2 Mengapa Warna Baju Memudar Jika Dijemur?

Saya masih ingat ketika awal-awal belajar mencuci baju sendiri, saya diajari oleh bibi untuk membalik baju sebelum dijemur. Usut punya usut, ternyata hal itu dimaksudkan agar warna baju tak cepat pudar. Dengan membaliknya, yang memudar adalah bagian dalam baju saja, sedangkan bagian luarnya (yang terlihat ketika baju itu dipakai) tidak pudar. 

Ya, memang jika kita perhatikan, warna suatu permukaan lama-kelamaan memudar jika terpapar oleh sinar matahari. Selain baju, kita dapat menyimak baliho. Suatu baliho yang sudah lama terpasang akan terlihat pudar warnanya karena “dimakan” oleh sinar matahari. Mengapa sinar matahari dapat memudarkan warna? Apa yang sebenarnya terjadi?

Proses melihat: Cahaya terpantul pada benda, masuk ke mata, dan diinterpretasikan oleh otak

Warna adalah sensasi yang timbul di otak ketika cahaya dengan frekuensi tertentu masuk ke mata kita. Warna suatu cahaya ditentukan oleh frekuensi dari cahaya tersebut. Berikut ini adalah daftar warna-warna cahaya pelangi (mejikuhibiniu) beserta nilai frekuensinya.

Seperti terlihat pada tabel di atas, misalnya cahaya yang memiliki frekuensi 606-668 THz akan tampak berwarna biru. Berarti, baju yang berwarna biru tajam sebenarnya adalah baju yang permukaannya hanya memantulkan cahaya berfrekuensi 606-668 THz (cahaya biru) dan menyerap cahaya berfrekuensi selainnya. Cahaya pantulan berfrekuensi 606-668 THz ini kemudian masuk ke mata kita dan akhirnya otak kita melihat baju tersebut berwarna biru. Jika permukaan baju itu memantulkan juga cahaya berwarna lain, maka kebiruannya menjadi kurang tajam. Semakin banyak cahaya-cahaya berwarna lain yang dipantulkannya, warna biru baju itu menjadi semakin pudar. 

Kiri: Biru mula-mula
Kanan: Biru pudar (mengarah ke warna putih)

Bukti sederhana dari teori ini adalah bahwa warna yang memudar cenderung mengarah ke warna putih. Kita tahu bahwa warna putih adalah campuran semua warna mejikuhibiniu (merah jingga kuning hijau biru nila ungu). Dengan demikian, baju yang warnanya memudar adalah baju yang permukaannya memantulkan lebih banyak warna selain dari warna asalnya, sehingga mengarah ke warna putih.

Putih adalah campuran semua warna (frekuensi) cahaya

Sekarang mari kita hubungkan pudarnya warna dengan paparan sinar matahari.

Baju dapat memiliki warna tertentu karena diberi tinta. Awalnya, molekul tinta ini bersifat memantulkan cahaya dengan warna tertentu saja. Misalnya, sehelai baju diberi warna merah tajam. Artinya, molekul tinta merah di baju itu hanya memantulkan cahaya merah dan menyerap cahaya berwarna selainnya. Ketika baju merah itu dijemur, sinar ultraviolet (UV) dari cahaya matahari memecah ikatan kimia tinta merah itu sehingga kemampuan memantulkan cahaya merahnya berkurang. Akibatnya, tinta itu mulai memantulkan cahaya selain merah, sehingga mengarah ke putih, dan pudarlah warna baju tersebut. Ultraviolet sendiri dapat memecah ikatan kimia tinta pewarna baju karena ultraviolet merupakan kandungan cahaya matahari yang memiliki energi tinggi.

Nah, itulah mengapa sinar matahari dapat memudarkan warna. Maka, agar warna baju lebih awet, hindari paparan sinar matahari langsung ketika mengeringkannya. 

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

http://www.detektif-fisika-doni.blogspot.com

Sumber Gambar:

http://greencarecleaners.com/wp-content/uploads/2014/01/earthfriendly.jpg
http://www.coolminiornot.com/articlesimg/art3f63602238281.jpg

http://id.wikipedia.org/wiki/Spektrum_kasat_mata 

http://webvision.med.utah.edu/imageswv/KallColor3.jpg

http://www.cottonornothing.com/img/fading-shirts.jpg  

5 Mengapa Tulisan Ambulance Terbalik?

Mungkin sebagian orang masih bertanya-tanya mengapa tulisan ambulance harus dibuat terbalik. Keterbalikan tulisan ambulance tersebut sebenarnya mengikuti pola keterbalikan tulisan di cermin. Jadi, jika dilihat melalui sebuah cermin, tulisan ambulance itu akan terbaca secara normal. 

Setiap kendaraan bermotor dilengkapi dengan kaca spion yang tak lain merupakan cermin. Kaca spion berfungsi untuk melihat situasi di belakang kendaraan. Nah, ketika ambulance sedang melaju membawa pasien, maka seyogyanya ambulance tersebut diberi jalan agar si pasien cepat sampai di rumah sakit dan segera diberi penanganan. 

Ketika terdengar bunyi sirine di jalan, para pengemudi akan melihat ke kaca spion dan terbacalah tulisan ambulance itu dengan jelas. Segera setelah mengetahui bahwa sumber sirine itu adalah mobil ambulance, kendaraan-kendaraan di jalan pun menepi untuk memberi jalan kepada si ambulance.

Tulisan ambulance: Terbaca secara normal melalui kaca spion.

Bayangkan bila tulisan ambulance tidak dibalik, maka para pengemudi pun akan mengalami kesulitan untuk membaca tulisan itu melalui kaca spion mereka.  

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

http://www.detektif-fisika-doni.blogspot.com

 SUMBER GAMBAR:

https://lh5.googleusercontent.com/-ApQGaqZdfPw/US4tPTwtdXI/AAAAAAAAD1k/alBdB92FoFI/s800/0002410.jpg

http://driverstest.info/test/pics/dtaus_ambulanceinmirror.jpg

10 Bisakah Kita Mendinginkan Ruangan Dengan Menggunakan Kulkas?

Suhu udara yang panas dan gerah memang sangat menjengkelkan. Sayangnya untuk membeli AC diperlukan dana yang tidak sedikit dan tagihan listrik per bulannya pun akan membengkak. Sementara itu, dewasa ini sudah banyak orang memiliki kulkas di rumah untuk mendinginkan makanan dan minuman. Timbul pertanyaan, apakah kita bisa menggunakan kulkas tersebut untuk mendinginkan ruangan? Apakah suhu ruangan akan berubah sejuk jika pintu kulkasnya kita buka? 

Kegerahan: Akibat dari suhu udara yang panas.

Untuk dapat memahami jawaban atas pertanyaan ini, kita perlu mengingat kembali prinsip kerja kulkas. Suhu suatu zat ditentukan oleh banyaknya energi yang dikandungnya. Semakin banyak energi yang terkandung, semakin panas pula suhu zat tersebut. Sebaliknya, semakin sedikit energi yang terkandung, semakin dingin pula suhu zat tersebut. Jadi, untuk dapat mendinginkan udara di dalam kulkas, maka sebagian energinya harus dibuang keluar. Inilah fungsi sistem freon pada kulkas, yaitu membuang energi dari dalam kulkas ke luar kulkas. Buktinya, jika Anda sentuh bagian luar belakang kulkas, maka akan terasa panas. Jadi, sebuah kulkas dapat mendinginkan karena panas di dalam kulkas itu dibuang keluar.

Mekanisme kerja kulkas: Memindahkan panas dari dalam ke luar

 

Nah, sekarang misalkan Anda membuka pintu kulkas dengan tujuan mendinginkan seantero ruangan. Maka untuk mendinginkan udara di ruangan itu, si kulkas menyerap panasnya dan dibuang. Masalahnya, si kulkas membuang panasnya ke ruangan itu juga, sehingga udara di ruangan itu didinginkan dan dipanaskan secara bersamaan. Alhasil, suhu ruangan secara keseluruhan tetap sama saja.

Jadi, Anda tidak bisa mendinginkan sebuah ruangan dengan cara membuka pintu kulkas. Kecuali… Anda mendesain letak kulkas secara khusus dengan menempatkan casing(body)-nya di luar ruangan, sedangkan pintu kulkasnya tetap berada di dalam ruangan. Dengan cara ini, Anda akan berhasil mendinginkan ruangan dengan memanfaatkan kulkas, karena panasnya dibuang ke luar ruangan. Prinsip ini diterapkan pada AC. Bagian AC yang berfungsi membuang panas diletakkan di luar ruangan sehingga bagian dalam ruangan dapat mendingin.

Bagian pembuangan panas AC: Diletakkan di luar ruangan.

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

http://www.detektif-fisika-doni.blogspot.com

SUMBER GAMBAR:

http://www.centuryproductsllc.com/wp-content/uploads/refrigerator.jpg
http://selfcarers.com/wp-content/uploads/2014/04/excessive-sweating.jpg 

http://www.hk-phy.org/articles/refrigerator/refrigerator_work_e.gif

http://yogyaproperty.com/wp-content/uploads/2013/02/AC-Luar-Kos-kosan-di-Jogja-300x225.jpg

21 Mengapa Matahari Bisa Terbakar Di Angkasa Yang Hampa Udara?

Jika kita menyalakan sebuah lilin, lalu lilin yang sedang terbakar itu kita tutup dengan gelas, maka api lilin tersebut akan segera padam. Hal ini terjadi karena proses pembakaran mengkonsumsi oksigen dan menghasilkan karbondioksida. Ketika lilin kita tutup dengan gelas, pasokan oksigen menjadi terhambat sehingga si api pun menemui ajalnya :D

Nyala lilin akan padam jika ditutup dengan gelas

Kita pun bertanya, di angkasa luar itu tidak ada oksigen, namun mengapa matahari tetap bisa terbakar?? Mungkin ada sebagian dari Anda yang menduga bahwa matahari juga memiliki lapisan atmosfer seperti bumi yang mengandung oksigen. Dugaan ini keliru. Matahari tidak punya lapisan oksigen. Apa yang terjadi pada matahari berbeda dengan proses pembakaran di bumi. Oleh sebab itu, sebenarnya tidaklah tepat jika dikatakan bahwa matahari itu terbakar, karena apa yang disebut “terbakar” itu merupakan reaksi oksidasi yang membutuhkan kehadiran oksigen.

Rumah terbakar: Harus ada oksigen agar bisa terjadi

  

Matahari tidak membutuhkan oksigen untuk dapat menghasilkan panas, sehingga matahari tidak terbakar. Panas yang dihasilkan oleh matahari bukan berasal dari reaksi oksidasi, melainkan reaksi fusi. Reaksi fusi adalah proses penggabungan dua atom yang “ringan” menjadi sebuah atom yang lebih “berat”. Bahan utama penyusun matahari adalah hidrogen. Atom hidrogen adalah atom yang “ringan”. Tubuh matahari mengandung tekanan yang luar biasa tinggi sehingga tekanan ini memaksa dua atom hidrogen bergabung (fusi) untuk membentuk atom helium yang lebih “berat” daripada atom hidrogen. Akan tetapi, dalam proses fusi ini, tidak semua partikel atom hidrogen terpakai untuk membentuk atom helium. Sebagian dari partikel atom hidrogen lepas menjadi energi. Ini adalah penjelasan umum reaksi fusi matahari. Sekarang mari kita bahas secara lebih mendetail.

Inti atom terdiri dari proton dan neutron. Jumlah proton menentukan jenis atom. Sebagai contoh, jika suatu atom memiliki 1 buah proton, maka ia adalah atom hidrogen, sedangkan jika memiliki 2 buah proton, maka ia adalah atom helium. Satu jenis atom dapat memiliki jumlah neutron yang berbeda. Contoh, atom hidrogen ada yang memiliki 1 buah neutron (disebut deuterium) dan ada pula yang memiliki 2 buah neutron (disebut tritium). Baik deuterium maupun tritium sama-sama merupakan atom hidrogen karena memiliki 1 buah proton. Jadi, deuterium memiliki 1 proton dan 1 neutron, sedangkan tritium memiliki 1 proton dan 2 neutron. 

Di dalam tubuh matahari, tekanannya sangat besar sehingga memaksa deuterium dan tritium melebur/bergabung menjadi satu. Alhasil, dari peleburan (fusi) ini terbentuk atom baru yaitu helium yang memiliki 2 proton dan 2 neutron. Dengan komposisi helium ini, tampak bahwa 1 buah neutron dari hidrogen tidak terpakai. Neutron yang tak terpakai inilah yang menjadi sumber energi bagi matahari. Mari kita lihat skema di bawah ini agar lebih jelas.

Nah, dari proses fusi inilah matahari mendapatkan energi sehingga dapat memasok panas untuk bumi. Karena reaksi fusi bukanlah pembakaran, maka sebetulnya tidak ada api di matahari. Reaksi fusi dapat terjadi tanpa kehadiran oksigen, sehingga matahari tetap dapat “menyala” di angkasa yang hampa udara.

  

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

http://www.detektif-fisika-doni.blogspot.com

SUMBER GAMBAR:

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgMH3molDvKWRA_MgiH1YCJ_AdM7HDqO8YwBHDhIxp5HTUOIcMqYZVkkILpJEf6D8dmys7sswDaJuGrGHMciy55EhsOE8-SuvCglKedd0p81AX5R9inVmwJ5M6UNC5T2I-eytud91qf3Sg/s1600/dampak+badai+matahari.jpg

http://www.orbitdigital.net/sites/default/files/styles/panopoly_image_featured/public/Cover%20Tut%20Lilin.jpg?itok=yK2j0j55

http://images.dailytech.com/nimage/Fusion_Reaction_Diagram_Wide.jpg

http://www.orionrestoration.com/Portals/138777/images/Fire1.jpg

http://ircamera.as.arizona.edu/NatSci102/NatSci102/images/atoms.jpg

10 Mengapa Arah Nyala Api Selalu Ke Atas?

Apakah pertanyaan ini pernah terlintas di benak Anda? Mengapa api selalu mengarah ke atas? Mengapa bukan ke kiri, ke kanan, atau ke bawah? Seperti biasa, kita akan membahasnya dengan ilmu fisika. Inilah indahnya fisika, kita dapat memahami kejadian alam.

 

Pertama-tama mari kita kenal lebih jauh apa sebenarnya api itu. Api merupakan suatu area gas di mana terjadi proses oksidasi dengan laju tinggi. Oksidasi sendiri merupakan reaksi kimia antara suatu zat dan oksigen. Contoh lain oksidasi adalah proses perkaratan besi, akan tetapi oksidasi tipe ini berlangsung lama, sedangkan oksidasi pada api berlangsung sangat cepat. Reaksi oksidasi yang terjadi pada api membebaskan banyak energi sehingga timbul panas dan cahaya. Itulah sebabnya api menghasilkan panas dan memancarkan cahaya.

Beri berkarat: Proses oksidasi

Terjadinya api merupakan salah satu aplikasi sederhana dari teori Einstein yang terkenal, E = mc², yaitu bahwa massa dan energi adalah setara. Untuk menghasilkan energi, kita perlu menghancurkan massa. Begitu pula api. Dengan menghancurkan (membakar) massa dalam sebatang kayu, kita mendapatkan energi (api).

Karena api menghasilkan panas, maka gas yang menjadi tempat kobaran api ikut menjadi panas. Ketika gas dalam keadaan panas, molekul gas tersebut bergerak makin cepat sehingga terpisah semakin jauh satu dengan lainnya. Hal ini mengakibatkan gas panas itu mengalami pemuaian (volumenya membesar). Karena terjadi pertambahan volume, maka massa jenis gas itu mengecil (menjadi lebih ringan). Sementara itu, gas udara di sekitar api (yang lebih dingin) memiliki massa jenis lebih besar (lebih berat). Alhasil, gas panas api bergerak ke atas (terjadi efek apung). Ketika gas panas api naik, udara sekitar yang lebih dingin turun mengisi kekosongan. Udara inipun terbakar dan membentuk api sehingga kembali bergerak ke atas. Begitu seterusnya.

Jika kita analisis lebih jauh, udara dingin yang berat dapat bergerak turun mengganti posisi gas api karena udara dingin tersebut ditarik oleh gaya gravitasi. Jadi, dapatlah kita katakan bahwa arah nyala api selalu berlawanan dengan arah gaya gravitasi. 

Muncul pertanyaan lanjutan, apakah kita bisa menyalakan lilin di luar angkasa? Jawabannya adalah tidak bisa, karena api terbentuk dari proses oksidasi sehingga harus ada oksigen. Di luar angkasa tidak ada oksigen sehingga api tidak bisa terjadi. Jika kita membawa suatu tabung berisi oksigen ke luar angkasa, barulah kita dapat menyalakan lilin di sana. Ketika lilin telah menyala dalam tabung, ke manakan arah apinya? Apinya akan mengarah berlawanan dengan arah gravitasi. Jika gravitasi mengarah ke kanan, maka api mengarah ke kiri. Jika gravitasi mengarah ke atas, maka api mengarah ke bawah. Andaikata lilin tersebut dinyalakan di tempat yang bebas gravitasi, maka apinya akan mengarah ke segala arah secara acak.

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

http://www.detektif-fisika-doni.blogspot.com

SUMBER GAMBAR:

http://blog.covenantpeace.com/wp-content/uploads/2013/04/Candle-red-flame-close-up-iStock_000001094246XSmall.jpg
https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi2Zpmu4oNAyqSTKiGEjUB4pZOx62rDjGj-WnSnzOfU66Sxo5Hjk44nS45UDHgrVZou29KP_m2ow2pog9vugjWWyOy5toMolunrMVnX3uToM1YXCATgH0i2CIsACJUL5nthOBYQgGUctLFp/s1600/corrosion.jpg

8 Benarkah Ada Yang Lebih Cepat Daripada Cahaya?

Pada pertengahan abad 20, Albert Einstein mendobrak kemapanan ilmu sains dengan teori relatifitasnya. Teori fisika yang ada saat ini banyak mengacu pada teori Einstein tersebut. Fondasi utama dari teori relatifitas adalah bahwa batas maksimal kecepatan di alam raya ini adalah kecepatan cahaya, yaitu sekitar 300.000 km per detik.  Sang jenius Einstein menyatakan bahwa cahayalah raja kecepatan. Tidak ada yang bisa lebih cepat daripada cahaya.

Albert Einstein

Reputasi kecepatan cahaya ini bertahan hingga tahun 2011 ketika, secara mengejutkan, para ilmuwan yang menggarap proyek penelitian OPERA menemukan bahwa partikel neutrino dapat bergerak lebih cepat daripada cahaya! Apakah si jenius Albert Einstein melakukan kesalahan dalam menyusun teorinya? Untuk dapat memahami kasus ini dengan baik, mari kita perjelas terlebih dahulu apa yang dimaksud dengan partikel neutrino dan proyek OPERA. 

Neutrino merupakan salah satu partikel sub atomik dasar. Ia memiliki massa, meskipun sangat kecil, namun ia tak memiliki muatan listrik alias netral. Secara alami, neutrino terbentuk dari proses peluruhan radioaktif tertentu. Neutrino juga bisa dimunculkan secara buatan dengan jalan menabrakkan proton berkecepatan tinggi pada grafit. Hasil tabrakan tersebut akan memecah proton menjadi beberapa elemen yang lebih sederhana, dan salah satu elemen pecahan tersebut adalah neutrino.

OPERA merupakan singkatan dari Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus. Proyek penelitian OPERA ini pada intinya bertujuan untuk mempelajari karakter neutrino. Proyek OPERA dilakukan melalui kerjasama dua laboratorium sains besar dunia, yaitu CERN di Swiss dan LNGS di Italia. Dalam memunculkan neutrino dari tabrakan proton, para peneliti OPERA memanfaatkan Large Hadron Collider (LHC), yang merupakan salah satu alat eksperimen sains termahal  dan terbesar di dunia.

Sebagian kecil ruangan dari Large Hadron Collider

Para peneliti OPERA mempelajari pergerakan neutrino yang mereka tembakkan dari CERN Swiss menuju LNGS Italia yang berjarak 731,28 km. Ketika mereka mengukur waktu yang diperlukan neutrino untuk menempuh jarak itu, didapatkan bahwa waktunya adalah 2,43922 milisecond. Para peneliti itupun kaget, karena hasil pengukuran waktu tersebut lebih kecil 0,006 milisecond daripada waktu yang diperlukan cahaya untuk menempuh jarak yang sama. Dengan kata lain, neutrino bergerak lebih cepat daripada cahaya! Kecepatan cahaya adalah 299.792 km/sec, sedangkan kecepatan neutrino adalah 299.800 km/sec.

Penemuan ini tidak masuk akal karena bertolak belakang dengan teori Albert Einstein. Cahaya merupakan yang tercepat di alam semesta karena cahaya tidak memiliki massa. Meskipun sangat kecil, partikel neutrino tetap memiliki massa sehingga tidak mungkin bisa lebih cepat daripada cahaya. 

Takjub, para peneliti OPERA pun menghabiskan waktu berminggu-minggu untuk memeriksa kembali keadaan alat eksperimen dan semua kalkulasi mereka. Akan tetapi, mereka tidak menemukan kesalahan apapun. Yakin dengan hasil yang didapatkan, penemuan ini pun dipublikasikan pada September 2011. Terang saja, kecepatan neutrino yang melebihi kecepatan cahaya segera menjadi topik hangat perbincangan internasional, termasuk juga perdebatan mengenai kebenarannya. Dunia mulai meragukan keabsahan teori Einstein. 

Akan tetapi pada akhirnya para peneliti OPERA menemukan bahwa terdapat dua kelemahan pada desain eksperimen mereka sehingga berujung pada kesalahan pengukuran waktu tempuh partikel neutrino. Kelemahan pertama adalah bahwa fiber optiknya tidak terpasang secara baik, dan kelemahan kedua adalah bahwa pengukur waktu osilatornya bergetar terlalu cepat. Ralat ini mereka umumkan pada Maret 2012. Mereka menegaskan bahwa kecepatan neutrino tidak lebih cepat daripada kecepatan cahaya dan masih kosisten dengan teori yang diajukan Albert Einstein.

Jadi, cahaya masih merupakan Raja Kecepatan di alam semesta ini, dan kejeniusan Einstein tidak terbantahkan lagi.

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

http://www.detektif-fisika-doni.blogspot.com

REFERENSI:

http://en.wikipedia.org/wiki/Faster-than-light_neutrino_anomaly

http://en.wikipedia.org/wiki/Neutrino

http://en.wikipedia.org/wiki/OPERA_experiment

SUMBER GAMBAR:

http://i.huffpost.com/gen/1055913/thumbs/o-SPEED-OF-LIGHT-facebook.jpg

http://25.media.tumblr.com/938ebaea01dc77638faa08482779dec6/tumblr_mjo1xa0Haw1r5j2gro1_1280.jpg

http://www.wired.com/images_blogs/wiredscience/images/2008/09/09/lhc4.jpg

0 Download Rangkuman Fisika IGCSE

Baru saja saya menyusun sebuah rangkuman tentang seluruh materi fisika untuk program internasional Cambridge IGCSE. Rangkuman ini sebenarnya saya buat untuk para murid saya di IGCSE yang sedang menghadapi ujian akhir, akan tetapi bagi yang berminat mempelajarinya, silakan didownload. Berhubung saya mengajar di program internasional, maka rangkuman ini saya susun dalam bahasa Inggris.

Bahan pembelajaran ini saya buat untuk kepentingan pendidikan. Dimohon kepada para pendownload untuk tidak memperjualbelikannya. Juga, dimohon agar tetap menghormati keaslian identitas penyusun. Terimakasih. Selamat belajar fisika. 

Klik link berikut ini untuk mendownload:

DOWNLOAD RANGKUMAN FISIKA IGCSE