Skip to main content

Entri yang Diunggulkan

Perpindahan Kalor: Konduksi, Konveksi, dan Radiasi

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering merasakan panas dari matahari, radiator, atau api unggun. Tapi, pernahkah kamu bertanya-tanya bagaimana kalor sebenarnya berpindah? Dalam fisika, perpindahan kalor terjadi melalui tiga cara yaitu: konduksi, konveksi, dan radiasi. Setiap proses ini memiliki mekanisme uniknya sendiri dan penting untuk banyak aplikasi kehidupan sehari-hari, mulai dari teknologi rumah tangga hingga iklim global. 1. Konduksi: Perpindahan Kalor Melalui Kontak Langsung Konduksi adalah proses di mana kalor berpindah melalui kontak langsung antara partikel-partikel dalam suatu bahan, terutama dalam zat padat. Saat satu bagian dari benda dipanaskan, partikel-partikel di area tersebut mulai bergetar lebih cepat dan mentransfer energi kinetik mereka ke partikel-partikel tetangga. Dengan cara ini, kalor menyebar dari satu ujung benda padat ke ujung lainnya. Pada logam, proses ini terjadi dengan sangat cepat karena adanya elektron bebas yang membantu membawa kalor dari area y...

FENOMENA WARNA PADA ATMOSFER KITA

Memandang langit adalah kegiatan yang paling menyenangkan. Memandang langit seringkali mengingatkan akan cita-cita atau harapan kita. Memandang langit juga akan menggugah hati dan pikiran kita tentang kebesaran Sang Pencipta alam semesta ini.

Pada saat kita memandang langit kita terutama saat siang hari yang cerah, kita akan disajikan dengan warna biru cerah yang akan menggugah semangat kita. Saat cuaca sedikit berawan maka awan akan berwaran putih cerah menghiasi angkasa. Akan tetapi saat cuaca mendung, awan akan terlihat kelabu. Saat sore hari pemandangan langit akan merah merona pertanda waktu istirahat tiba. Pada saat pagi haripun kita akan melihat pemandangan yang sama pada sore hari. Para pujangga seringkali menggambarkan keindahan langit tersebut (sore dan pagi) dengan sajak-sajak yang syahdu.

Bagaimana cara fisikawan menikmati keindahan alam pada fenomena tersebut? Fisikawan selalu memandang keindahan alam dengan cara mencari tahu penyebabnya hingga seringkali tarhayut pada kebesaran Sang Pencipta. Fenomena yang indah tersebut dapat dijelaskan melalui sifat alami cahaya sebagai gelombang dan partikel. 
Gambar 1. Fenomena warna pada atmosfer Bumi
Cahaya dapat mengalami berbagai peristiwa saat menjalar disuatu medium. Cahaya dapat memunculkan fenomena interferensi  dan difraksi manakala melewati medium yang memiliki celah. Cahaya dapat mengalami pemantulan dan pembiasan saat melewati medium. Cahaya juga dapat mengalami hamburan (scattering) ketika melewati medium yang berisi partikel-partikel  yang sangat kecil (zat alir atau fluida misalnya gas, debu, uap air, dll).

Atmosfer Bumi kita berisi partikel-partikel kecil yang terdiri dari Nitrogen (N2, 72%), Oksigen (O2, 21%), Argon (Ar, 1%), Air (H2O, 0 - 7%), Ozon (O3, 0,01%), Karbon dioksida (CO2, 0,01 - 1%), debu. Adanya partikel-partikel tersebut membuat Bumi memiliki warna akibat peristiwa hamburan. Peristiwa hamburan cahaya merupakan peristiwa membeloknya arah cahaya akibat partikel penghambur. Hamburan cahaya tersebut sangat bergantung pada ukuran partikel dan panjang gelombangnya. Adapun intensitas cahaya sebanding dengan 1/λ4 dengan λ adalah panjang gelombang cahaya. Untuk kasus atmosfer bumi warna langit dipengaruhi oleh hamburan yang kita sebut hamburan Rayleigh yang mana partikel penghambur ukurannya jauh lebih kecil dibandingkan panjang gelombangnya.

Saat siang hari cahaya matahari akan dihamburkan oleh partikel-partikel di atmosfer kita. Akibat peristiwa hamburan tersebut tidak semua cahaya sampai kepada kita. Sebagian besar cahaya yang sampai kepada kita adalah cahaya dengan panjang gelombang warna biru, sehingga kita akan melihat warna langit kita berwarna biru. Ilustrasi peristiwa hamburan cahaya pada atmosfer dapat ditunjukkan pada Gambar.
Gambar 2. Ilustrasi fenomena hamburan saat siang hari
Pertanyaan yang muncul selanjutnya adalah mengapa kemudian awan berwarna putih? Telah kita ulas sebelumnya bahwa peristiwa hamburan sangat bergantung pada ukuran partikel penghambur. Ukuran partikel awan lebih besar dibandingkan dengan ukuran rata-rata penyusun atmosfer kita (udara, debu). Hal ini dikarenakan sebagian besar kandungan awan adalah uap air. Pada kasus ini dapat kita jelaskan bahwa fraksi cahaya yang terhambur memiliki jumlah yang sama besar. Komposisi warna gelombang cahaya yang sampai kepada kita akibat hamburan cahaya di awan tersebut mengakibatkan awan berwarna putih.

Kita akan sangat sederhana kemudian menjawab bahwa saat senja maupun fajar warna langit akan berwana merah juga akibat cahaya yang terhambur dan sampai kepada kita adalah panjang gelombang untuk warna merah. Kitapun akan melihat warna awan berwarna merah pada senja maupun fajar hari akibat cahaya yang sampai pada atmosfer kita pada sore hari adalah panjang gelombang warna merah.

Gambar 3. Ilustrasi hamburan cahaya pada sore dan fajar
Sedangkan saat mendung, uap air mengalami kondensasi sehingga ukuran partikelnya cukup besar untuk menghalangi cahaya menembusnya. Sehingga saat cuaca mendung awan benar-benar kelabu dan langit akan tampak gelap.

SEMOGA BERMANFAAT :D

Referensi:
Lewin, W., & W. Goldstein, 2011, For the love of physics: from of the rainbow to edge of time-a journey through the wonders of physics, New York: Free Press
https://en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh_scattering

Interesting video:
Walter Lewin: For the Love physics 
Labels:

Artikel Populer

GELOMBANG BUNYI ALAT MUSIK

Suara musik seringkali membuat sensasi tersendiri bagi perasaan kita. Kita dapat merasakan bahagia, semangat, sedih, galau, ceria saat mendengarkan musik. Seringkali kita juga akan memilih jenis musik yang sesuai dengan perasaan yang sedang kita alami ataupun untuk menciptakan suasana perasaan tertentu.  Musik yang kita dengarkan merupakan harmonisasi dari berbagai alat musik. Musik pop misalnya terdiri dari harmonisasi drum, gitar, serta piano. Pada musik jaz kita akan mendengarkan harmonisasi alat-alat musik dengan ciri khas saxophone di dalamnya, sementara pada musik dangdut kita akan mendengar seruling dengan ciri khasnya. Suara yang beragam akan kita dengarkan dari alat-alat musik tersebut. Suara alat musik akan berbeda-beda saat kita dengarkan dari alat musik yang berbeda meskipun pada tingkatan nada yang sama. Kita akan dengan mudah membedakan suara seruling, piano, biola, saxophone, maupun gitar. Secara fisika bagaimana kita dapat menjelaskan fenomena tersebut? ...
Read more

Energi Kinetik dan Energi Potensial: Konsep Dasar dan Implikasinya dalam Kehidupan Sehari-hari

Energi merupakan salah satu konsep paling mendasar dalam ilmu fisika. Dua bentuk energi yang sering dibahas dalam konteks fisika adalah energi kinetik dan energi potensial. Kedua bentuk energi ini memiliki peran penting dalam menjelaskan berbagai fenomena alam, mulai dari gerakan objek hingga perubahan potensial dalam sistem fisik.  Energi Kinetik Energi kinetik merujuk pada energi yang dimiliki oleh objek karena gerakannya. Energi ini bergantung pada massa dan kecepatan objek tersebut. Formula umum untuk menghitung energi kinetik (Ek) adalah: \[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \] Di mana: - \(E_k\) adalah energi kinetik, - \(m\) adalah massa objek, dan - \(v\) adalah kecepatan objek. Contoh sederhana penerapan energi kinetik adalah dalam menghitung energi yang dimiliki oleh sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan tertentu. Semakin besar massa dan kecepatan mobil, semakin besar pula energi kinetiknya.  Energi Potensial Energi potensial merujuk pada energi yang terkait dengan posis...
Read more

Pemuaian Termal: Menggali Lebih Dalam tentang Perilaku Materi saat Berubah Suhu

Pemuaian termal adalah fenomena penting dalam ilmu fisika yang melibatkan perubahan dimensi suatu benda akibat perubahan suhu. Konsep ini memiliki implikasi signifikan dalam kehidupan sehari-hari, rekayasa, dan teknologi. Artikel ini akan membahas konsep pemuaian termal, jenis-jenis pemuaian termal, dan aplikasinya dalam berbagai aspek kehidupan. Gambar 1. Aplikasi pemuaian termal dijembatan Konsep Dasar Pemuaian Termal Pemuaian termal terjadi karena partikel-partikel dalam zat memiliki energi kinetik yang meningkat saat suhu naik. Akibatnya, partikel-partikel ini bergerak dengan amplitudo yang lebih besar, dan jarak antara mereka pun meningkat. Fenomena ini dapat dijelaskan melalui hukum perpindahan panas dan hukum dasar termodinamika. Jenis-Jenis Pemuaian Termal Pemuaian termal dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu: 1. Pemuaian Linier: Ini terjadi ketika objek memanjang dalam satu dimensi. Contoh yang umum adalah rel kereta api yang memanjang saat cuaca panas. 2. Pemuaian Luas: ...
Read more

Pembahasan Soal OSN SD Bagian Fisika Tahun 2024

Soal 1. Andi, Budi, dan Cahyo melakukan lomba lari 200 m saat pengambilan nilai pada mata pelajaran Olah Raga. Andi berlari dengan kecepatan tetap sebesar 10 m/s hingga garis finish. Budi berlari dengan kecepatan tetap 8 m/s selama 5 detik pertama, kemudian mempercepat larinya dengan percepatan \(1 m/s^2\) selama 4 detik, dan akhirnya berlari dengan kecepatan tetap hingga garis finish. Cahyo berlari dengan kecepatan 8 m/s untuk 100 meter pertama dan kemudian berlari dengan kecepatan 12 m/s. Pernyataan manakah berikut ini yang benar? A. Andi memenangkan perlombaan B. Budi memenangkan perlombaan C. Cahyo memenangkan perlombaan D. Andi dan Budi akan mencapai garis finish bersamaan Jawaban: Jarak tempuh s=200 m Pada pertandingan balap lari maka waktu yang tercepat adalah pemenangnya . Andi: Andi bergerak konstan, maka waktu tempuh Andi adalah \(t=s/v= 200/10= 20s\), atau 20 detik. Budi: Budi berlari dengan kecepatan konstan 8 m/s selama 5 detik, jarak yang ditempuh andi pada waktu ini ada...
Read more

Gerak Proyektil (Gerak Peluru)

Suatu hari Cesc Fabregras dan Neymar Jr. mencetak goal yang sangat cantik dengan mencungkil bola sehingga mengecoh kiper yang terlanjur salah posisi. Bola melaju pelan, akan tetapi cukup tinggi untuk mengecoh kiper yang salah posisi. Lintasan bola berbentuk melengkung yang kita kenal dengan gerak proyektil atau gerak peluru. Apakah itu gerak peluru? Gerak proyektil atau gerak peluru adalah gerak dengan lintasan melengkung berbentuk kurva parabola. Karena lintasan yang melengkung ini, gerak proyektil termasuk di dalam gerak dua dimensi. Maksud dari gerak dua dimensi adalah gerak benda dapat diproyeksikan pada arah horizontal dan vertikal. Secara fisika, pada arah horizontal, tidak ada gaya mempengaruhinya sehingga benda bergerak dengan kecepatan konstan. Sebaliknya pada arah vertikal gaya gravitasi menarik benda kebawah sehingga benda bergerak dengan kecepatan yang tidak konstan. Persamaan gerak benda pada sumbu x dapat dinyatakan sebagai berikut: \(x=v_{o}sin\theta\tim...
Read more