang sangat pendek yaitu hanya 1/10.000 panjang gelombang cahaya yang kelihatan. Karena panjang gelombangnya yang pendek, maka sinar-X dapat  menembus  bahan  yang  tidak  tertembus  sinar  yang  terlihat  (M.  Akhadi,  2001)
Proses Terjadinya Sinar-X dari Tabung Roentgen Katoda  (filamen)  dipanaskan  sampai enyala  dengan  mengalirkan  listrik   yng  berasal  dari  transformator  sehingga  elektron-elektron  dari  katoda  (filamen)  terlepas.  Sewaktu  dihubungkan  dengan  transformator  tegangan  tinggi,  elektron-elektron  akan  dipercepat  gerakannya  menuju  anoda  dan  dipusatkan  ke  alat  pemusat      focusing  cup).  Filamen  dibuat  relatif  negatif terhadap  sasaran  (target)  dengan memilih potensial tinggi, awan-awan elektron mendadak dihentikan pada sasaran  (target)  sehingga  terbentuk  panas  (>99%)  dan  sinar-X  (<1%).  Pelindung  (perisai)  timah  akan  mencegah  keluarnya sinar-X  dari  tabung,  sehingga  sinar-X  yang  terbentuk  hanya  dapat  keluar  melalui  jendela.  Panas  yang  tinggi  pada  sasaran  (target)  akibat  benturan  elektron  ditiadakan  oleh  radiator  pendingin.  Jumlah  sinar-X  yang  dilepaskan  setiap  satuan  waktu  dapat  dilihat  pada  alat  pengukur  miliampere  (mA),  sedangkan  jangka  waktu  pemotretan  dikendalikan  oleh  alat  pengukur  waktu.  Untuk  dapat  menghasilkan  sinax-X  maka  diperlukan  bagian-bagian  tabung  sinar-X  dan  faktor  pendukung  dalam  proses  pembangkitan.
Interaksi Sinar-X dengan Materi Interaksi  sinar-X  dengan  materi  mengakibatkan  kehilangan  energi  dari  sinar-X pada saat melewati materi (zat) terjadi karena tiga proses utama, yaitu:
Efek fotolistrik
Efek Compton
Efek produksi pasangan
Efek  fotolistrik  dan  Efek  Compton  timbul  karena  interaksi  antara    sinar-X  dengan  elektron-elektron  dalam  atom  dari materi  (zat)  itu,  sedang  efek  produksi  pasangan  timbul  karena  interaksi  dengan  medan  listrik  inti  atom  (Arif  Jauhari,  2008).
penggunaan sinar-x ini sangat banyak salah satu di bidang kedokteran yaitu teknologi Rongent (Radiograf). berikut penjelasan difraksi sinar x dalan bidang Radiologi

Radiologi diagnostik

Pesawat Sinar-X medis (foto Radiologi konvensional) memiliki prinsip penembusan gelombang elektromagnetik dari sumber cahaya ke tubuh manusia, lalu menembus hingga mencapai pelat film untuk menghasilkan gambar berupa citra tubuh manusia (foto roentgen).


Dikenal beberapa posisi dalam foto radiologi kedokteran:
1. PA (Postero-Anterior) Sumber cahaya berada di belakang pasien, dan pelat film berada di bagian depan pasien. Posisi ini yang paling umum digunakan terutama untuk foto roentgen thorax (dada)
2. AP (Antero-Posterior) Sumber cahaya berada di depan pasien, dan pelat film berada di bagian belakang pasien. Biasanya digunakan pada pasien yang tidk mampu berdiri untuk mengambil posisi PA karena sakit yang dideritanya.
3. Lateral (Samping)
4. Lateral dekubitus
5. Oblik (miring)
(Wikipedia)
Tuesday, April 25, 2017

DIFRAKSI ELEKTRON

Difraksi Elektron-----Dewasa ini dunia ilmu pengetahuan terutama pada cabang ilmu kuantum telah mengalami kemajuan pesat. Kemajuan ini berwal pada akhir abad ke 18  yang dimulai pada Percobaan Max Planck. Hingga saat ini konsep kuantum telah diterapkan diberbagai cabang ilmu sains. Salah satu konsep kuantum yang cukup berkembang adalah difraksi elektron. Konsep ini cukup sederhan dan serupa dengan percobaan difraksi cahaya.
Difraksi elektron dan percobaan Davisson-Germer adalah percobaan yang menampilkan sifat gelombang dari partikel. Percobaan pertama untuk mengamati difraksi dilakukan oleh CJ.Davisson dan L.H Germer di Bell Telephone Laboratories meyakinkan hipotesis de Broglie dengan menunjukkan berkas elektron terdifraksi jika berkas itu dihamburkan oleh kisi (segi empat kecil) atom yang teratur dari suatu kristal. Sebelum mengetahui bagaimana mekanisme percobaan Davisson-Germer terlebih dahulu kita pahami apa itu difraksi dan elektron.

Baca juga artikel tentang teori perambatan cahaya.

Secara umum, Difraksi Elektron adalah peristiwa penyebaran atau pembelokan cahaya pada saat melintas melalui celah atau ujung penghalang. Difraksi merupakan metode yang unggul untuk memahami apa yang terjadi pada level atomis dari suatu material kristalin. Sinar X, elektron dan neutron memiliki panjang gelombang yang sebanding dengan dimensi atomik sehingga radiasi sinar tersebut sangat cocok untuk menginvestigasi (penyelidikan dan penelitian tentang suatu masalah dengan cara mengumpulkan data di lapangan) material kristalin. Teknik difraksi mengeksploitasi (mengusahakan) radiasi yang terpantul dari berbagai sumber seperti atom dan kelompok atom dalam kristal.



Elektron adalah partikel sub atom yang bermuatan negatif dan umumnya ditulis sebagai e-. Elektron tidak memiliki komponen dasar atau pun substruktur apa pun yang diketahui, sehingga ia dipercayai sebagai partikel elementer. Elektron memiliki massa sekitar 1/1836 massa proton.
Eksperimen Difraksi Eleketron oleh Davisson dan Germer

Bentuk kisi yang dapat mendifraksikan elektron yaitu kisi yang memiliki keteraturan dan tersusun secara periodik, seperti halnya kisi pada kristal. Berkas sinar monokromatik yang jatuh pada sebuah kristal akan dihamburkan ke segala arah, akan tetapi karena keteraturan letak atom-atom, pada arah tertentu gelombang hambur itu akan berinterferensi konstruktif sedangkan yang lainnya berinterferensi destruktif.

Sebagaimana telah dijelaskan di atas syarat terjadinya difraksi adalah apabila panjang gelombang sinar sama dengan lebar celah/kisi difraksi dan perilaku gelombang ditunjukkan oleh beberapa gejala fisis, seperti interferensi dan difraksi. Namun manifestasi gelombang yang tidak mempunyai analogi dalam perilaku partikel newtonian adalah gejala difraksi.

Davisson dan Germer mempelajari elektron yang terhambur oleh kristal dengan menggunakan peralatan. Dengan mengamati energi elektron dalam berkas primer, sudut jatuhnya pada target, dan kedudukan detektor dapat diubah-ubah. Fisika klasik meramalkan bahwa elektron yang terhambur akan muncul dalam berbagai arah, dengan hanya sedikit kebergantungan dari intensitas terhadap sudut hambur dan lebih sedikit lagi dari energi elektron primer.

Manifestasi gelombang yang tidak mempunyai analogi dalam kelakuan partikel Newtonian ialah gejala difraksi. Dalam tahun 1927 Davisson dan Germer di Amerika Serikat dan dalam percobaanya Davisson dan Germer secara bebas meyakinkan hipotesis de Broglie dengan menunjukan berkas elektron terdifraksi bila berkas itu dihamburkan oleh kisi atom yang teratur dari suatu kristal.

Davisson dan Germer mempelajari elektron yang terhambur oleh zat padat dengan memakai peralatan seperti di bawah ini

Di tengah-tengah percobaan tersebut terjadi suatu peristiwa yang memungkinkan udara masuk ke dalam peralatannya dan mengoksidasi permukaan logam. Menguasai oksida nikel murni, target itu dipanggang dalam oven bertemperatur tinggi. Setelah perlakuan itu, targetnya dikembalikan ke dalam peralatan dan dilakukan pengukuran lagi. Sekarang ternyata hasilnya sangat berbeda dari sebelum peristiwa itu terjadi : sebagai ganti dari variasi yang malar (continue) dari intensitas elektron yang tehambur terhadap sudut, timbul maksimum dan minimum yang jelas teramati, kedudukannya bergantung dari energi elektron.

Hipotesa de Broglie mendorong tafsiran bahwa gelombang elektron didifraksikan oleh target sama seperti sinar x didifraksikan oleh bidang–bidang atom dalam kristal. Tafsiran ini mendapat dukungan setelah disadari bahwa efek pemanasan sebuah blok nikel pada temperatur tinggi menyebabkan kristal individual kecil yang membangun blok tersebut bergabung menjadi kristal tunggal yang besar yang atom-atomnya tersusun dalam kisi yang teratur.

Untuk membuktikan bahwa hipotesa de Broglie penyebab dari hasil davisson dan germer, pada suatu percobaan tertentu berkas elektron 54eV diarahkan tegak lurus pada target nikel, dan maksimum yang tajam dalam distribusi elektron terjadi pada sudut 500 dari berkas semula. Sudut datang dan sudut hambur relatif terhadap suatu keluarga bidang (tersusun atas berkas elektron, bidang dan sudut) bragg ditunjukkan dalam gambar 1 keduanya bersudut 650. Jarak antara bidang dalam keluarga bidang yang bisa diukur melalui difraksi sinar x adalah 0,091 nm persamaan bragg untuk maksimum dalam pola difraksi.

Panjang gelombang yang dihitung sesuai dengan panjang gelombang yang diamati. Jadi eksperimen Davisson dan Germer menunjukkan bukti langsung dari Hipotesis de Broglie tentang sifat gelombang benda bergerak. Analisis eksperimen Davisson-Germer sebenarnya tidak langsung seperti yang ditunjukkan di atas karena energi elektron bertambah ketika elektron itu masuk ke dalam kristal dengan besar yang sama dengan besar fungsi kerja (work function) permukaan itu. Jadi kecepatan elektron dalam eksperimen lebih besar dalam kristal dan panjang gelombang de Broglie yang bersangkutan menjadi lebih kecil dari harga di luar kristal.

Komplikasi lainnya timbul dari inferensi antara gelombang yang didifraksikan oleh keluarga lain dari bidang bragg yang membatasi terjadinya maksimum dan minimum menjadi hanya kombinasi tertentu dari energy elektron dari sudut pandang sebagai pengganti dari setiap kombinasi yang memenuhi persamaan Bragg
Monday, April 10, 2017

KONTIBUSI ILMU FISIKA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

FISIKAINFO.com-Saat ini manusia begitu dimudahkan oleh berbagai macam teknologi yang ada. Teknologi dalam bidang transportasi memungkinkan manusia dapat bepergian jauh dalam waktu yang wajar. Pesawat terbang, kapal laut, kereta api, bus, mobil, motor, dan sepeda adalah beberapa alat transportasi yang telah diciptakan manusia. dengan adanya alat transportasi ini, manusia bisa bepergian dari satu tempat ke tempat lain dan berhubungan dengan banyak orang di berbagai tempat di bumi. Semua teknologi transportasi ini tidak akan mungkin berkembang dan tercipta tanpa adanya landasan ilmu pengetahuan yang mendukungnya. Landasan ilmu bagi semua teknologi ini tidak lain adalah ilmu pengetahuan alam dan khususnya fisika dan matematika.
Demikian juga dalam bidang komunikasi dan komputer, saat ini telah berkembang bidang khusus dalam bidang komunikasi dan komputer yang disebut teknologi informasi dan komunikasi (TIK) atau dalam istilah inggrisnya information and communication technology (ICT), perkembangan teknologinya telah berlangsung dengan begitu pesat. Dengan teknologi komunikasi, orang bisa saling berkomunikasi dan berinteraksi meskipun berada dalam jarak yang sangat jauh. Dengan telepon yang sekarang telah berkembang menjadi ponsel (telepon seluler), orang-orang bisa bercakap-cakap dan berinteraksi dari jarak jauh dan tanpa perlu bertemu langsung.
Apalagi dengan adanya komputer dan internet, begitu banyak kemudahan yang bisa dinikmati oleh manusia yang dahulu tidak bisa dan tidak pernah terbayang untuk melakukannya. Semua teknologi ini bisa diciptakan tentu seiring dengan perkembangan keilmuan dengan teori-teori, prinsip, dan konsep yang mendasarinya.
Pesawat terbang dan roket bisa dibuat dengan berdasarkan pada hukum Newton dan Bernouli. Kapal laut dan kapal selam berkaitan dengan hukum alam yang dikemukakan oleh Archimedes. Komputer dalam bentuk yang simpel dan kompak dapat dibuat setelah diciptakannya transistor dan IC yang memanfaatkan bahan semikonduktor yang teorinya dicetuskan oleh beberapa ahli fisika kuantum. Laser yang banyak digunakan di dalam CD player dan beberapa peralatan medis memanfaatkan teori fisika kuantum yang telah dikemukakan oleh Einstein, Pauli, Heisenberg, dan kawan-kawan. Dan, masih banyak lagi peralatan dan teknologi yang baru bisa dirancang dan dibuat dengan menggunakan teori fisika yang ada.
Tidak berlebihan jika kita menyebut bahwa fisika merupakan ilmu dasar atau basic science dari ilmu dan teknologi yang ada. Konsep dan prinsip dalam fisika banyak digunakan untuk membangun atau membentuk teknologi baru. Keilmuan fisika sendiri pun terus berkembang untuk dapat menemukan penjelasan atau teori baru yang bisa menjelaskan fenomena-fenomena baru. Bahkan, saat ini ilmu fisika juga mulai digunakan dalam bidang sosial dan ekonomi. Prinsip dan teori dalam fisika mulai digunakan untuk mencari solusi atau menjelaskan fenomena dalam sosial dan ekonomi.
Kontribusi Ilmu Fisika Dalam Kehidupan

Fisika dan matematika banyak digunakan dalam pembuatan teknologi baru karena fisika dan matematika telah memberikan landasan teori dan latar belakang ilmiahnya. Prinsip fisika ini kemudian dibentuk dalam wujud model matematika dalam bentuk persamaan matematis untuk suatu permasalahan tertentu yang kemudian akan dicari solusi dari persamaan itu. ini berlaku dalam semua bidang termasuk teknik dan juga sosial dan ekonomi.

Fisika juga memberikan penjelasan ilmiah dan masuk akal dari suatu peristiwa alam atau faktor teknis yang membutuhkan alasan atau penjelasan. Sebagai contoh, seorang insinyur yang ingin merancang sebuah jembatan tentu harus memperhitungkan segala sesuatunya agar jembatan yang dibuat nantinya akan kuat dan tahan terhadap gangguan fisik. Perhitungan itu tentu saja mencakup semua teori dan konsep fisika yang berlaku untuk jembatan itu dan menggunakan model-model matematika yang sesuai. Teori fisika akan selalu digunakan dalam pembuatan dan pembentukan teknologi baru.Salah satu teklologi terbaru yaitu green noiseuntuk mengubah polusi suara

Inilah alasannya kenapa fisika bersama-sama dengan matematika disebut sebagai ilmu dasar. Prinsip, teori, dan konsepnya digunakan dalam bidang keilmuan dan teknologi yang ada.
Ridwanaj terapan

ANAK FISIKA BACA INI : HIPOTESIS THE FERMI PARADOKS

FISIKAINFI.com Bagian III Penjelasan Fermi Paradox

Pertama-tama kita semua setuju bahwa belum ada jawaban pasti dari Fermi Paradox ini, tapi beberapa ilmuwan sudah memberikan hipotesis untuk menjelaskannya. Tidak ada kata sepakat, karena beberapa ilmuwan berbeda pandangan mengenai penjelasan konkrit dari paradox satu ini. Kemungkinan jawaban yang berkembang saat ini adalah sebagai berikut:

1. Peradaban Tipe II dan III? Ah, Gak Mungkin Ada Itu!!

Pandangan ini berpendapat bahwa peradaban tipe I yang dikemukakan Nikolai Kardashev tidak akan mungkin sampai pada peradaban tipe II apalagi tipe III karena ada faktor yang menghambatnya. Faktor ini kemudian dikenal dengan The Great Filter.
the great filter

Hipotesis ini menjelaskan bahwa pada rentang waktu tertentu, semua peradaban berlomba-lomba berevolusi dari peradaban tipe 0 ke peradaban tipe lebih tinggi hingga pada suatu masa peradaban tersebut membentur suatu "dinding filter" yang menyeleksi peradaban tersebut sehingga hanya segilintir saja yang bisa lolos dan berevolusi ke peradaban tipe berikutnya. Yah, analoginya seperti jutaan sperma yang berlomba-lomba menembus dinding ovarium untuk membuahi sel telur, pada akhirnya hanya satu yang berhasil. ^_^

Nah, apabila kita beranggapan bahwa hipotesis ini benar, akan muncul pertanyaan lain yaitu kapan The Great Filter ini terjadi? Berdasarkan peradaban sendiri maka akan ada 3 kemungkinan jawaban pertanyaan barusan, yaitu:


a. we are rare ( kita sudah melewati The Great Filter)


we are rare - kita sudah melewati the great filter

Kemungkinan ini di dukung oleh seorang paleontologist asal Amerika, Peter D. Ward, yang kemudian idenya di wujudkan dalam salah satu bukunya yang berjudul Rare Earth.

Skenario ini menjelaskan kenapa belum ada peradaban tipe III, karena kita adalah satu-satunya (atau satu dari cuman dua) peradaban yang melewati The Great Filter. Kemungkinan ini menjelaskan bahwa kita sudah melewati The Great Filter, entah itu saat protein organik pertama yang kemudian membentuk mahluk bersel tunggal dulu atau saat Paranthropus berevolusi menjadi Advanced Australopithecus, saat manusia Cro Magnon menjadi Homo Sapiens modern atau bahkan saat letusan Toba Supervolcano.

Nah, apabila memang seperti ini, tidak aneh apabila kita seperti sendirian di alam semesta ini karena peradaban dari spesis lain tidak bisa melewati The Great Filter-nya masing-masing dan menyebabkan spesis mereka tidak berkembang menjadi mahluk berintelegensi tinggi (seperti manusia) atau bahkan musnah.
Dengan perkembangan teknologi saat ini, menurut kemungkinan we are rare, kita sedang menuju ke tipe peradaban yang lebih tinggi (tipe I, II, dan III).

b. we are first (kita yang pertama melewati The Great Filter)

we are first - kita yang pertama

Hampir sama dengan poin a sebelumnya, hanya saja menurut kemungkinan ini kita yang pertama melewati The Great Filter dan peradaban spesis lain mengikut di belakang kita. Sehingga bisa disimpulkan peradaban kita lah yang paling maju.

Menilik peradaban kita saat ini yang baru bisa mengirimkan Voyager 1 (pesawat tanpa awak terjauh) hanya sampai keluar tata surya (masih berlanjut walau misi utamanya telah selesai), bagaimana dengan peradaban lain yang lebih rendah dari kita. Maka tidak heran sinyal dari spesis/peradaban lain belum sampai (atau belum dikirimkan) karena teknologi mereka yang jauh lebih tertinggal dari pada teknologi kita.

c. we are fucked ( kita belum melewati The Great Filter)
we are fucked - kita belum melewati the great filter

Oke, ini memang kemungkinan paling jelek yang terjadi saat ini. Jadi sebenarnya kita belum melewati The Great FilterThe Great Filter mungkin adalah asteroid super besar salah alamat yang kemungkinan jatuh di masa depan, gamma ray burst, atau yang paling nyeleneh, kehidupan manusia ini memang dirancang hanya untuk ambruk sendiri sebelum melewati The Great Filter.

Makanya, Nick Bostrom, seorang filsuf asal Swedia yang mengajar di Universitas Oxford dalam papernya yang berjudul "Where Are They?" mengatakan "no news is a good news" dalam usaha umat manusia mencari mahluk intelegensi lainnya di alam semesta.

2. Peradaban Tipe II dan III Ada, Tapi Ada Alasan Logis Mengapa Kita Belum "Mendengar" Mereka

Dalam hipotesis ini, peradaban tipe II dan III sudah eksis. Mereka (peradaban tipe II dan III) mengesampingkan The Great Filter dan beranggapan bahwa evolusi itu terjadi secara ubiquitous dan lumrah. Peradaban manapun termasuk kita dapat menjadi peradaban tipe I, II maupun III.

Untuk menjelaskan Paradoks Fermi, ilmuwan yang sepakat dengan hipotesis ini mengajukan beberapa kemungkinan yaitu :


a. mahluk supercerdas dari peradaban dan sistem planet lain sudah pernah ke Bumi dahulu kala


Jadi seperti ini, manusia eksis di bumi sekitar 1,8 juta tahun lalu (saya hitungnya dari Homo Erectus). Kalau memang ada mahluk peradaban tipe II dan III mereka pasti sudah berevolusi milyaran tahun lalu dan kemungkinan mereka sudah pernah ke Bumi tapi manusia belum eksis, yang ada hanya dinosaurus dan spesis lain sehingga mereka pergi lagi.


b. Galaksi sudah terkolonisasi, tapi Bumi berada di daerah pinggiran yang jauh

Kemungkinan ini menyatakan bahwa sebenernya seisi galaksi Bima Sakti sudah ditempati (baca : Hipotesis The Fermi Paradox Part I ) tapi letak Bumi yang di daerah pinggiran sehingga belum ada mahluk peradaban tipe III yang mau mengunjungi/mengirim tanda ke Bumi. Analoginya seperti Jakarta itu lho, coba bandingin sama Kabupaten Dogiyai di Papua. Yah, seperti teori dasar Urban Planning yang mengatakan sebaran Central Bussines District itu teraglomerasi (bergumpal) ke pusat kota. Kalau dalam galaksi kita anggap pusat kotanya ya pusat galaksi itu sendiri.

posisi bumi di pinggiran

c. peradaban tipe II dan III tidak mau berurusan sama peradaban primitif seperti kita di Bumi

Nah, coba bayangkan peradaban tipe II dan III yang telah di bahas sebelumnya, mereka mempunyai lingkungan hidup sempurna, punya resource energi tanpa batasbisa memenuhi kebutuhan mereka tanpa harus kemana-mana, ngapain lagi ngurusin Bumi coba.

d. ada kumpulan predator super menakutkan di luar sana, dan semua mahluk berintelegensi tahu itu

Mahluk peradaban tipe II dan III sebenarnya tahu bahwa di luar sana terdapat kumpulan predator mematikan yang dapat mengancam keberlangsungan hidup peradaban mereka sehingga mereka lebih baik tidak mengirmkan sinyal apapun yang akan menggiring penerima sinyal langsung ke tempat mereka. Cuman kita satu-satunya mahluk idiot yang terus-terusan mengirim sinyal ke angkasa, awas saja ntar di datangi sama The First Order. hahahah

Nasib kita mungkin akan sama seperti yang dialami oleh suku Aztec yang didatangi oleh penjajah dari Spanyol. Teknologi suku Aztec kalah jauh di banding pasukan Spanyol dan menyebabkan mereka musnah tak bersisa. Sebenarnya Stephen Hawking juga sudah memperingatkan agar manusia tidak mengundang mahluk lain ke Bumi, itu sama saja dengan mengundang maut.


e. hanya ada satu peradaban super yang mendominasi galaksi

Peradaban tersebut hampir sama seperti manusia di Bumi. Mereka dengan sengaja membuat suatu peradaban berkembang tanpa menyentuhnya terlebih dahulu sebelum kemudian "dilahap" apabila sudah tiba waktunya.

Atau ada suatu peradaban yang menghancurkan peradaban lain sebelum berkembang menjadi peradaban yang lebih maju. Yah, Bumi tinggal menunggu waktu aja.


f. teknologi kita terlalu primitif


Jadi seperti berjalan di sebuah jalanan modern sambil memegang walkie talkie dan berharap akan mendengar sesuatu dari walkie talkie tersebut. Kita tak akan mendengar apapun karena mereka sudah beralih ke smartphone, misalnya.

Michio Kaku menganalogikan "manusia itu seperti semut, yang tidak sadar ada jalan layang 10 jalur di samping sarang mereka".


g. kita sudah mendapatkan sinyal dari mahluk angkasa, tapi pemerintah menyembunyikannya


Nah, yang ini favoritnya penyuka teori konspirasi. Mirip-mirip seperti skenario dalam film terkenal Men In Black.


h. peradaban yang lebih tinggi mengetahui dan mengamati kita ( AKA Zoo Hypothesis” )

Singkatnya, semua mahluk supercerdas sudah bekerja sama satu sama lain dan membentuk semacam federasi. Untuk melindungi keragaman sosial mereka membuat peraturan yang berisi salah satunya adalah tidak melakukan kontak dengan peradaban di bawah tipe II.

Alasannya antara lain adalah ketidaksiapan peradaban tipe di bawah II itu sendiri. Jadi ingat sama kata-katanya Thor di film Avengers II (kalau tidak salah) bahwa dengan meneliti dan membuat senjata dari Tesseract berarti manusia sudah siap ke medan perang dengan level lebih tinggi.


Bayangkan saja jika tidak ada aturan tersebut, peradaban tipe II atau III dengan mudahnya menjajah dan menghancurkan peradaban primitif seperti di Bumi. Keadaannya akan seperti Navy Seal yang menggempur suku Indian dengan kekuatan penuh, musnah dalam waktu singkat. Apabila itu terjadi, habislah peradaban-peradaban di galaksi ini, tidak akan ada keseimbangan. Nah, ini yang ingin di jaga federasi dengan membuat peraturan seperti tadi.



Nah itu dia dua pandangan yang selalu di jadikan jawaban sementara untuk kasus The Fermi Paradox.


Solusi Fermi Paradoks yang lebih nyentrik? Ini dia :


Sebenarnya Realitas itu Tidak Ada, Kita Hidup di Dalam Simulasi Komputer 


what !!


Ini kedengarannya seperti lelucon dan tidak masuk akal. Tapi jangan salah, pandangan ini punya paper ilmiahnya yang di buat Nick Bostrom, ahli filsafat dari Universitas Oxford. Papernya bisa di lihat di sini.



Katanya, ada sebuah entitas super cerdas (dan nyentrik tentunya) yang membuat simulasi alam semesta, yaitu alam semesta yang kita tinggali sekarang. Yang di buat baru manusia, mahluk lain sperti alien belum sempat di buat dan angkasa luar yang kita lihat hanya seperti hologram dan lukisan simulasi agar efeknya lebih nyata.



Bagian IV Penutup



Setelah membaca tulisan yang di buat jadi dua bagian ini berasa agak pusing gak? Hehehe. Bagaimanapun penjelasan di atas hanya sebatas hipotesis dan belum teruji kebenarannya, mau percaya atau tidak itu tergantung kepercayaan kalian masing-masing (ya iyalah :p).



Yang jelas dalam Paradoks Fermi ini, manusia cenderung dalam posisi tidak terlalu penting. Ini bagus untuk dasar filosofi, untuk sadar betapa kecilnya kita dibanding alam semesta nan luas ini.



Sekian dulu postingan Hipotesis The Fermi Paradox ini, semoga bermanfaat bagi pembaca.
Ridwanaj Fisika Modern

JARAK DAN PERPINDAHAN GERAK LURUS


FISIKAINFO.COM-Dalam kehidupan sehari-hari kita sering melihat orang yang berjalan, mobil yang melaju, apel jatuh dari pohonnya dan lain sebagainya. Semua peristiwa itu merupakan contoh dari gerak. Suatu benda dikatakan bergerak apabila kedudukannya senantiasa berubah terhadap suatu titik acuan tertentu. Contohnya, seorang pembalap sepeda motor yang sedang melaju pada lintasan dikatakan bergerak terhadap orang yang menonton dipinggir lintasan.
Kali ini kita akan membahas tentang jarak dan perpindahan. Apakah perbedaan antara jarak dan perpindahan??

Dalam ilmu fisika, jarak dan perpindahan merupakan 2 hal yang berbeda. Jarak merupakan angka yang menunjukkan seberapa jauh suatu benda berubah posisi melalui suatu lintasan tertentu. Dalam teori fisika atau dalam pengertian sehari-hari, jarak dapat berupa estimasi jarak fisik dari dua buah posisi berdasarkan kriteria tertentu, misalnya jarak tempuh antara Makassar-Toraja. Perpindahan adalah perubahan posisi suatu benda. Perpindahan merupakan besaran vektor, besaran fisika yang mempunyai besar dan arah.

Perhatikan gambar berikut:



Misalkan posisi awal adalah titik A dan posisi akhir adalah titik B. Apabila Fatur berjalan melalui lintasan bergaris biru dari titik A ke Titik B maka dapat dikatakan itu adalah jarak dan apabila Fatur berjalan melalui garis hitam maka ini dapat dikatakan perpindahan. Besar jarak yang ditempuh (jarak tempuh) suatu benda yang bergerak dipengaruhi oleh waktu. Demikian juga besarnya perpindahan benda sebanding dengan waktu. Semakin besar jarak yang ditempuh, semakin lama waktu yang diperlukan atau semakin besar perpindahan benda semakin besar juga waktu yang diperlukan. 


Contoh soal:
Perhatikan gambar di bawah ini!
Arif mengelilingi tanah lapang berbentuk persegi panjang. Panjangnya 50 meter dan lebarnya 20 meter. Setelah mengelilingi tanah lapang sebanyak 2 kali, Arif kembali ke posisi semula. Tentukan jarak dan perpindahan yang dilakukan Arif!

Pembahasan:
Keliling tanah lapang = 2(50 meter) + 2(20 meter) = 100 meter + 40 meter = 140 meter.
Tanah lapang dikelilingi 2 kali = 2(140 meter) = 280 meter.
Jarak = 280 meter.
Setelah mengelilingi tanah lapang, Arif kembali ke posisi semula karenanya besar perpindahan = 0 meter.
Ridwanaj fisika dasar

BEGINILAH AWAL MULA THEORY STRING

String Theory diawali dari sebuah insiden yg terjadi beratus-ratus tahun lalu, ketika sebuah apel jatuh menimpa kepala Isaac Newton. Ya, itulah gravitasi. Sebuah gaya yang dahulunya dianggap mungkin sebagai fenomena yang diterima begitu saja tanpa bisa dikalkulasi. Ditemukannya gaya gravitasi oleh Isaac Newton dianggap sebagai penjelasan yang cukup komprehensif mengenai gaya tarik menarik antara matahari dan planet-planet yang ada di tata surya kita. Gravitasi akhirnya bisa dikalkulasi dan menjadi gaya fundamental di alam semesta ini. Namun tetap saja fisika klasik ala Newton ini tidak mampu menjelaskan secara rinci, apa itu gravitasi.

Fisika di zaman Albert Einstein yang terkenal dengan teori relativitas umumnya mampu menjelaskan lebih mengenai gravitasi ini. Setiap partikel pasti memiliki gaya gravitasi. Oleh karena itu partikel yg bersatu membentuk massa yang sangat besar (planet misalnya) memiliki gaya gravitasi yang sangat besar juga. Menurut teori ini, gravitasi dapat melengkungkan cahaya dan ruang. begitu juga planet-planet yangg ada di alam semesta ini. Gravitasi yg disebabkan bintang/planet dapat melengkungkan ruang. Ibarat bola bowling yang diletakkan di tengah-tengah trampolin. Trampolin tersebut pasti akan melengkung akibat berat dari bola bowling. Apabila sebuah kelereng digelindingkan dari pinggir trampolin, pasti gerakan kelereng tsb akan melengkung. Demikian pula yg terjadi pada waktu dan cahaya. Cahaya yg merupakan partikel foton memiliki gaya elektromagnetik, dan melengkung akibat gravitasi yang sangat besar. Itulah yg terjadi di tata surya kita. Einstein meyakini bahwa alam semesta berperilaku menurut hukum-hukum fisika yang teratur. "Tuhan tidak bermain dadu" katanya. Gravitasi berhasil dijelaskan dalam skala besar.

Selain gaya gravitasi dan elektromagnetik, ditemukan pula gaya lain yang tedapat dalam materi (atom) yaitu gaya nuklir kuat dan nuklir lemah. Gaya gravitasi, bersama dengan gaya elektromagnetik, nuklir kuat, dan nuklir lemah menjadi 4 pondasi gaya fundamental (dasar) yang menyusun alam semesta ini. Keempat gaya tersebut memiliki energi. Energi yang paling besar adalah  energi nuklir kuat (makanya bom atom begitu besar ledakannya). Energi paling kecil adalah gravitasi. Kenapa? Hal ini dapat digambarkan dalam fisika kuantum.

Fisika kuantum pada masa selanjutnya menjelaskan bahwa atom ternyata dapat dibagi menjadi bagian-bagian yg lebih kecil lagi. Bagian-bagian tersebut adalah elektron, proton, dan neutron. Bagian-bagian tersebut dapat dibelah menjadi lebih kecil lagi, yaitu lepton dan quarks. Pada skala ini, gravitasi seakan tidak punya arti apa-apa. Berbeda dengan gravitasi yang sangat berpengaruh pada skala besar seperti planet dan bintang. Inilah awal terjadinya dilemma, yaitu fisika kuantum vs relativitas umum.

Pada masa berikutnya, ilmuwan fisika ternama yaitu Stephen Hawking mengamati terjadinya Black Hole alias keruntuhan bintang. Black hole adalah keunikan tersendiri dalam dunia fisika. Sebuah bintang yang telah mencapai umurnya, kemudian mati. Kematian bintang ini ditandai dengan luruhnya atom2 penyusun bintang, yaitu ketika elektron sudah kehabisan energi dan jatuh ke inti atom sehingga ukuran atom menyusut, dan ukuran bintang mengecil hingga ukuran tak hingga kecilnya.

Keunikan dari black hole ini adalah gravitasinya yang sangat besar. Saking besarnya gravitasi yang dimiliki black hole ini, cahaya pun tidak dapat lepas. Kontradiksi pun terjadi. Bagaimana sebuah benda yg ukurannya sangat kecil tak hingga memiliki gravitasi yang sangat luar biasa besarnya? Bukankah dalam level kuantum, gravitasi tidak punya gigi sama sekali? Sebuah dilematis yang sangat membingungkan fisikawan saat itu.

Sedikit fisikawan yang bisa dibilang anti-mainstream pada saat itu, mengonsepkan sebuah bentuk penyusun segala bentuk gaya, termasuk gaya fundamental seperti gravitasi dan elektromagnetik. Ketika semua orang berpendapat bahwa partikel terkecil haruslah berbentuk bola, mereka mengonsepkan bentuk yang tidak terpikir oleh banyak orang, yaitu string, atau tali. String yang saling bergetar dan beresonansi inilah yang merupakan bagian terkecil dari semua materi yang ada di alam semesta ini. Kecilnya ukuran string dapat digambarkan sebagai berikut: bila atom adalah tata surya, string adalah sebatang pohon di bumi. String adalah bentuk satu dimensi yang hanya memiliki panjang, tidak punya luas.

Kendala besar pada teori string ini adalah ditemukannya partikel yang bermassa nol alias tidak memiliki massa (tachyon). Efeknya adalah partikel tsb bergerak dengan kecepatan cahaya. Ilmuwan berpendapat partikel tersebut adalah graviton, yaitu partikel pembawa gravitasi. Akhirnya, gravitasi dapat dijelaskan di alam kuantum.

Selanjutnya adalah persamaan matematis. Bila memang benar string itu ada, string akan dihadapkan pada permasalahan pelik, yaitu string harus bergerak melewati 10 dimensi sekaligus.

String merupakan partikel 1-dimensi. Ibarat sebuah tali, ujung string memiliki 2 jenis, yaitu open loop (seperti tali lurus) dan closed-loop (seperti karet gelang). String open loop harus terikat pada sejenis membran, yaitu brane. Brane merupakan string yang mengalami pelebaran sehingga ada dimensi luas. Brane merupakan bidang 2 dimensi. Closed-loop string dapat bergerak melewati brane sehingga mampu menembus dimensi2 lain yg lebih tinggi. Closed-loop inilah yang kemudian dikenal dengan nama graviton. Teori ini dikenal luas dengan nama M-Theory.

Teori ini selanjutnya mampu menjelaskan tentang paralel universe, (kemungkinan) adanya (dunia hingga) dimensi ke 10.

Referensi : wikipedia.org

Ridwanaj Fisika Modern
Wednesday, April 5, 2017

BIOGRAFI JAMES CLERK MAXWELL


James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell adalah adalah seorang fisikawan dan matematikawan asal Skotlandia. Pencapaian terbesarnya adalah keberhasilannya dalam merumuskan teori elektromagnetik klasik yang kemudian dikenal dengan nama Persamaan Maxwell. Persamaan Maxwell adalah himpunan empat persamaan diferensial parsial yang mendeskripsikan sifat-sifat medan listrik dan medan magnet dan hubungannya dengan sumber-sumbernya, muatan listrik dan arus listrik, menurut teori elektrodinamika klasik.

Maxwell lahir di Edinburgh, Skotlandia pada tanggal 13 Juni 1831. Kegemarannnya pada geometri telah timbul sejak ia kecil. Ia menulis karya ilmiah pertamanya pada saat ia berumur 14 tahun. Di tahun 1847, ia mulai menempuh pendidikan di Edinburgh University. Di tahun pertamanya, ia telah diajar oleh tokoh-tokoh terkenal seperti Sir William Hamilton yang memberikan kuliah mengenai logika dan metafisika,  Philip Kelland yang mengajarinya matematika, serta James Forbes, dosen filsafat alam (natural philosophy). Namun, Maxwell merasa kelas-kelas yang ia ikuti di Edinburgh University tidaklah terlalu menarik sehingga ia memilih untuk menghabiskan waktu senggangnya dengan belajar sendiri dan melakukan berbagai eksperimen, utamanya tentang polarisasi. Di umur 18 tahun, ia telah menyumbangkan dua hasil karya ilmiahnya kepada Transactions of the Royal Society of Edinburgh. Di tahun 1850, ia meninggalkan Skotlandia untuk melanjutkan pendidikannya di University of Cambridge. Pada tahun 1856, ia menjadi pengajar sekaligus kepala departemen Aberdeen University. Selama berada di sana, ia memfokuskan dirinya pada penelitian mengenai cincin Saturnus. Selanjutnya, ia mengajar di King's College London dari tahun 1860-1865.

Beliau adalah fisikawan Skotlandia yang pertama kali menulis hukum magnetisme dan kelistrikan. Dia memulai pendidikannya di Edinburgh Academy. Setelah itu, Maxwell kuliah di King’s College London  dan melanjutkan pendidikan tingginyan ke University of  Cambridge, UK. Dia menyelesaikan pendidikan doktornya di University of  Cambridge. Ia memilih Fisika dan Matematika  sebagai bidang yang ditekuni. Dengan kegigihan dan kerja kerasnya, pada tahun 1864 ia berhasil membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik  ialah gabungan dari osilasi medan listrik dan magnetik. Selain itu, Maxwell membuktikan bahwa cahaya ialah salah satu bentuk radiasi elektromagnetik. Ia juga membuka pemahaman tentang gerak gas, dengan menunjukkan bahwa laju molekul-molekul di dalam gas bergantung kepada suhunya masing-masing.

James Clerk Maxwell terkenal di kalangan ilmuwan dunia melalui formulasi empat pernyataan yang menjelaskan hukum dasar listrik dan magnet. Berbagai hukum listrik dan kemagnetan sudah ditemukan dan mengandung kebenaran dalam beberapa segi, tetapi tidak ada satu pun dari hukum-hukum tersebut  yang merupakan teori terpadu. Dalam empat perangkat hukum yang dirumuskan secara ringkas itulah, Maxwell berhasil menjabarkan secara tepat perilaku dan hubungan antara medan listrik dan magnet. Dengan begitu dia mengubah sebagian besar fenomena menjadi satu teori tunggal yang dapat dijadikan pedoman pada abad sebelumnya, baik secara teori maupun praktik ilmu pengetahuan.

Pencapaian Maxwell

Nilai terpenting dari penemuan Maxwell itu adalah  banyak persamaan umum yang bisa terjadi dalam semua keadaan. Semua hukum listrik dan magnet (baca artikel tentang medan magnet) yang sudah ada sebenarnya berasal dari penemuan Maxwell, begitu pula sebagian besar hukum lainnya yang dulu merupakan teori tidak dikenal. Dari penemuan Maxwell ini dapat dilihat bahwa pergerakan bolak-balik  di bidang elektromagnetik secara periodik adalah suatu hal yang bisa terjadi. Gerak bolak-balik seperti pendulum ini disebut gelombang elektromagnetik  yang  jika sekali digerakkan akan menyebar terus hingga luar angkasa. Penemuan  ini menunjukkan kecepatan gelombang elektromagnetik  mencapai  300.000 kilometer per detik dan ini sama dengan ukuran kecepatan cahaya. Dari sudut inilah, Maxwell dengan tepat mengambil kesimpulan bahwa cahaya terdiri dari gelombang elektromagnetik.

Penemuan Maxwell menunjukkan bahwa ada gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang dan frekuensi selain cahaya yang tampak oleh mata. Kesimpulan teoritis ini secara mengagumkan diperkuat oleh Heinrich Hertz, yang sanggup menghasilkan dan menemui kedua gelombang yang tampak oleh mata yang diramalkan oleh Maxwell itu. Beberapa tahun kemudian Guglielmo Marconi memperagakan bahwa gelombang yang tak terlihat mata itu dapat digunakan untuk komunikasi tanpa kawat. Gelombang itulah yang disebut gelombang radio. Kini, kita gunakan juga televisi, sinar X, sinar gamma, sinar infra dan sinar ultraviolet yang merupakan contoh-contoh dari radiasi elektromagnetik.

Meski kemasyhuran Maxwell yang paling menonjol terletak pada sumbangan pikirannya yang dahsyat di bidang elektromagnetik dan optik, dia juga memberi sumbangan penting bagi dunia ilmu pengetahuan di bidang lain seperti teori-teori astronomi dan termodinamika. Salah satu minat khususnya adalah teori kinetik tentang gas. Maxwell menyadari bahwa tidak semua molekul gas bergerak pada kecepatan sama. Sebagian lebih lambat, sebagian lebih cepat, dan sebagian lagi dengan kecepatan yang luar biasa. Maxwell mencoba formulasi khusus untuk menunjukkan bagian terkecil molekul yang bergerak dalam suhu dan kecepatan tertentu. Formulasi ini disebut “Penyebaran Maxwell” dan sering digunakan dalam rumus-rumus ilmiah, serta mengandung makna dan manfaat penting pada tiap cabang fisika.

Di balik kesuksesan kariernya, kehidupan rumah tangga Maxwell tidak sesempurna yang dibayangkan banyak orang. Ia menikahi seorang wanita cerdas yang dapat memahami dirinya. Namun, pernikahan mereka tidak dikaruniai anak hingga Maxwell menghembuskan napas terakhirnya.
Maxwell meninggal pada tanggal 5 November 1879 karena penyakit kanker yang dideritanya. Ia dimakamkan di Parton Kirk di Skotlandia. Biografinya yang berjudul "The Life of James Clerk Maxwell" diterbitkan di tahun 1882. Sementara itu, karya-karya ilmiahnya berupa kumpulan artikel mengenai "Atom", "Attraction", "Capillary action", "Diffusion", "Ether", dan lain sebagainya diterbitkan dalam dua volume oleh Cambridge University Press di tahun 1890.
By: profil.merdeka.com/ dan muthmainahiin.wordpress.com
Unknown Tokoh

MODEL REAKSI PADA PARTIKEL QUARK

Pada partikel elementer quark kita dapat mendeteksi terjadinya sebuah reaksi dan peluruhan. Semua reaksi dan peluruhan yang terjadi pada partikel dasar ini dapat kita pahami dengan model quark dan reaksi silang serta paruh dapat dihitung dan dibandingkan dengan hasil eksperimen. Dalam melakukan reaksi serta peluruhan dalam model quark ini, terdapat tiga aturan yang harus diperhatikan yaitu:
1.   Interaksi kuat tidak dapat mengubah sifat dasar quark.
2.  Pasangan quark dan anti-quark dapat dimusnahkan dan dapat diciptakan, dalam analogi sederhana seperti proses pembentukan dan pemusnahan foton.
3.  Interaksi lemah dapat mengubah sifat quark dengan melalui penyerapan atau emisi dari partikel Boson W±. 
Interaksi kuat dan lemah atau biasa disebut gaya nuklir kuat dan lemah merupakan dua dari empat interaksi dasar di alam semesta (gaya nuklir kuat, gaya nuklir lemah, gravitasi, dan gaya elektromagnetik). Gaya nuklir kuat adalah gaya dasar di alam semesta yang paling kuat dari empat gaya dasar di alam. Di mana ia menjaga quark  agar tetap terikat di dalam proton dan neutron, dan juga agar proton dan neutron tetap berada di dalam inti atom dan gaya nuklir lemah adalah salah satu dari empat gaya dasar di alam. Gaya nuklir lemah dikenal se­bagai perantara peluruhan radioaktif. Dalam model standar fisika partikel gaya ini adalah akibat pertukaran bozon W dan Z berat. Salah satu efeknya yang paling dikenal adalah peluruhan beta (emisi elektron atau positron oleh neutron dalam inti atom), dan radioaktivitas yang mengikutinya. Gaya ini disebut lemah karena kuat medan tipikalnya adalah 10−11 kali kekuatan gaya elektromagnetik dan 10−13 kali gaya nuklir kuat, saat semua gaya tersebut dibandingkan pada partikel-partikel yang saling berinteraksi dengan lebih dari satu cara. Meskipun begitu, gaya ini masih lebih kuat daripada gaya gravitasi.

 

Gambar 1. Proses pemancaran hadron.    Gambar 2.    
Pada kedua gambar merupakan proses pemancaran had\on yang terjadi saat reaksi berlangsung. Proses tabrakan e+ dengan e- (pemusnahan elektron dan positron) akan menghasilkan partikel quark q dan anti-quark  yang saling tegak lurus dan menghasilkan hadron. Pada gambar 2, partikel quark q akan memancarkan gluon yang manghasilkan hamburan hadron.
Agar dapat dengan meudah memahami proses reaksi maka perhatikan struktur reaksi sederhana pada gambar di bawah ini.
  
 
                           (a)                                                     (b)   
Gambar 3. Struktur quark pada reaksi (a) p + π+ →  ++ + π0 dan (b) p + π → ∑+ + K+ (notasi hadron)
Struktur reaksi pada gambar di atas merupakan dua reaksi yang berbeda. Pada gambar a, kita ketahui bahwa reaksi yang berlangsung yaitu;
uud +  u → u  + uuu
pada proses reaksi di atas terdapat proses pemusnahan pasangan   dan pembentukan pasangan   yang dapat dituliskan d +   → u +  . Namun pada perubahan tersebut tidak nampak adanya hadron yang dihasilkan sehingga dengan mengubah   menjadi pasangan   maka reaksi yang dihasilkan adalah d +    → s +  . Hasil tersebut mengubah model reaksi yang ada menjadi uud +  u → uus +   dan menghasilkan parikel barion dan meson.  Pada prose perubahan d +   → u +   terdapat gluon yang bertindak sebagai exchange  d +   → gluon → u +  . Gluon merupakan  partikel dasar yang menjadi exchange untuk gaya yang kuatantar partikel quark.
Pada kasus lain seperti pada gambar 4 di bawah ini, terlihat adanya proses pemusnahan elektron-positron yang kemudian menghasilkan partikel quark jenis up, anti-up, down, dan anti-down.
 
Gambar 4. Reaksi e+  + e-  → po → π+ + π-.
Masing-masing dari jenis partikel quark ini berinteraksi satu sama lain dengan pasangannya. interaksi lemah yang ditimbulkan oleh foton sehingga menghasilkan π+ dan π-. Pada reaksi ini terdapat sebuah meson ρo yang bernilai ρo = (  )/ .

Untuk lebih jelasnya Download di sini