Landasan-Landasan Filsafat Ilmu - Dana Santika - Fisika - Undiksha
Peran Ilmu Fisika Dalam Pembentukan Karakter...
Transcript of Peran Ilmu Fisika Dalam Pembentukan Karakter...
Bambang Widiyatmoko/ Peran Ilmu Fisika Dalam Pembentukan Karakter Bangsa
7
Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVI HFI Jateng & DIY, Purworejo 14 April 2012
ISSN : 0853-0823
Peran Ilmu Fisika Dalam Pembentukan Karakter Bangsa
Bambang Widiyatmoko
Grup Tera Hertz Photonics-Bidang Instrumentasi Fisis dan Optoelektronika Pusat Penelitian Fisika-LIPI Kompleks Puspiptek Serpong-Tangerang Selatan 15310 Email: [email protected]
Abstrak – Ilmu dasar pada dasarnya merupakan ilmu yang sangat diperlukan untuk memberi landasan pengetahuan dan landasan pemikiran ilmiah. Dari ilmu dasar berkembang teknologi yaitu suatu bentuk gabungan antara ilmu ( Science) dan Rekayasa ( Enggineering). Peran ilmu fisika sangat penting dalam pertumbuhan teknologi dan diabat moderen dimana penguasaan teknologi merupakan ukuran kemajuan bangsa. Pemahaman ilmiah dan penguasaan ilmu dasar dapat dijadikan kunci dalam membentuk karakter bangsa untuk menjadi bangsa yang inovatif. Diberikan beberapa contoh aplikasi sederhana ilmu fisika dapat merubah teknologi dunia dan dapat merubah kehidupan manusia. Kata kunci: Inovasi, Basic science, Laser.
I. PENDAHULUAN Menjadi pengetahuan umum dan kesadaran umum
bahwa penguasaan ilmu adalah kebutuhan fundamental yang ingin diraih, terbukti tidak satupun keluarga yang tidak ingin menyekolahkan anaknya untuk mendapat ilmu. Banyak bukti yang memperlihatkan bahwa dengan ilmu dapat sukses. Namun demikian, ketika dikaitkan dengan ilmu fisika atau ilmu dasar pada umumnya maka kebanyakan masyarakat melihat dari kesusahannya karena sulit untuk membayangkan kegunaan langsung yang dirasakan. Hal ini bisa dimaklumi karena pada prinsipnya Ilmu dasar khususnya Fisika berperan tidak langsung atau sebagai pendukung untuk kemajuan teknologi. Beberapa negara maju sangat mendorong penguasaan ilmu dasar fisika karena kesadarannya bahwa tidak ada teknologi atau inovasi teknologi yang dihasilkan tanpa berhubungan dengan prinsip prinsip ilmu dasar.
Kemajuan teknologi saat ini telah dirasakan hampir ke seluruh pelosok tanah air seperti Televisi, CD player maupun handphone. Namun sering tidak kita sadari bahwa tanpa penguatan inovasi nasional maka bangsa ini akan selalu menjadi bangsa “pengguna teknologi” dan bukan bangsa “penghasil teknologi”. Studi terbaru dari lembaga lembaga internasional memaparkan bahwa dimasa mendatang, keunggulan suatu bangsa bukan lagi ditentukan oleh seberapa besar sumber daya alam yang dipunyai suatu negara, namun ditentukan oleh seberapa inovatif nya bangsa tersebut. Tabel 1 menunjukan hasil kajian tersebut, dimana sumber daya alam akan menentukan 10% kemajuan, teknologi 20%, networking 25% dan Inovasi menetukan 45 % keberhasilan bangsa. Bangsa Indonesia telah dikaruniai sumber daya alam yang melimpah sehingga apabila dibarengi dengan inovasi teknologi maka akan menjadikan bangsa ini unggul disegala bidang. Inovasi pada dasarnya adalah kreasi untuk meringankan problem baik itu problem teknologi maupun problem sehari hari. Inovasi akan muncul dan berkembang bila didasarkan pemikiran
ilmiah, dimana fakta ilmiah menjadi hal utama dalam pengambilan keputusan.
Tabel 1. Faktor faktor penentu kemajuan suatu bangsa dimasa
mendatang.
Faktor Peranan (%) 1. Natural Resources 10 2. Technology 20 3.Networking 25 4. Innovation & Creation 45
Sejak lama ilmu Fisika mendidik untuk berfikir ilmiah dengan segala gejala riil dan dapat dipelajari. Ilmu Fisika juga telah menjadi pilar utama untuk kemajuan teknologi saat ini, dimana berbagai hasil penelitian dari para fisikawan telah berkonstribusi besar dalam teknologi saat ini.
II. PERAN PENELITIAN FISIKA DALAM PENINGKATAN INOVASI
Ketika mengetahui atau memakai suatu teknologi, tidak banyak yang mengetahui atau ingin tahu bagaimana produk tersebut dihasilkan. Produk biasanya dihasilkan dari runtutan penelitian dasar sampai produksi. Gambar 1 adalah suatu gambaran atau runtutan panjang dari ide menjadi produk. Tahap awal didahului oleh ide untuk membuat penelitian, dimana biasanya pada tahap ini tidak banyak peneliti membayangkan kelak akan menjadi produk. Penelitian pada dasrnya ditujukan untuk pengembangan ilmu pengetahuan. Dalam tahap inilah peran ilmu dasar khususnya fisika sangat diperlukan. Dari suatu penelitian penelitian yang menghasilkan suatu protype protype yang selanjutnya diujicobakan untuk diproduksi. Walaupun proses ini tidak kita sadari namun kenyataannya semua produk diawali dari hasil penelitian dan menunjukkan peran ilmu fisika maupun ilmu dasar lainnya. Dari gambaran
8
ini sebsembaipemten
G
A. lua
Dmebandifdaphukoptpen
HmumuWehttprumsudlainbermesud(inadanissam
Per
ata
dapat dimengbagai menebmakin besar pik (penelitianmahaman dasntang ilmu ilm
Gambar 1. Run
Hukum sedear biasa. Dalam ilmu enjelaskan phnyak yang mfahami. Contopak besar dakum Snelius tic, rumus rnemuan teknoHukum Snelludah karena mudah dimengeekipedia, p://id.wikipedmus matematidut datang dannnya yang merbeda, seperenyebutkan bdut bias adalahdek bias mealah nisbah susbah kecepatama dengan keb
rumusan mate
au
Prosi
gerti bahwa par benih, s
pula prosentasn yang baik)sar yang baik
mu dasar.
ntunan perjalan
erhana denga
fisika banyenomena alammudah dipahoh hukum hualam perkemb
yang menjarumus elektr
ologi komunikius sangat ki
memang rumuerti. Hukum
dia.org/wiki/Hika yang memn sudut bias pelalui batas anrti udara dahwa “nisbahh konstan, yan
edium). Perumudut datang dan cahaya pabalikan nisbah
ematis hukum
iding Pertemuan
penelitian dapemakin banye keberhasilan) harus dilanpula terutam
nan dari ide men
an pemakaia
yak hukum m dimana da
hami dan adukum fisika ybangan teknoladi dasar penromagnetik skasi (handphonta fahami berusannya sangaSnellius [1]
Hukum_Snelliumberikan hubada cahaya atntara dua meddan gelas. h sinus sudung tergantung musan lain y
dan sudut biasada kedua mh indeks bias.
Snellius adal
Bambang
n Ilmiah XXVI HISSN
pat diibaratkanyak menebarn. Benih yangndasi dengan
ma pemahaman
njadi produk.
n berdampak
hukum yangalam rumusanda yang suliyang memberlogi misalnyanemuan fibersebagai dasarne), dsb. rsama denganat mudah dan(disadur dar
us) adalahbungan antaratau gelombangdium isotropik
Hukum inut datang dan
pada mediumyang ekivalens sama denganmedium, yang
ah
(1)
(2)
Widiyatmoko/ P
HFI Jateng & DIN : 0853-0823
n r g n n
k
g n t i a r r
n n ri
h a g k i n
m n n g
)
)
atau
Lambanbias, v1sinar bmediumindeks Pada pterpakuuntuk pemikirmembebias satmaka ayang dadengantergambdalam (http://eal_refle
Gamba
Adandalam pSaat inberkonmaupunmenyadberkomkomunipenting
Dari betapa sederhalagi copenguademikia
B. Pene Lase
yang tsemikomengandengan
Peran Ilmu Fisik
IY, Purworejo 1
ng θ1,θ2 mer1 dan v2 padabias. Lambanm yang dilalubias medium
pemaham biau pada perhitu
mengetahui ran INOVA
eri kesimpulantu (n1) dan indakan ada suduatang tidak la
n sempurna. Sbar pada gampembuatan
en.wikipedia.oection)
(a)
r 2. GambaraPercobaa
nya sudut krpembuatan Fibi Fiber optic stribusi besan komunikasdari bahw
munikasi denikasi fiber o
g khususnya kgambaran d
ilmu fisika ana dapat merontoh yang masaan ilmu dasan juga di neg emuan Laser der dioda merutersusun atas onduktor tndung sejumla
n sedikit elektr
ka Dalam Pembe
14 April 2012
rujuk pada sua kecepatan cang n1 meruj
ui sinar datangyang dilalui s
asa untuk percungan sudut
indeks biasATIF mengen bahwa apabdek bias dua
ut datang makagi di biaskan Sudut ini disebmbar 2. Prins
serat optik org/wiki/Opti
an Total reflecan (b).
ritis inilah yber Optik seteadalah mediaar dalam pei lain. Banyaa dibalik ngan handpoptiklah yang
komunikasi jardiatas maka baik dari pem
rubah teknologmemperkuat psar maka tekngara Indonesia
dioda upakan salah
bahan semitipe-n. Semah besar hole ron sedangkan
entukan Karakt
udut datang dahaya sinar dauk pada ind
g, sedangkan sinar bias. cobaan maka kdatang dan ss medium. enai rumus bila beda ant(n2) tidak terl
ksimum dimanmelainkan di
but sudut kritip inilah yan[2]. Di suncal_fiber#Tot
(b)
ction (a) dan
yang menjadi engah abat yana komunikasi erkembangan ak diantara k
kemudahaphone, sesug memegangrak jauh. dapat disadamahaman yangi dunia. Maspendapat bahnologi tidak aka.
satu jenis laikonduktor timikonduktor yang bermuatn semikonduk
ter Bangsa
(3) dan sudut atang dan deks bias n2 adalah
kita hanya sudut bias Namun
tersebut tara indek lalu besar, na cahaya pantulkan
tis, seperti ng dipakai nting dari tal_intern
gambaran
inspirasi ng lalu. data yang
internet kita tidak an kita ngguhnya
g peranan
ari bahwa ng sangat ih banyak
hwa tanpa kan maju,
aser padat ipe-p dan
tipe-p tan positif ktor tipe-n
Bambang Widiyatmoko/ Peran Ilmu Fisika Dalam Pembentukan Karakter Bangsa
9
Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVI HFI Jateng & DIY, Purworejo 14 April 2012
ISSN : 0853-0823
mengandung banyak elektron dalam keadaan bebas dengan sedikit muatan positif. Proses terbentuknya pn-junction seperti ilustrasi berikut [3].
Konstruksi seperti ini sama dengan konstruksi LED (Light Emiting Diode) yang merupakan sumber cahaya laser dalam bentuk emisi spontan (spontaneous emission). Hanya saja pada laser diode terdapat penambahan konstruksi LED berupa umpan balik optik (optical feedback) [3].
Gambar 3. Rongga laser dengan reflektivitas R1 dan R2, gain
optik (g), loss optik (α), dan indeks bias (n) [3].
Umpan balik optik (optical feedback) dapat dilustrasikan seperti gambar 3, dimana di dalam laser diode terdapat rongga optik (optical cavity) sepanjang material semikonduktor (L) dan pada rongga optik ini ter-dapat reflektor cahaya. Reflektor cahaya ini akan memantulkan cahaya dalam laser dioda secara terus-menerus selama arus listrik mengalir dalam laser. Karena diperlukannya energi umpan balik dalam proses laser, maka salah satu efek yang sangat mendasar dari proses laser diode adalah adanya arus ambang (current threshold) yang harus terpenuhi sehingga penguatan optik dapat terjadi. Arus ambang ini merupakan arus yang membatasi dua keadaan karakteristik pancaran laser dioda, yakni antara keadaan pancaran spontan dan emisi terangsang [3].
Pada keadaan di atas arus ambang, laser dioda memancarkan cahaya dalam bentuk pancaran terangsang (stimulated emission). Keadaan di atas arus ambang ini, daya keluaran (Pout) meningkat secara linier terhadap arus yang diinjeksikan berdasarkan :
( )thsout iiP −= β (4)
dimana ith adalah arus batas, βs adalah kemiringan kurva yang berhubungan dengan kenaikan daya keluaran (∆Pout) dan kenaikan arus injeksi (∆i) yakni βs= ∆Pout/∆i [3].
Spektrum cahaya laser dioda yang berupa emisi terstimulasi terjadi ketika arus injeksi yang mengalir dalam laser di atas arus ambang (threshold current). Besar-kecilnya arus ambang suatu laser dioda dapat dipengaruhi oleh temperatur sambungan laser dioda. Gambaran pengaruh suhu terhadap intensitas laser dan arus ambangnya diperlihatkan pada gambar 4, dimana dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu mengakibatkan arus ambang bergeser makin ke kanan (semakin besar).
Gambar 4. Pergeseran arus ambang laser dioda akibat
perubahan suhu laser[3].
Besar-kecilnya pengaruh temperatur terhadap perubahan arus batas ini dapat dituliskan sebagai berikut :
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
ooth T
TITI exp)( (5)
Dengan Io adalah arus awal, Ith adalah arus ambang, To suhu awal, dan T adalah suhu akhir. Pergeseran arus ambang ini berdampak pada performa spektrum cahaya laser yang dihasilkan, dimana terjadi pergeseran panjang gelombang cahaya untuk daya yang sama [3]. Teknologi terbaru telah berhasil menurunkan arus ambang sampai dibawah 10 mA. Dari hal diatas dapat disimpukan bahwa perubahan arus atau suhu dapat menimbulkan perubahan intensitas, sehingga diperlukan stabilisasi luaran bila laser dipakai sebagai sumber cahaya pada sensor maupun instrument. Perlu suatu inovasi bagaimana menstabilkan laser agar dapat dipakai dalam bentuk bentuk yang aplikatif. B.1 Teknik Stabilisasi laser
Pemakaian laser diode dalam sebuah sensor maupun instrumen dapat dilihat dari dua sisi yaitu laser dilihat dar daya luarannya dimana dipakai untuk sumber cahaya pada sensor yang berbasis perubahan intensitas dan laser dilihat dari frekuensinya dimana biasanya dipakai untuk sensor yang menggunakan frekuensi laser seperti interferometer. Untuk kedua pemakaian ini diperlukan sistem stabilisasi yang berbeda.
B.1.1 Stabilisasi suhu operasi. Telah dijelaskan di muka bahwa perubahan suhu
operasi sangat mempengaruhi daya luaran laser maupun frekuensi laser, untuk itu bila ingin dipakai sebagai sumber cahaya maka suhu operasi laser perlu dikontrol pada suhu tertentu. Gambar 5 menunjukan perubahan daya terhadap perubahan suhu (a) dan perubahan frekuensi laser terhadap perubahan suhu (b). Dari gambar tersebut dapat disimpulkan bahwa untuk semua
10 Bambang Widiyatmoko/ Peran Ilmu Fisika Dalam Pembentukan Karakter Bangsa
Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVI HFI Jateng & DIY, Purworejo 14 April 2012
ISSN : 0853-0823
pemakaian laser sebagai sumber cahaya perlu pengontrolan suhu operasi .
(a)
(b)
Gambar 5. Grafik perubahan intensitas laser terhadap suhu (a) dan perubahan frekuensi akibat perubahan suhu operasi laser(b).
Secara umum rangkaian pengontrol suhu laser diode
sangat sederhana seperti ditunjukan dalam gambar 6 dibawah.
Gambar 6. Rangkaian kontrol suhu laser diode.
Pengontrolan suhu laser diperlukan komponen
thermoelectrik yang bisanya digunakan Pealtier elemen yaitu suatu komponen yang dapan memanaskan dan mendinginkan laser diode bila dikenakan tegangan positif atau negatif. Beberapa laser diode telah
dilengkapi dengan komponen ini secara terintegrasi didalam pakage nya. Komponen kedua yang diperlukan adalah sensor suhu yang biasanya dipakai PT 1000 , thermistor maupun NTC (Negative Temperature Coefficient) yang melekat pada laser. Dengan memanfaatkan dua komponen ini dapat didesain temperature kontrol yang sangat presisi. Temperature kontrol ini telah banyak dijual dengan harga terjangkau. Sistem kontrol suhu mampu mengontrol suhu laser dengan range 0.01OC yang berarti dapat menstabilkan fekuensi dalam orde ratusam MHz.
B.1.2 Kontrol arus
Sistem pengontrol arus pada driver controller berfungsi untuk menjaga agar daya daya dan frekuensi yang dihasilkan laser dioda tetap stabil. Kontrol arus dilakukan dengan mengumpanbalikan arus yang dibaca ke rangkaian penghasil arus. Secara umum rangkaian pengontrol arus ditunjukan dalam gambar 7 dibawah, dimana pada prinsipnya rangkaian sederhana ini terdiri dari tergangan referensi, modulator, penjumlah dan penguat arus. Rangkaian ini dapt menghasilkan arus dengan range 0-500 mA dengan ketelitian 0,01 mA.
Gambar 7. Skematik sistem pengontrol arus laser diode.
B.1.3 Outomatic Power Control ( APC)
Pemakaian laser diode sebagai sumber cahaya dala sensor optik berbasis perubahan intensitas memerukan sumber cahaya yang stabil daya luarannya. Untuk memenuhi hal ini biasanya digunakan Outomatic Power control ( APC) yang bekerja dengan prinsip umpan balik elektronis, dimana dalam APC sebagai sinyal umpan balik merupakan sinyal yang berasal dari deteksi cahaya luaran dari laser diode. Dalam sistem APC diperlukan photodetektor beserta penguatnya dan rangkaian feedback. Apabila dikehendaki laser dengan daya luaran tertentu maka dilakukan perubahan setting luaran dan photodetektor akan membaca luaran laser untuk kemudian dke rangkaian laser driver melalui sistem negative feedbak. Dengan sistem ini maka akan diperoleh cahaya yang stabil daya luarannya.
y = 0.1307x - 8.9733R2 = 0.8381
-10.00
-9.00
-8.00
-7.00
-6.00
-5.00
-4.00
9.0 13.0 17.0 21.0 25.0 29.0 33.0 37.0Suhu Laser (0 C)
Inte
nsita
s La
ser (
dBm
)
y = 11.893x + 193011R2 = 0.9667
193050.00
193100.00
193150.00
193200.00
193250.00
193300.00
193350.00
193400.00
193450.00
8.0 12.0 16.0 20.0 24.0 28.0 32.0 36.0 40.0Suhu (0 C)
Frek
uens
i (G
Hz)
Bambang
Gambar 8
Untuk intensitaslogger b(analog t
Gambar 9
Pengukurdayanya luaran ditunjukklaser denmasing mmenit. DAPC flumencapa(724,045
g Widiyatmoko/
8. Blok diagram
karakterisas cahaya sebaberbasis pento digital conv
9. Karakteristikdikontrol ( a
ran dilakukandan dengan
terhadap wakan pada gamngan APC ditmasing diukuari data terseb
uktuasi cahayai tegangan l ± 24,526)
Peran Ilmu Fis
Prosiding Pe
m dari APC ( di
asinya (pengagai fungsi wangubah sinyaverter) 12 bit
(a)
(b) k luaran daya) dan dengan d
n untuk laser d
dikontrol daaktu untuk
mbar 9a, sedantunjukan pada
ur dalam rangbut dapat diamya yang dikoluaran detekmV). Untuk
sika Dalam Pem
ertemuan Ilmiah
isadur dari Thor
gamatan keaktu) digunakl analog ke
ya laser yanikontrol (b).
diode tanpa dayanya. Karak
laser tanpang karakteristika gambar 9b, ge waktu selamati bahwa bionversi ke tektor cahayanyak luaran lase
bentukan Karak
h XXVI HFI JatISSN : 0853
rlabs).
estabilan kan data e dijital
ng tidak
dikontrol kteristik a APC k luaran dimana
ama 360 ila tanpa egangan a adalah er yang
kter Bangsa
teng & DIY, Pur3-0823
dikontrol dluarannya sta0,780) mV. sangat signifi III. PENPEMECAHAPENGEMBAKEBENCAN
Tanah longblok (masa) lain. Hal ini blekat (resistiperubahan mtersebut. Drigumpalan tanhujan, sedandisebabkan melembeknyadriving forceakan terjadi. Andreas dkk salah satu bamaka menimexponensial, didapatkan kGambar 10 msering terjadioleh pergesersecara group dalam detekspermukaan, ssecara relativDalam kaitamasalah yanketiga sensomelakukan mengetahui u
Ghttp://merapi./pic2.gif)
rworejo 14 April
aya nya dabil dengan Dar hasil iniikan terhadap
NERAPAN AN ANGAN NAAN gsor merupaktergelincir k
banyak disebaing force) an
masa (Drivingiving force nah itu sendiring melemaholeh hilangna tanah akhibe melebihi re
Dari hasil s[4], diketahuiagian/lapisan
mbulkan gayasehingga bila
kurva tersebumenunjukkan i dimana biasran pergeseran(bongkahan)
si longsor adsensor strain dve dan termonnya dengan
ng harus disor beserta sis
ujicoba peunjuk kerjanya
Gambar 10. Jen.vsi.esdm.go.i
l 2012
dengan APCnilai statistik dapat dilihakestabilan day
ILMU FISINOVATIF
INS
kan kejadian akebawah terhaabkan oleh tidntar lapisan
g force) dalamtersebut dapi atau tambahhnya resistinnya akar tumat penambahaesisting forcesimulasi yangi bahwa bila ttanah terhad
a berat yang a tekanan itu
ut dari perubabeberapa jen
sanya tanah ln lapisan tana[4]. Untuk it
dalah perlu sedan inklonomeonitor secara
n sistem monselesaikan adstem bacanyamasangan la.
nis jenis longsoid/mod/vsi/sta
Cmaka teganknya (640,145at pengaruh yya laser.
SIKA DALAUN
STRUMENTA
alam dimana sadap masa ydak kuatnya g
tanah menam struktur taat berupa ban dari air ak
ng force dambuhan mauan air hujan. Be, maka longg dilakukan oterjadi pergesedap yang lain
berubah secu dimonitor aahan strain nnis longsor yongsor didahu
ah di dalam butu pokok masaensor pergeseeter yang bek
a terus menenitoring terse
dalah pembuaa dan kemudlapangan un
or [5]. atic/gerakantan
11
ngan 5 ±
yang
AM NTK
ASI
satu yang gaya ahan anah erat
kibat apat
upun Bila gsor oleh eran nnya cara akan nya.
yang ului ukit alah eran
kerja erus. ebut atan dian ntuk
nah
12
PmeHulemdal C.
PoptDisfisididtanoptbekkarper(loshamseb(atadardisdiakomsisiper
Bdileser
Ga
denragdid
=γ
2
Prediksi tanaengukur 4 vaujan), pergesmpeng dan strlam pengukur
Sensor pergePada bagian tik dapat mensisilain fiber is karena bebdalam serat. Snah atau extentic) merupakkerja didasarkrena adanya rambatannya ss ) akibat amburan danbagaimana dituau rugi rugi ri beberapa ssebabkan olehameter tertenmunikasi serai lain fenomenrgeseran dan dBila P(0) engkungkan rat optik yang
ambar 11. Beb[6]
ngan γ menyagam tunggal dekati oleh per
=2 VRC
ρρπ
Prosi
ah longsor ariabel pentinseran permurain tanah [6].an tersebut ka
eseran tanah bterdahulu di
njadi pendorooptik juga daberapa prinsipSalah saunyansometer. Serkan pandu gkan adanya efperbedaan incahaya men
adanya penyen adanya unjukkan padpembengkok
sumber loss h pembengkontu. Rugi ruat optik sangana ini dapat ddapat digunakadalah daymaka besarnydilengkungka
LP =)(
berapa penyeba.
atakan koefisjenis step in
rsamaan berik
12/32
2
)(WKWVU
iding Pertemuan
akan dilakung yaitu kadukaan tanah, Ilmu fisika d
arena gejala fi
berbasis seratijelaskan bagong teknologiapat dipakai sp dasar penja
a adalah sensat optik (opti
gelombang (cfek pantulan sndek bias magalami penguerapan oleh m
lengkunganda Gambar 11.kan) merupakserat optik. Rokan serat opugi semacamat merugikanimanfaatkan s
kan sebagai exya optis seya daya yanan sepanjang L
LeP γ−= )0(
ab adanya loss
sien rugi untundex yang n
kut [8]
⎩⎨⎧−2 3
4exp)
RC
ρ
Bambang
n Ilmiah XXVI HISSN
ukan dengandar air (curah, kemiringandapat berperansinya nyata.
t optik gaimana serai komunikasi
sebagai sensoralaran cahayaor pergeseran
ical fibre/fibercahaya) yangsempurna olehaterial. Dalamurangan dayamaterial fiber
n (bending). Bending loss
kan salah satuRugi rugi inptik melebih
m ini dalam. Namun darsebagai sensor
xtensometer. ebelum serag keluar darL adalah [7]:
(6)
s dalam fiber
uk serat optiknilainya dapa
⎭⎬⎫∆
2
3
VWC
ρ (7)
Widiyatmoko/ P
HFI Jateng & DIN : 0853-0823
n h n n
t i. r a n r g h
m a r ; s u i i
m ri r
t ri
)
k t
denganρ: jari-jRC: jari∆: paraK1(W):mana Woptik ra
Persamenjad
dengandenganmerupaakibat gelombpanjangpersam
Umusatuan Rugi =
Sebamenggumenghitunggal47, ρ =yang dakan mlilitan d9,55E+1300 nmDari cotersebucm makdua pudenganadalah
Dari baru yditunjuSistem denganDesem
Gam
Peran Ilmu Fisik
IY, Purworejo 1
n: jari inti serat i-jari lengkungameter beda in: fungsi BesseW, U, dan V magam tunggal.amaan (7) d
di:
n C1 dan C2n parameter-pakan fungsi p
lengkungan bang 1500 nmg-gelombang
maan di atas). umnya besarndesibel (dB),
= - 10 log P(L)
agai illustrasunakan peritung besarnyl dengan param
= 3.63 µm, V dililitkan (a) 1menghasilkan dengan RC =
+00, untuk cahm. ontoh perhitunut digulung ka ruginya da
uluh desibel). n jari-jari 1 cmhampir 10 dBhal tersebut
yaitu extensomkan dalam bini telah dius
n nomer pber 2009.
mbar 12. Blok
ka Dalam Pembe
14 April 2012
gan serat ndeks bias inti el orde pertam
merupakan par. dapat diseder
C=γmerupakan k
parameter serpanjang-gelom
untuk cahm lebih besa1300 nm be
nya nilai rumaka dalam h
)/P(0) = - 10 l
si, hasil perrsamaan-persaa rugi lengkumeter-parame= 2, U = 1.52
100 kali lilitanrugi rugi 2,31 cm akan m
haya dengan p
ngan terlihat 100 kali dengapat diabaikan
Namun, bilam maka rugi
B. diatas maka mmeter berbasblok diagramsulkan patennpendaftaran
k diagram sistem
entukan Karakt
dan selubungma untuk nilairameter-param
rhanakan pen
CRCeC 21
− konstanta yanrat optik danmbang (besarhaya pada
ar daripada yerdasarkan pe
ugi dinyatakahal ini:
log e-�L = 4.34
rhitungan Mamaan tadi
ungan serat opeter: ∆ = 0,00328, dan K1(Wn dengan RC 32E-20 dan (menghasilkan panjang-gelom
bahwa bila sgan jari-jari ln (orde pangka dililitkan se
akibat lengk
muncul sebuasis serat opti
m gambar 8 nya ke DEPKU
P002009006
m ekstensomete
ter Bangsa
g serat i W; yang
meter serat
nulisannya
(8) ng terkait n nilainya rnya rugi
panjang-yang pada ersamaan-
an dalam
4 γL [dB] (9)
MS Excel i untuk
ptik ragam 3, nco = 1,
W) = 0.378 = 10 cm
(b) 1 kali rugi rugi
mbang λ =
erat optik lilitan 10 kat minus ekali saja
kungannya
ah inovasi ik seperti dibawah.
UMHAM 665. 16
r optis.
Bambang Widiyatmoko/ Peran Ilmu Fisika Dalam Pembentukan Karakter Bangsa
13
Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVI HFI Jateng & DIY, Purworejo 14 April 2012
ISSN : 0853-0823
(a)
(b)
Gambar 13. Sensor pergeseran berbasis serat optic (a)
prototype dan (b) uji lapangan. System ini telah dibuat dan diujicobakan dilapangan, dimana menunjukan hasil yang cukup baik. Ini berarti dengan prinsip sederhana dapat dipakai sebagai landasan untuk menciptakan inovasi teknologi. IV. PENGETAHUAN FISIKA SEBAGAI LANDASAN PEMIKIRAN ILMIAH
Hal hal yang dikemukankan diatas merupakan gambaran bagaimana ilmu fisika dapat menjadi dorongan bagi kemajuan bangsa melalui pemikiran yang inovatif. Ilmu dasar yang dikembangkan melalui penelitian dapat memberikan dorngan untuk pemecahan permasalahan secara ilmiah. Pemikiran ilmiah adalah pemikiran yang jujur yang didasari dengan hasil hasil pengamatan dalam percobaan dan penelaahan, sehingga dapat mendorong perubahan bangsa kearah yang rasionalis. Adalah suatu contoh phenomena kerusakan jalan. Dua photo dibawah menunjukan satu jalan yang sama atau jalur yang sama dmana photo a diambil disisi kiri dan gambar b disisi kanan pengambil gambar.
(a)
(b)
Gambar 14. Gambaran kerusakan jalan yang dapat di telaah
secara fisis. Terlihat adanya perbedaan yang mencolok yaitu
adanya kerusakan jalan dan tidak rusaknya jalan. Secara logis jalanini dilalui kendaraan yang sama karena memang satu jalur. Dari sisi lain kualitas jalan seharusnya sama karena tidak dalam rentang yang jauh yang tidak mungkin dilakukan pembuatannya dalam waktu yang berbeda. Lalu apa yang menjadi penyebab utama adalah adanya pembuangan air dan tidak adanya pembuangan air hujan. Apabila dalam pengelolaan jalan memakai pemikiranilmiah maka hanya dari gambaran diatas maka pembuatan slokan adalah hal yang harus didahulukan sebelum pembuatan jalan agar jalan dapat bertahan lama. Inilah perlunya pemikiranilmiah sebagai dasar pembentukan karakter bangsa kedepan. Perubahan sedikit dapat menjadi bahan pemikiran dan pengambil keputusan. V. KESIMPULAN Dari hasil yang dikemukan dalam tulisan ini dapat di
ambil kesimpulan bahwa: a. Ilmu Fiska menjadi motor utama dalam kemajuan
teknologi, untuk itu penguasaan ilmu ilmu dasar dapat menjadi modal utama dalam meningkatkan inovasi nasional
b. Inovasi teknologi tidak harus memakai ilmu ilmu yang sangat tinggi tingkat kesulitannya, namun harus disertai pemahaman dan analisa
14 Bambang Widiyatmoko/ Peran Ilmu Fisika Dalam Pembentukan Karakter Bangsa
Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVI HFI Jateng & DIY, Purworejo 14 April 2012
ISSN : 0853-0823
PUSTAKA [1] http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Snellius. [2] (http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_fiber#Total_internal_reflect
ion). [3] Keiser ,Gerd. Optical Fiber Communication,Mc Grow Hill.
1989. [4] Andreas Terzis, I-Jeng Wang, et.al., “Slip surface Localization
in Wireless Sensor Network for Landslide Prediction”, Proceeding of IPSN2006, Nashvile, Tennesse, USA, April 19-1, 2006.
[5] http://merapi.vsi.esdm.go.id/mod/vsi/static/gerakantanah/pic2.gif)
[6] B. Widiyatmoko, Wildan P.Tresna, Dwi Hanto dan Prabowo Puranto. Pengembangan Sensor Strain Tanah Berbasis Fiber Bragg Grating untuk Deteksi Longsor. Prosiding Seminar Astechnova Vol 1 pp III 41-48.
[7] Edward Mutafungwa, Lecture I, Introduction of Fiber Optics Communications, Helsinki University of Technology.
[8] Harry J. R. Dutton, Understanding Optical Communications, 1st ed., IBM Corp., International Technical Support Organization, September 1998.