Keindahan Fisika

APA ITU AURORA??

Aurora adalah fenomena pancaran cahaya yang menyala-nyala pada lapisan ionosfer dari sebuah planet sebagai akibat adanya interaksi antara medan magnetik yang dimiliki planet tersebut dengan partikel bermuatan yang dipancarkan oleh matahari (angin matahari).

Di bumi, aurora terjadi di daerah di sekitar kutub utara dan kutub selatanmagnetiknya. Aurora yang terjadi di daerah sebelah Utara dikenal dengan nama Aurora Borealis  yang dinamai bersempena Dewi Fajar Rom, Aurora, dan nama Yunani untuk angin utara,Boreas. Ini karena di Eropa, aurora sering terlihat kemerah-merahan di ufuk utara seolah-olah matahari akan terbit dari arah tersebut. Aurora borealis selalu terjadi di antara September dan Oktober dan Maret dan April. Fenomena aurora di sebelah Selatan yang dikenal dengan Aurora Australis mempunyai sifat-sifat yang serupa.Tapi kadang-kadang aurora muncul di puncak gunung di iklim tropis.
Fisika di Sungai Gorge, Afrika Selatan

Sungai Gorge di Afrika Selatan menyimpan keindahan tiada tara. Banyak sekali fenomena fisika yang membuat pemandangan diatas begitu mempesona: Hukum pemantulan dan pembiasan menghasilkan gambaran ‘gunung terbalik’ yang terlihat diatas permukaan sungai. Polarisasi cahaya matahari oleh molekul diudara memberikan pemandangan biru yang sangat serasi dengan warna hijau dan coklat muda. Tiupan angin akibat adanya perbedaan tekanan udara menggerakan dedaunan pohon secara terirama. Tampak seekor hewan mengkonsumsi makanan dan minuman untuk mempertahankan kehidupan, suatu proses mengurangi entropi (ketidakteraturan) dengan cara menambah energi dalam hewan. Bukankah fisika itu indah? (diambil dari Microsoft Reference Library 2003. Encarta)

Kenapa Api Padam jika di guyur Air?

Kalau ada nyala api, pasti disitu ada tiga unsur. Apa itu ? Unsur pertama adalah oksigen atau sering juga disebut zat asam, kedua, bahan bakar, dan ketiga, panas. Oleh para ahil, ketiga unsur pembentuk api itu dinamai segitiga api (Gambar 1). Pendek kata, untuk menimbulkan api ketiga unsur itu harus ada dan berhubungan. Oleh sebab itu, apabila ingin memadamkan api, maka paling sedikit satu diantara ketiga unsur itu harus dihilangkan atau dipisahkan. Atau dengan kata lain, hubungan diantara ketiga unsur itu harus diputuskan.

Unsur pertama oksigen. Udara di sekitar kita ini mengandung oksigen, yang sangat dibutuhkan oleh semua makhluk hidup. Jadi, oksigen tidak mungkin dihilangkan. Oksigen hanya bisa dipisahkan dari ketiga unsur api. Unsur kedua adalah bahan bakar. Bahan bakar bisa dihilangkan. Demikian juga panas. Bagaimana caranya ? Salah satu caranya, ya diguyur air (Gambar 2).

Jika kita mengguyur api dengan air, apa yang terjadi ? Pertama-tama suhu panas, salah satu unsur segitiga api akan hilang dan menjadi dingin. Kemudian yang kedua, sebagian air yang dipergunakan untuk mengguyur akan menguap menjadi uap air. Nah, uap air inilah yang akan memisahkan api dari oksigen. Karena dua hal dari segitiga api, yaitu panas dan oksigen, tidak ada, padamlah api. Satu unsur hilang saja padam. apalagi dua (Gambar 3).

Namun, tidak semua api bisa dipadamkan dengan air. Cara memadamkan api dengan air ini hanya bisa dilakukan apabila bahan bakarnya berupa kayu, kain, plastik, atau kertas. Kalau api merupakan hasil percikan listrik atau ada unsur minyak tanah, atau bensin, maka tidak bisa dipadamkan dengan air. Mengguyurkan air pada api akibat percikan listrik sangat berbahaya, karena air adalah penghantar listrik. Si pengguyur bisa tersengat aliran listrik. Jika terjadi kebakaran akibat listrik, hal pertama yang harus dilakukan adalah memutuskan terlebih dahulu aliran listrik. Setelah yakin tidak aliran listrik baru bisa dipadamkan dengan air.

Bagaimana dengan minyak, atau bensin ? Karena berat jenis minyak atau bensin lebih kecil dibandingkan dengan air, maka ketika diguyur air, minyak atau bensin akan mengambang di atas air. Karena itu, minyak atau bensin itu tetap berhubungan dengan oksigen. Alhasil, api akan tetap menyala. Untuk memadamkan api jenis ini dibutuhkan pemadam kimia, yang biasanya berbentuk busa, atau zat karbondioksida.

Sumber : Kompas (19 februari 2006)

Pelangi – Alangkah indahmu

Fenomena alam ini hanya muncul sehabis hujan. Begitu indah sehingga menginspirasi banyak lagu, dongeng, dan legenda. Tapi dari kacamata sains, pelangi sangat sederhana. Itu cuma fisika optik semata.Kunci terjadinya pelangi adalah pembiasan cahaya. Ketika dibiaskan, cahaya akan berubah arah. Biasanya pembelokan ini terjadi ketika cahaya pindah dari medium satu ke yang lain. Hal ini terjadi karena cahaya bergerak dengan kecepatan berbeda dalam medium berlainan.

Ketika memasuki prisma kaca, cahaya akan dibelokkan. Begitu pula jika keluar dari prisma.

Selain membiaskan cahaya, prisma memisahkan cahaya putih menjadi komponen warnanya. Warna cahaya yang berlainan ini berbeda frekuensinya, sehingga memiliki kecepatan tempuh berbeda ketika memasuki suatu zat.

Cahaya yang kecepatannya rendah di dalam kaca akan dibelokkan lebih tajam ketika pindah dari udara ke kaca, karena perbedaan kecepatannya berlainan. Tak mengherankan jika komponen yang membentuk cahaya putih dipisahkan berdasarkan frekuensinya ketika melewati kaca. Pada prisma, cahaya akan dibelokkan dua kali, ketika masuk dan keluar, sehingga penyebaran cahaya terjadi.

Tetesan air hujan dapat membiaskan dan menyebarkan cahaya mirip sebuah prisma. Dalam kondisi yang tepat, pembiasan cahaya ini membentuk pelangi.

Sumber : Koran Tempo (26 September 2006)

Mengapa terjadi hujan meteor

Tahukah anda, di saat anda terlelap malam tadi, bumi kita kejatuhan ribuan meteor? Fenomena itu sangat indah. Kilatan cahaya menghiasi langit malam, meluncur cepat ke Bumi

Bagi yang tak sempat menyaksikannya, tak usah menyesal, karena bulan depan akan ada fenomena serupa.

Peristiwa yang dikenal para astronom sebagai meteor shower itu merupakan gejala alam yang lumrah. Tak ada hal yang mistis yang melingkupi fenomena ini seperti dalam legenda-legenda kuno. Bahkan, imajinasi-imajinasi “heboh” ala Hollywood seperti meteor besar yang menghancurkan Bumi pun tidak terjadi. Sepanjang 18 – 23 Oktober 2008 memang menjadi momentum hujan meteor orionid.

Menurut Dr. Thomas Djamaluddin, Peneliti Bidang Matahri dan Lingkungan Antariksa, Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN), hujan meteor kali ini merupakan peristiwa biasa. “Untuk kasus hujan meteor orionid bahkan terjadi dua kali setahun, yakni pada Mei dan Oktober,” urai Thomas.

Hal yang sam juga diungkapkan Dr. Moedji Rahardjo, astronom dari Kelompok Keahlian Astronomi Institut Teknologi Bandung (ITB). Menurut dia, momentum hujan meteor sifatnya regular. “Ada pola-pola tertentu pada kemunculan hujan meteor. Hanya saja terkadang pola-pola itu tidak mudah dilihat,” ungkapnya

Hujan Meteor memang tercatat telah berkali-kali terjadi dan diamati oleh banyak pihak. Bahkan, sebenarnya “serbuan” meteor ke Bumi berat totalnya dapat mencapai jumlah ribuan ton pertahunnya. “Dalam setahun, meteor yang masuk ke lapisan Bumi dapat mencapai 25 ribu ton. Jumlah itu termasuk hujan meteor yang terlihat dan tidak terlihat,” ujar Thomas lagi.

Belut Listrik, Ribuan Baterai Menempel di Tubuhnya

Setiap binatang punya cara unik untuk melindungi diri dari musuhnya. Beberapa jenis bahkan memiliki senjata ampuh, baik untuk berburu maupun untuk mengalahkan musuh. Salah satunya adalah belut listrik. Ia banyak ditemukan di daerah Amazon, Amerika Selatan. Panjangnya bisa mencapai 1-2 meter, dan beratnya bisa mencapai 20 kg. Uniknya, belut ini memiliki semacam panel-panel listrik sepanjang tubuhnya. Jumlahnya tak kurang dari 5.000 buah panel listrik. Tegangan listrik yang dihasilkannya pun bukan main-main, 500-600 volt. Sedangkan besaran arusnya mencapai 2 ampere. Maka, tak kurang dari 1.000 watt tenaga listrik bisa dihasilkan oleh hewan mirip ular ini. Bandingkan dengan satu buah batu baterai yang biasa kita pakai yang hanya bertegangan 1,5 volt.

Belut listrik menggunakan ujung ekornya sebagai kutub positif baterai dan ujung kepala bertindak sebagai kutub negatif. Dia bahkan mampu mengatur kekuatan panel-panel listrik pada tubuhnya untuk mendapat tegangan listrik kecil dan tegangan listrik besar sesuai kebutuhannya.

Belut listrik mampu membunuh pemangsanya dengan memberi mereka kejutan listrik dari jarak 2 meter. Untuk itu, ia butuh energi yang besar. Tapi tak butuh waktu lama untuk menghasilkan listriknya, cukup dua hingga tiga per seribu detik. Sedangkan untuk kebutuhan navigasi, belut listrik cukup memakai energi listrik yang kecil.

Sungguh, sebuah sistem yang sangat luar biasa dari seekor belut. Ia tentu tak mengenal ilmu kelistrikan. Namun, bagaimana ia bisa mengatur besaran tegangan dan arus listrik? Bagaimana cara ia menyerang musuhnya, tanpa membahayakan diri dan ikan di dekatnya? Bahkan, bagaimana ia bisa tahu bahwa tubuhnya bisa menghasilkan listrik?

Inilah salah satu keajaiban mengagumkan tentang penciptaan si belut itu sendiri. Sistem ini sanagat rumit dan tidak mungkin dijelaskan perkembangan setahap demi setahap. Dengan kata lain, tak mungkin kemampuan si belut tersebut muncul dari hasil evolusi. Bukankah hanya dia yang punya sistem listrik, sementara hewan lain yang hidup satu ekosistem dengannya tak punya kemampuan ini?

Yang terjadi adalah belut telah diciptakan secara sempurna, lengkap dengan kemampuan hebatnya. Adalah Allah Sang Maha Pencipta yang telah membentuknya dengan desain dan kreativitas maha tinggi.

Majalah Ar-Risalah Edisi 94

Teknologi Hidrolik dalam Akar

Amatilah tanaman yang paling sederhana. Bayam, cabe, atau padi misalnya. Sadarkah kita, dibalik kesederhanaan tanaman-tanaman itu, tersimpan kecanggihan teknologi uang luar biasa, yang terdapat dalam akar.

Ya, akar memiliki fungsi vital. Ia berperan memasok bahan-bahan makanan, air, dan mineral, bagi tanaman untuk tumbuh.

Kecanggihan akar terlihat dari mekanisme penyerapan air dari dalam tanah yang menyerupai teknik pengeboran dan mekanisme hidrolika. Ujung-ujung akar terus tumbuh untuk mencari air dalam tanah. Air memasuki akar dengan menembus lapisan tipis selaput luar akar dan sel-sel pembuluh halusnya (sel-sel kapiler). Air kemudian melewati sel-sel tersebut hingga sampai di jaringan batang. Dari sana, air diangkut ke setiap bagian tumbuhan.

Penyerapan air oleh akar terjadi melalui mekanisme perbedaan tekanan antara sel-sel akar dan air tanah. Ketika tekanan bagian dalam sel0sel akar lebih rendah dari tekanan di luar, tumbuhan memasukkan air dari luar. Jadi, sel-sel akar mengambil air dari luar tidak setiap saat dan terus menerus, melainkan hanya ketika sel-sel tersebut memerlukannya. Penentu terpenting yang memunculkan keadaan ini adalah besarnya tekanan yang dihasilkan oleh air di dalam akar. Tekanan ini harus diseimbangakan dengan keadaan di luar. Agar hal ini terjadi, tumbuhan harus mengambil air dari luar ketika tekanan di dalam mengalami penurunan. Tatkala hal sebaliknya terjadi, yaitu ketika tekanan di dalam lebih tinggi daripada keadaan di luar, tumbuhan mengeluarkan air dari dalam dirinya melalui daunnya (bukan melalui akarnaya) dengan cara penguapan untuk menjadikan tekanan itu seimbang kembali.

Sungguh sebuah kecerdasan yang tidak mungkin muncul dengan sendirinya. Bagaimana mungkin tumbuhan yang tak memiliki otak mampu melakukan mekanisme hidrolik yang rumit seperti itu? Tak ada yang dapat mengajarkan kemampuan itu kecuali Allah, Dzat Yang Maha Pencipta.

Sumber : Majalah Islam Ar-Risalah

Berjalan dengan 600.000 Helai Rambut

Tahukah Anda, bagaimana seekor laba-laba mampu merayap dengan mudah di permukaan tembok? Bahkan dengan posisi melawan gravitasi bumi?

Hasil penelitian para pakar biomekanika Institute for Technical Zoology and Bionics, Bremen, Jerman, menjawab teka-teki ini. Mereka meneliti kaki seekor laba-laba pelompat berukuran kecil (Evarcha arcuata). Mereka mendapatkan, laba-laba ini memiliki serangkaian rambut-rambut panjang (setae) di bawah telapak kaki laba-laba. Dan yang lebih mengejutkan, permukaan ujung bawah atau bagian telapak dari masing-masing rambut ini tertutupi oleh rambut-rambut yang jauh lebih kecil lagi (setule) dengan ujung berbentuk segitiga.

Lebih lanjut, mereka berhasil menguak kekuatan kaki laba-laba tersebut. Seekor laba-laba yang tergantung pada langit-langit dengan penempelan 600.000 setule menghasilkan gaya tarik-menarik yang mampu menahan 173 kali bobot badannya sendiri. Laba-laba tersebut menempel pada permukaan melalui gaya-gaya van der Walls, yaitu gaya tarik-menarik elektrostatik antarmolekul yang terpisah pada jarak 1/1.000.000 milimeter.

Sungguh sebuah mekanisme yang menakjubkan dari seekor makhluk keci bernama laba-laba, yang tak mungkin muncul dengan sendirinya. Sebuah mekanisme cerdas dari Sang Maha Pencipta yang Maha Cerdas, Allah Subhanahu wa Ta’ala.

“Dan Allah telah menciptakan semua jenis hewan dari air, maka sebagian dari hewan itu ada yang berjalan di atas perutnya dan sebagian berjalan dengan dua kaki sedang sebagian (yang lain) berjalan dengan empat kaki. Allah menciptakan apa yang dikehendaki-Nya, sesungguhnya Allah Maha Kuasa atas segala sesuatu.” (QS An-Nuur, 24:45)

Majalah Islam Ar-Risalah edisi 97

Fisika Batik, Upaya Memopulerkan Motif Batik


SETELAH sofware batik, kini giliran Anda menikmati para ilmuwan menuangkan ide kreatifnya dengan fisika batik. Seperti apa?

Keindahan motif batik yang terdapat di Indonesia merupakan salah satu wujud karakter bangsa yang harus dipertahankan. Menyelami ribuan motif batik yang berada di pelosok Nusantara, menggugah pemikiran para fisikawan menelusuri beragam keindahan dari berbagai motifnya.

Batik merupakan lukisan tentang alam dan dinamikanya. Berbeda dengan para pelukis naturalis yang melukis alam persis seperti apa yang dilihatnya, namun para pecinta batik melukis alam dari sisi yang lebih dalam.

Pencipta batik mencari pola dasar dari suatu fenomena yang dilihatnya. Kemudian dari pola dasar ini ditambah dengan beberapa aturan sederhana untuk menjadikannya sebuah lukisan batik yang sempurna. Dalam hal ini tentunya dibutuhkan sebuah kejeniusan melihat pola dasar dan mencari aturan, persis layaknya pekerjaan seorang fisikawan.

Mengupas tuntas mengenai fenomena ini, kehadiran buku “Fisika Batik” hadir memberikan angin segar bagi perkembangan motif batik.

“Ini adalah sebuah kemampuan luar biasa dari para leluhur kita. Batik yang diciptakan dengan peralatan sederhana itu mampu menerjemahkan keindahan alam dalam logika-logika fisika. Dengan banyaknya motif batik yang dimiliki Indonesia, dapat mengubah aturan dasar batik, maka akan tercipta ribuan atau bahkan miliaran motif batik yang baru,” kata fisikawan Prof Yohanes Surya saat ditemui di FAB Cafe, Toko Buku Gramedia di Grand Indonesia, Jakarta Pusat, Rabu (1/6/2009).

Tim peneliti dari Bandung Fe Institute, Hokky Situngkir yang telah merampungkan buku “Fisika Batik” ini juga turut menjelaskan, cara membaca pikiran para pembatik dilihat dari sudut pandang fisika.

“Teori fisika fraktal, mekanika statistik ketika dipakai untuk melihat batik keluarlah pola-pola yang unik dari batik, ada keteraturan-keteraturan yang diikuti oleh batik. Artinya, di samping berbagai filosofis ternyata ada aturan yang diikuti oleh pola-pola batik. Alasan inilah yang bisa menjelaskan kenapa batik itu punya pakem, corak, warna, dan didapat hanya melalui model-model fisika yang terbaru,” paparnya.

Lebih lanjut Hokky memaparkan, para pembatik dapat semakin mengembangkan pola-pola dasar batik agar lebih hebat.

“Kalau selama kita menggunakan model-model yang klasik, geometri atau matematika klasik, maka kita hanya akan melihat batik sebagai suatu ornamen saja. Tapi dengan adanya model fisika terbaru, kita bisa lihat ada sesuatu di balik terjadinya motif parang, mega mendung, dan lainnya,”  tambahnya.

Masih menurut Hokky, dalam proses pengerjaan buku “Fisika Batik”, ia menggunakan teknologi komputer untuk meniru cara berfikir batik sehingga dapat menggenerasi motif-motif batik agar tampak lebih baru.

“Bagi masyarakat awam, mungkin agak problematik membaca buku ini. Saya berharap hadirnya buku ini bisa membangun pemahaman bahwa desain batik itu tak terbatas. Pemahaman ini bisa memberikan nilai lebih bagi kemajuan, kesejahteraan, karena orientasi pada pendidikan. Karena hanya dengan teknologi seperti inilah sebetulnya bangsa ini akan menikmati nilai lebih. Ternyata hubungan antara fisika dengan batik sangat mendasar, meskipun dulu nenek moyang kita belum paham matematika,” tutur Sri Sultan Hamengku Buwono X yang hadir di acara tersebut.

Batik yang menjadi budaya bangsa itu memang harus dilestarikan. Karena itu, melalui buku Fisika Batik dapat membuat pelestarian batik lebih baik dari sebelumnya.

“Kekayaan batik kita mencapai hingga 1.543 macam, namun yang terdaftar dalam HAKI (Hak Atas Kekayaan Intelektual) baru sekira 300 jenis. Melalui riset dan buku semacam ini saya berharap agar pelestarian batik akan lebih baik melalui pengetahuan dan teknologi yang kita kuasai,” harapnya.

Bahkan tak hanya upaya melestarikan budaya bangsa, dengan kehadiran buku “Fisika Batik” ini diharapkan dapat menambah intelektual bangsa, menggali kekayaan yang luar biasa, dan menciptakan berbagai motif batik yang baru. (nsa)

2 thoughts on “Keindahan Fisika

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s