1. Besaran dan satuan yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari beserta konversi ke dalam satuan umum fisika beserta penjelasannya.
Besaran yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari terbagi 2 yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran turunan merupakan penggabungan dari besaran pokok sehingga satuannya pun mengacu pada satuan dari besaran pokok. Berikut penjelasan dari satuan besaran pokok tersebut:a. Panjang
Meter adalah satuan dasar untuk ukuran panjang dalam sistem SI. Satuan ini didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh dalam perjalanan cahaya di ruang hampa (vakum) selama 1/299.792.458 detik. Satuan meter disingkat menggunakan simbol m. Meter bisa ditulis sebagai metre dalam bahasa Inggris, atau meter dengan ejaan Amerika.b. Massa
Kilogram (kg), adalah satuan unit SI untuk massa. 1 gram didefinisikan sebagai 1/1000 kilogram. Kilogram didefinisikan sama dengan massa dari sebuah kilogram standar (IPK), yang disimpan di Sevres, Perancis. Massa kilogram standar ini hampir sama dengan massa 1 liter air.c. Waktu
Besaran waktu dinyatakan dalam satuan detik atau sekon dalam SI. satu detik atau satu sekon adalah selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9.192.631.770 kali.
d. Kuat Arus Listrik
Satuan kuat arus listrik adalah "Ampere" (disingkat A). Satu Ampere adalah kuat arus tetap yang jika dialirkan melalui dua buah kawat yang sejajar dan sangat panjang, dengan tebal yang dapat diabaikan dan diletakkan pada jarak pisah 1 meter dalam vakum, menghasilkan gaya 2 X 10-7 newton pada setiap meter kawat.
e. Suhu
Satuan suhu adalah "kelvin" (disingkat K). Satu Kelvin adalah 1/273,16 kali suhu termodinamika titik tripel air (CGPM ke-13, 1967). Dengan demikian, suhu termodinamika titik tripel air adalah 273,16 K. Titik tripel air adalah suhu dimana air murni berada dalam keadaan seimbang dengan es dan uap jenuhnya.
f. Jumlah ZatMol adalah satuan dasar SI yang mengukur jumlah zat. Istilah "mol"
pertama kali diciptakan oleh Wilhem Ostwald dalam bahasa Jerman pada tahun 1893, walaupun sebelumnya telah terdapat konsep massa ekuivalen seabad sebelumnya. Istilah mol diperkirakan berasal dari kata bahasa Jerman Molekül.
Nama gram atom dan gram molekul juga pernah digunakan dengan artian yang sama dengan mol, namun sekarang sudah tidak digunakan.
Satu mol didefinisikan sebagai jumlah zat suatu sistem yang mengandung "entitas elementer" (atom, molekul, ion, elektron) sebanyak atom-atom yang berada dalam 12 gram karbon-12.[1] Sehingga: satu mol besi mengandung sejumlah atom yang sama banyaknya dengan
satu mol emas; satu mol benzena mengandung sejumlah molekul yang sama banyaknya
dengan satu mol air; jumlah atom dalam satu mol besi adalah sama dengan jumlah molekul
dalam satu mol air.g. Intensitas Cahaya
Satuan intensitas cahaya adalah "kandela" (disingkat Cd). Satu kandela adalah intensitas cahaya suatu sumber cahaya yang memancarkan radiasi monokromatik pada frekuensi 540 X 1012 hertz dengan intensitas radiasi sebesar 1/683 watt per steradian dalam arah tersebut (CGPM ke-16, 1979)
Penjelasan di atas merupakan definisi dari satuan besaran pokok dalam sistem MKS. Selain satuan dalam MKS, terdapat satuan lain dari besaran pokok yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Untuk mendefinisikannya satuan tersebut di konversikan ke dalam satuan umum dari besaran pokok.
Berikut tabel konversi satuan dari macam-macam besaran yang sering di temui dalam kehidupan sehari-hari:
A. Berdasarkan Besaran Pokok
Besaran Pokok
Satuan dalam kehidupan sehari-hari
Konversi ke dalam satuan Fisika
Panjang 1 inchi 1 feet / ft1 mile / mil 1 sea mil (U.S) 1 fermi = 1 femtometer (fm) 1 angstrom (Å) 1 light years (ly) 1 Unit astronomi1 Light minute1 Light second1 parsec 1 mikron 1 elo lama 1 pal jawa 1 pal sumatera 1 cicero = 12 punt
0,0254 meter0,305 meter
1,6093 meter1.852.000 meter
10-15 meter10-10 meter
9.46 x 1015 meter1,5 x 1011 meter1,8 x 1010 meter
299.792.363,81 meter3.09 x 1016 meter
0.000001 meter0.687 meter
1.506.943 meter1.851.85 meter
48.108.000 meter
1 League1 Furlong1 Chain1 Rod1 Yard1 Kaki1 Link1 Tangan1 Line1 Thou
4828,03 meter201,17 meter20,12 meter5,03 meter0,91 meter0,3 meter0,2 meter0,1 meter
2,54 x 10-3 meter2,54 x 10-5 meter
Massa 1 Ton1 Newton1 gram1 Hektogram1 Karat1 Centigram1 Miligram1 Mikrogram1 Nanogram1 Ukuran massa Atom1 Long ton1 Ton pendek1 Long hundredweight1 Short hundredweight1 Batu1 Pon(lb)1 Ons1 Dram1 Grain1 Koku1 Kann1 Kinn1 Monnme1 Tael1 Ku Ping1 Skeppspund1 Lispund1 Skålpund1 Mark1 Uns1 Lod
103 Kilogram0,1019716 Kilogram
10-3 Kilogram0,1 Kilogram
0,0002 Kilogram10-5 Kilogram10-6 Kilogram10-9 Kilogram
10-12 Kilogram1,66 x 10-27 Kilogram
1.016,04694 Kilogram907,185 Kilogram
50,80237 Kilogram45,35927 Kilogram
6,3503 Kilogram0,45 Kilogram0,03 Kilogram
1,77 x 10-3 Kilogram6,48 x 10-5 Kilogram
180,41 Kilogram3,75 Kilogram0,6 Kilogram
3,75 × 10-3 Kilogram0,04 Kilogram0,04 Kilogram
170,02 Kilogram8,5 Kilogram
0,43 Kilogram0,21 Kilogram0,03 Kilogram0,01 Kilogram
Waktu 1 Tahun1 Bulan1 Minggu1 Hari1 Jam
31.557.600 Second2.629.800 Second
604.800,02 Second86.400 Second3.600 Second
1 Menit1 Milliseconds1 Microseconds1 Nanoseconds
60 Second10-3 Second10-6 Second10-9 Second
Kuat Arus Listrik
1 Nanoampere1 Microampere1 Miliampere1 Kiloampere1 Megaampere1 Gigaampere1 Abampere1 Coulomb per second
10-9 Ampere10-6 Ampere10-3 Ampere103 Ampere106 Ampere109 Ampere10 Ampere1 Ampere
Suhu 0 calcius0 Fahrenheit0 Reamure (r)0 Rankine (R)
273,15 Kelvin255,37 Kelvin273,15 Kelvin
0 KelvinJumlah Zat 1 Millimole
1 Kilomole1 Pound mole
10-3 Mol103 Mol
453,59 MolIntensitas Cahaya
1 Lumen per steradian1 Hefnerkerze1 Candlepower
1 Candela0,9 Candela
0,98 Candela
B. Berdasarkan Alat Pengukuran Rumah Tangga
Besaran Satuan dalam kehidupan sehari-hari
Konversi ke dalam satuan Fisika
Tekanan 1 Megapascal1 Bar1 kgf/cm²1 Kilopascal1 Hectopascal1 Millibar1 Kilopound per square inch1 Pound per square inch1 Pound per square foot1 Metre of water1 Inch of water1 Centimetre of water1 Physical atmosphere1 Technical atmosphere1 Inch of mercury1 Centimetres of mercury1 Millimetres of mercury1 Torr
106 Pascal1 Pascal
98.066,52 Pascal103 Pascal100 Pascal100 Pascal
6.894.759,09 Pascal6.894,76 Pascal
47,88 Pascal9.806,38 Pascal
249,08 Pascal98,06 Pascal
101.325 Pascal98.066,52 Pascal3.386,38 Pascal1.333,22 Pascal
133,32 Pascal133,32 Pascal
Isi (Volume) 1 Barrel1 Bushel1 Peck1 Gallon1 Quart1 Pint1 Fluid ounce1 Acre foot1 Cubic yard1 Cubic foot1 Cubic inch1 Fluid dram1 Minim1 Gill1 Board foot1 Koku1 To1 Sho1 Go1 Cup1 Tablespoon1 Teaspoon1 Spice measure
0,16 Meter3
0,04 Meter3
0,01 Meter3
4,55 × 10-3 Meter3
1,14 × 10-3 Meter3
5,68 × 10-4 Meter3
2,84 × 10-5 Meter3
1.233,48 Meter3
0,76 Meter3
0,03 Meter3
1,64 × 10-5 Meter3
3,7 × 10-6 Meter3
6,16 × 10-8 Meter3
1,38 × 10-4 Meter3
2,36 × 10-3 Meter3
0,18 Meter3
0,02 Meter3
1,8 × 10-3 Meter3
0,2 Meter3
2,37 × 10-4 Meter3
1,48 × 10-5 Meter3
4,93 × 10-6 Meter3
10-6 Meter3
Luas 1 Hektar1 Are1 Township1 Square mile1 Homestead1 Acre1 Rood1 Rod Persegi1 Persegi1 Yard Persegi1 Kaki Persegi1 Inci Persegi1 Tsubo1 Cho1 Tann1 Se1 Metric dunam1 Cypriot dunam1 Iraqi dunam1 Greek stremma1 Football pitch
104 Meter2
100 Meter2
93.239.571,62 Meter2
2.589.987,83 Meter2
647.496,87 Meter2
4.046,85 Meter2
1.011,71 Meter2
25,29 Meter2
9,29 Meter2
0,84 Meter2
0,09 Meter2
6,45 x 10-4 Meter2
3,31 Meter2
0,01 Meter2
9,92 x 10-4 Meter2
9,92 x 10-5 Meter2
1.000 Meter2
1.337,8 Meter2
2.500 Meter2
1.000 Meter2
7.140 Meter2
Gaya 1 Dyne1 Poundal
10-5 Newton0,14 Newton
1 Joule per metre1 Pascal per square metre1 Kilopond1 Sthène 1 Kip1 Kilogram-force1 Ton-force1 Pound-force1 Short ton-force1 Long ton-force1 Ounce-force1 Gravet-force1 Milligrave-force1 Grave-force
1 Newton1 Newton
9,81 Newton1.000 Newton
4.448,22 Newton9,81 Newton
9.806,65 Newton4,45 Newton
8.896,44 Newton9.964,02 Newton
0,28 Newton0,01 Newton0,01 Newton9,81 Newton
Torsi 1 Micronewton metre1 Millinewton metre1 Kilonewton metre1 Meganewton metre1 Pound-force foot1 Pound-force inch1 Ounce-force foot1 Ounce-force inch1 Kilogram-force metre1 Kilopond metre1 Gram-force centimeter1 Metre kilogram-force1 Foot-pound force1 Centimetre kilogram-force1 Inch ounce-force1 Dyne centimetre
10-6 Newton meter10-3 Newton meter103 Newton meter106 Newton meter
1,36 Newton meter0,11 Newton meter 0,08 Newton meter0,01 Newton meter9,81 Newton meter9,81 Newton meter
9,81 x 10-5 Newton meter9,81 Newton meter1,36 Newton meter0,1 Newton meter
0,01 Newton meter10-7 Newton meter
Kecepatan 1 Kilometre per second1 Kilometre per hour1 Millimetre per second1 Micrometre per second1 Mile per second1 Mile per hour1 Foot per second1 Knot1 Kecepatan cahaya1 Kecepatan suara1 A brisk walk1 Speed of a common snail
1.000 Meter/second0,28 Meter/second10-3 Meter/second10-6 Meter/second
1.609,34 Meter/second0,45 Meter/second0,3 Meter/second
0,51 Meter/second299.792.458 Meter/second
343 Meter/second1,7 Meter/second10-3 Meter/second
Percepatan 1 Foot per second squared1 Gal1 Milligal1 Standard gravity
0,3 Meter/second2
0,01 Meter/second2
10-5 Meter/second2
9,81 Meter/second2
1 g-unit 9,81 Meter/second2
Massa Jenis 1 Ounce per gallon1 Pound per cubic foot1 Pound per cubic inch
7,49 Kilogram/meter3
16,02 Kilogram/meter3
27.679,9 Kilogram/meter3
Viskositas Kinematis
1 Stokes1 Square foot per second1 Square inch per second
1 Meter2/Second0,09 Meter2/Second
6,45 x 10-4 Meter2/SecondViskositas Dinamis
1 Pascal-second1 Poise1 Gram per centimeter second1 Newton second per square metre1 Pound-force second per square inch1 Pound-force second per square foot1 Pound per foot second1 Pound per foot hour1 Slug per foot second1 Poundal second per square foot1 Dyne second per square centimetre
1 Kilogram/meter2
10 Kilogram/meter2
0,1 Kilogram/meter2
1 Kilogram/meter2
6894,76 Kilogram/meter2
47,88 Kilogram/meter2
1,49 Kilogram/meter2
4,13 x 10-4 Kilogram/meter2
47,88 Kilogram/meter2
9,81 Kilogram/meter2
0,1 Kilogram/meter2
Kapasitansi 1 Decafarad1 Hectofarad1 Kilofarad1 Megafarad1 Gigafarad1 Terafarad1 Petafarad1 Exafarad1 Zettafarad1 Yottafarad1 Decifarad1 Centifarad1 Millifarad1 Microfarad1 Nanofarad1 Picofarad1 Femtofarad1 Attofarad1 Zeptofarad1 Yoctofarad 1 Coulomb per volt
10 Farad102 Farad103 Farad106 Farad109 Farad
1012 Farad1015 Farad1018 Farad1021 Farad1024 Farad10-1 Farad10-2 Farad10-3 Farad10-6 Farad10-9 Farad
10-12 Farad10-15 Farad10-18 Farad10-21 Farad10-24 Farad
1 Farad
1 Abfarad1 Statfarad
109 Farad1,11 x 10-12 Farad
Arus Listrik 1 Coulomb per second 1 amperePotensial Listrik
1 watt per ampere1 Abvolt1 Statvolt
1 volt10-8 volt
299,79 voltAliran Listrik 1 siemens
1 Mho1 ampere/volt1 ampere/volt
Induksi Listrik
1 Henry 1 Weber/ampere
Energi 1 kWh1 MJ1 Ws1 eV1 Quad1 Therm1 British thermal unit1 Foot-pound1 Kcal1 cal1 Thermie
3.600.000 Joule106 Joule
1 Joule1,6 x 10-19 Joule
1,06 x 1018 Joule105.505.999,39 Joule
1055,06 Joule1,36 Joule
4186,8 Joule4,19 Joule
4.186.799,94 JouleDaya 1 Watt
1 Tenaga kuda 1 Metric horsepower1 Electrical horsepower1 Boiler horsepower1 Foot-pounds per minute1 Foot-pounds per second1 dBm1 Calories per hour1 British thermal unit per hour1 British thermal unit per second1Ton of refrigeration
1 Joule/second745,7 Joule/second735,5 Joule/second
746 Joule/second9809,5 Joule/second
0,02 Joule/second1,56 Joule/second
1,26 x 10-3 Joule/second1,16 x 10-3 Joule/second
0,29 Joule/second
1.055,06 Joule/second
3.516,85 Joule/secondMedan Magnet
1 Weber per square metre1 Gauss1 Maxwell per square centimeter1 Line per square centimeter1 Gamma
1 Tesla10-4 Tesla10-4 Tesla
10-4 Tesla
10-9 TeslaGaya Medan Magnet
1 Oersted1Gilbert per metre
79,58 Ampere/meter0,8 Ampere/meter
Arus Magnet 1 Tesla square meter1 Maxwel1 Gauss square centimeter1 Magnetic flux quantum
1 Volt Second10-8 Volt Second10-8 Volt Second
2,07 x 10-15 Volt SecondTenaga Gerak Magnet
1 Ampere-turn 0,8 Gilbert
Pencahayaan 1 Lux1 Lumen per square metre1 Foot-candle1 Phot1 Nox
1 Candela/meter2
1 Candela/meter2
10,76 Candela/meter2
10.000 Candela/meter2
10-3 Candela/meter2
Luminasi 1 Foot-lambert1 Lambert1 Nit1 Stilb
3,43 Candela/meter2
3.183,1 Candela/meter2
1 Candela/meter2
10.000 Candela/meter2
Pancaran Energi
1 Lumen Second1 Lumen minute1 Lumen hour1 Talbot
1 Candela Second60 Candela Second
3600 Candela Second1 Candela Second
2. Aplikasi spektrum gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hariSetiap spektrum gelombang elektromagnetik memiliki fenomena yang
berbeda-beda sesuai dengan karakteristiknya masing-masing. Karakteristik gelombang ini berhubungan dengan frekuensi. Dengan kecepatan yang sama gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang besar akan memiliki frekuensi kecil. Sebaliknya spektrum gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang pendek akan memiliki frekuensi besar. Berdasarkan panjang gelombang (λ) dan frekuensi (f) dapat disusun diagram spektrum gelombang elektromagnetik sebagai berikut.
Tabel Spektrum Gelombang elektromagnetik
Aplikasi dalam kehidupan sehari-hari:
1. Sinar Gamma
Sinar gamma merupakan salah satu spektrum gelombang elektromagnetik
yang memiliki frekuensi paling besar atau panjang gelombang terkecil.
Frekuensi yang dimiliki sinar gamma berada dalam rentang 1020 Hz
sampai 1025 Hz. Sinar gamma dihasilkan dari peristiwa peluruhan inti
radioaktif. Inti atom unsur yang tidak stabil meluruh menjadi inti atom unsur
lain yang stabil dengan memancarkan sinar radioaktif, di antaranya sinar alfa,
sinar beta, dan sinar gamma. Di antara ketiga sinar radioaktif ini, yang
termasuk gelombang elektromagnetik adalah sinar gamma. Sementara dua
lainnya merupakan berkas partikel bermuatan listrik. Jika dibandingkan dengan
sinar alfa dan sinar beta, sinar gamma memiliki daya tembus yang paling tinggi
sehingga dapat menembus pelat logam hingga beberapa sentimeter. Sekarang,
sinar gamma banyak dimanfaatkan dalam bidang kedokteran, diantaranya
untuk mengobati penyakit kanker dan mensterilkan peralatan rumah sakit.
Selain itu, sinar gamma dapat digunakan untuk melihat kerusakan pada logam.
Manfaat Lain sinar gamma
1. Sekali Sorot, Bakteri Melayang
Kekuatan canggih sinar gamma juga dapat digunakan untuk melawan bakteri dan serangga. Kekuatan itu mengeluarkan sinar yang dahsyat. Kekuatan apakah itu? Itulah mesin sinar gamma. Sinar gamma berasal dari bahan radioaktif. Bahan radioaktif adalah bahan yang secara alami memancarkan energi. Pancaran energi radioaktif bermacam-macam. Ada yang berbentuk sinar X, sinar beta, dan sinar gamma. Pancaran bahan radioaktif dapat merusak sel tubuh makhluk hidup. Artinya, jika makhluk hidup kena pancaran sinar radioaktif terlalu lama, maka makhluk hidup bisa mati. Nah, sedikit saja pancaran sinar radioaktif dapat mematikan bakteri dan serangga. Sekali sorot, bakteri dan serangga langsung mati. Kekuatan sinar gamma sangat dahsyat. Efek serta Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada manusia seperti berikut : Pusing-pusing, Nafsu makan berkurang atau hilang, Terjadi diare, Badan panas atau demam, Berat badan turun, Kanker darah atau leukimia, Meningkatnya denyut jantung atau nadi, Daya tahan tubuh berkurang
sehingga mudah terserang penyakit akibat sel darah putih yang jumlahnya berkurang.
2. Dinding Super Tebal
Ilmuwan menggunakan sinar gamma untuk membunuh bakteri jahat dan serangga yang merusak makanan. Makanan yang disinari sinar gamma disebut makanan iradiasi. Makanan iradiasi dibuat dengan super hati-hati. Karena sinar gamma hanya dapat diperoleh dari bahan radioaktif yang sangat berbahaya. Bahan radioaktif ditaruh dalam kotak berlapis timah super tebal. Kotak berdinding tebal ini disebut mesin penghasil sinar gamma. Ilmuwan harus memakai baju anti radiasi saat mengutak-atik mesin sinar gamma. Makanan lalu dimasukkan dalam ruangan berlapis timah. Makanan dihadapkan pada mesin penghasil sinar gamma. Lalu, sinar gamma disorotkan ke makanan selama sedetik. Hasilnya 99 persen bakteri dan serangga langsung mati.
3. Makanan Astronot
Uniknya, makanan iradiasi tidak beracun. Karena makanan iradiasi tidak bersentuhan langsung dengan zat radioaktif. Dosis sinar gamma yang dipakai juga tidak merusak sel makanan. Sel makanan tetap utuh sehingga gizi makanan tidak berkurang. Makanan jadi tahan lama karena tidak ada bakteri dan serangga yang merusak makanan. Badan pangan dan kesehatan dunia (FAO dan WHO) menyatakan makanan iradiasi tidak berbahaya bagi manusia. Makanan iradiasi pertama kali dipakai untuk misi antariksa. Para astronot bekerja di antariksa yang jauh dari Bumi yang nyaman. Badan astronot dijaga betul agar tidak sakit. Kebayang enggak sih, betapa repotnya astronot jika sakit? Oleh karena itu, makanan astronot harus steril alias bersih dari bakteri dan serangga. Kata para astronot, makanan iradiasi lebih tahan lama daripada makanan panas atau beku. Rasa makanan iradiasi sama dengan aslinya.
2. Sinar-X
Sinar-X, dikenal juga sebagai sinar Röntgen. Nama ini diambil dari
penemunya, yaitu Wilhelm C. Röntgen (1845 – 1923). Sinar-X dihasilkan dari
peristiwa tumbukan antara elektron yang dipercepat pada beda potensial
tertentu. Sinar-X digunakan dalam bidang kedokteran, seperti untuk melihat
struktur tulang yang terdapat dalam tubuh manusia. Jika Anda pernah
mengalami patah tulang, sinar ini dapat membantu dalam mencari bagian
tulang yang patah tersebut. Hasil dari sinar ini berupa sebuah film foto yang
dapat menembus hingga pada bagian tubuh yang paling dalam. Orang yang
sering merokok dengan yang tidak merokok akan terlihat bedanya dengan cara
menyinari bagian tubuh, yaitu paru-paru. Paru-paru orang yang merokok
terlihat bercak-bercak berwarna hitam, sedangkan pada normalnya paru-paru
manusia cenderung utuh tanpa bercak.
3. Sinar Kosmik
Pancaran yang mengandung energi terbesar yang ada adalah sinar kosmik.
Sinar ini berisi partikel-partikel renik inti atom serta beberapa elektron dan
sinar gamma. Radiasi kosmik membom atmosfer bumi dari tempat-tempat
yang jauh dari ruang angkasa.
Sinar kosmik merupakan energi partikel subatomik bermuatan, yang
berasal di luar angkasa. Mereka mungkin menghasilkan partikel sekunder yang
menembus atmosfer bumi dan permukaan. Sinar panjang adalah sejarah
sebagai sinar kosmik yang dianggap radiasi elektromagnetik. Sinar kosmik
paling utama (mereka yang memasuki atmosfer dari ruang angkasa dalam)
terdiri dari partikel subatomik akrab stabil yang biasanya terjadi di Bumi,
seperti proton, inti atom, atau elektron. Namun, sebagian kecil adalah partikel
stabil antimateri, seperti positron atau antiproton, dan sifat yang tepat dari
sebagian kecil yang tersisa adalah area penelitian aktif. Sekitar 89% dari sinar
kosmik proton sederhana atau inti hidrogen, 10% adalah inti helium atau
partikel alfa, dan 1% adalah inti elemen berat. Inti ini merupakan 99% dari
sinar kosmik. Elektron menyendiri (seperti partikel beta, meskipun sumber
utama mereka tidak diketahui) merupakan lebih dari 1% yang tersisa.
Berbagai energi partikel mencerminkan berbagai sumber. Kisaran asal dari
proses pada Matahari (dan mungkin bintang lain juga), untuk yang belum
diketahui mekanisme fisik di terjauh alam semesta teramati. Ada bukti bahwa
sinar kosmik energi yang sangat tinggi yang dihasilkan selama periode jauh
lebih lama dari ledakan sebuah bintang tunggal atau peristiwa galaksi tiba-tiba,
menunjukkan proses percepatan beberapa yang mencakup jarak yang sangat
jauh dalam hal ukuran bintang. Mekanisme tidak jelas produksi sinar kosmis
pada jarak galaksi ini sebagian hasil dari fakta bahwa (tidak seperti radiasi
lainnya) medan magnet di galaksi kita dan galaksi lain tikungan arah sinar
kosmik parah, sehingga mereka tiba hampir secara acak dari segala arah,
menyembunyikan petunjuk apapun dari arah sumber awal mereka. Sinar
kosmik dapat memiliki energi lebih dari 1020 eV, jauh lebih tinggi dari 1012-
1013 eV bahwa akselerator partikel Terestrial dapat menghasilkan.
Sinar kosmik yang diperkaya dengan lithium, berilium, dan boron
berkaitan dengan kelimpahan relatif dari unsur-unsur di alam semesta
dibandingkan dengan hidrogen dan helium, dan dengan demikian dianggap
memiliki peran utama dalam sintesis ketiga unsur melalui proses "sinar kosmik
nukleosintesis ". Mereka juga menghasilkan beberapa disebut isotop stabil dan
radioisotop cosmogenic di Bumi, seperti karbon-14. Dalam sejarah fisika
partikel, sinar kosmik adalah sumber penemuan positron, muon, dan pi meson.
Sinar kosmik menulis bagian dari radiasi latar belakang alam di Bumi,
rata-rata sekitar 10-15% dari itu. Namun, orang yang hidup di ketinggian yang
lebih tinggi dapat memperoleh beberapa kali lebih banyak radiasi kosmik dari
pada permukaan laut, dan awak penerbangan jarak jauh dapat melipatgandakan
radiasi pengion paparan tahunan mereka. Karena intensitas sinar kosmik jauh
lebih besar di luar atmosfer bumi dan medan magnet, diharapkan memiliki
dampak besar pada desain pesawat ruang angkasa yang aman dapat
mengangkut manusia dalam ruang antarplanet.
3. Sinar Ultraviolet
Sinar ultraviolet tidak selamanya bermanfaat. Lapisan ozon di atmosfer
Bumi (pada lapisan atmosfer) berfungsi untuk mencegah supaya sinar
ultraviolet tidak terlalu banyak sampai ke permukaan Bumi. Jika hal tersebut
terjadi, akan menimbulkan berbagai penyakit pada manusia, terutama pada
kulit. Sekarang, lapisan ozon telah berlubang-lubang sehingga banyak sinar
ultraviolet yang tertahan untuk sampai ke permukaan Bumi. Berlubangnya
lapisan ozon, di antaranya diakibatkan oleh penggunaan CFC (clorofluoro
carbon) yang berlebihan, yang dihasilkan oleh kulkas atau mesin pengondisi
udara (AC). Hal ini tentu saja dapat mengancam kehidupan makhluk hidup di
Bumi. Oleh karena itu, diharapkan untuk mengurangi jumlah pemakaian yang
menggunakan bahan CFC, seperti sekarang telah banyak mesin pendingin non
CFC.
Sinar ultraviolet dihasilkan dari radiasi sinar Matahari. Selain itu, dapat
juga dihasilkan dari transisi elektron dalam orbit atom. Jangkauan frekuensi
sinar ultraviolet, yaitu berkisar diantara 105 hertz sampai dengan 1016 hertz.
Sinar ultraviolet dapat berguna dan dapat juga berbahaya bagi kehidupan
manusia. Sinar ultraviolet dapat dimanfaatkan untuk mencegah agar bayi yang
baru lahir tidak kuning warna kulitnya. Selain itu, sinar ultraviolet yang berasal
dari Matahari dapat merangsang tubuh manusia untuk memproduksi vitamin D
yang diperlukan untuk kesehatan tulang.
Jenis-Jenis radiasi Sinar Ultraviolet
Radiasi UV dapat dibagi menjadi :
1. hampir UV (panjang gelombang : 380–200 nm).
2. UV vakum (200–10 nm).
Ketika mempertimbangkan pengaruh radiasi UV terhadap kesehatan
manusia dan lingkungan, jarak panjang gelombang sering dibagi lagi kepada:
1. UVA (380–315 nm), yang juga disebut “Gelombang Panjang” atau
“blacklight”;
2. UVB (315–280 nm), yang juga disebut “Gelombang Medium” (Medium
Wave);
3. UVC (280-10 nm), juga disebut “Gelombang Pendek” (Short Wave).
Istilah ultraviolet berarti “melebihi ungu” (dari bahasa Latin ultra,
“melebihi”), sedangkan kata ungu merupakan warna panjang gelombang paling
pendek dari cahaya dari sinar tampak. Beberapa hewan, termasuk burung,
reptil, dan serangga seperti lebah dapat melihat hingga mencapai “hampir UV”.
Manfaat sinar Ultraviolet
1. Sumber utama vitamin D.
Sinar ultraviolet ternyata membantu mengubah kolesterol yang tersimpan di
kulit menjadi vitamin D. Hanya dengan berjemur selama 5 menit di pagi
hari, tubuh kita mendapatkan 400 unit vitamin D.
2. Mengurangi kolesterol darah.
Proses pembentukan vitamin D dimana mengubah kolesterol di dalam darah
maka akan mengurangi kadar kolesterol dalam tubuh kita.
3. Penawar infeksi dan pembunuh bakteri.
Sinar ultraviolet ternyata juga membantu membasmi virus-virus penyebab
kanker. Secara umum, sinar matahari mampu membunuh bakteri, virus, dan
jamur yang berpotensi menyebabkan TBC, peritonitis, pneumonia, dan asma
saluran pernapasan.
4. Mengurangi gula darah.
Sinar matahari membantu penyerapan glukosa ke dalam sel-sel tubuh yang
merangsang glukosa menjadi glikogen sehingga secara langsung berperan
menurunkan kadar gula darah dalam tubuh kita.
5. Meningkatkan kebugaran pernafasan.
Penambahan glikogen di otot dan hati melalui sinar matahari ternyata
meningkatkan perbaikan sistem pernafasan karena meningkatkan
kemampuan darah dalam menyalurkan oksigen ke seluruh jaringan tubuh.
6. Membantu membentuk dan memperbaiki tulang.
Vitamin D yang dibentuk melalui sinar matahari berfungsi meningkatkan
penyerapan kalsium oleh tubuh sehingga memperbaiki komponen tulang
dan mencegah penyakit rakhitis, osteoporosis, dan osteomalacia.
7. Meningkatkan kekebalan tubuh.
Sinar matahari mampu meningkatkan antibodi dalam tubuh dengan
membentuk sel darah putih untuk melawan substansi asing yang merugikan
di dalam tubuh. Membaiknya sistem pernafasan melalui sinar matahari juga
berperan dalam membasmi kuman-kuman secara lebih cepat. Selain itu,
sinar matahari juga mampu menurunkan potensi terjangkit flu hingga 30-40
persen.
4. Sinar Tampak
Sinar tampak atau cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang
dapat dilihat dan sangat membantu dalam penglihatan. Anda tidak akan dapat
melihat apapun tanpa bantuan cahaya. Sinar tampak memiliki jangkauan
panjang gelombang yang sempit, mulai dari 400 nm sampai dengan 700 nm.
Sinar tampak terdiri atas tujuh spektrum warna, jika diurutkan dari frekuensi
terkecil ke frekuensi terbesar, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan
ungu (disingkat mejikuhibiniu). Sinar tampak atau cahaya digunakan sebagai
penerangan ketika di malam hari atau ditempat yang gelap. Selain sebagai
penerangan, sinar tampak digunakan juga pada tempat-tempat hiburan, rumah
sakit, industri, dan telekomunikasi seperti penggunaan serat optik.
5. Sinar Inframerah
Sinar inframerah memiliki jangkauan frekuensi antara 1011 hertz
sampai 1014 hertz. Sinar inframerah dihasilkan dari transisi elektron dalam orbit
atom. Benda yang memiliki temperatur yang lebih relatif terhadap
lingkungannya akan meradiasikan sinar inframerah, termasuk dari dalam tubuh
manusia. Sinar ini dimanfaatkan, di antaranya untuk pengindraan jarak jauh,
transfer data ke komputer, dan pengendali jarak jauh (remote control). Seorang
tentara yang sedang berperang dapat melihat musuhnya dalam kegelapan
dengan bantuan kacamata inframerah yang dapat melihat hawa panas dari
seseorang.
Manfaat sinar inframerah
a. Kesehatan
1. Meningkatkan sirkulasi mikro.
Bergetarnya molekul air dan pengaruh inframerah akan menghasilkan panas
yang menyebabkan pembuluh kapiler membesar, dan meningkatkan
temperaturkulit, memperbaiki sirkulasi darah dan mengurani tekanan jantung.
2. Meningkatkan metabolisme tubuh.
Jika sirkulasi mikro dalam tubuh meningkat, racun dapat dibuang dari tubuh
kita melalui metabolisme. Hal ini dapat mengurangi beban liver dan ginjal.
3. Mengembangkan Ph dalam tubuh.
Sinar inframerah dapat membersihkan darah, memperbaiki tekstur kulit dan
mencegah rematik karena asam urat yang tinggi.
4. Inframerah jarak jauh banyak digunakan pada alat-alat kesehatan.
Pancaran panas yang berupa pancaran sinar inframerah dari organ-organ tubuh
dapat dijadikan sebagai informasi kondisi kesehatan organ tersebut. Hal ini
sangat bermanfaat bagi dokter dalam diagnosis kondisi pasien sehingga ia
dapat membuat keputusan tindakan yang sesuai dengan kondisi pasien tersebut.
Selain itu, pancaran panas dalam intensitas tertentu dipercaya dapat digunakan
untuk proses penyembuhan penyakit seperti cacar. Contoh penggunaan
inframerah yang menjadi trend saat ini adalah adanya gelang kesehatan Bio Fir.
Dengan memanfaatkan inframerah jarak jauh, gelang tersebut dapat berperang
dalam pembersihan dalam tubuh dan pembasmian kuman atau bakteri.
b. Bidang komunikasi
1. Adanya sistem sensor infra merah.
Sistem sensor ini pada dasarnya menggunakan inframerah sebagai media
komunikasi yang menghubungkan antara dua perangkat. Penerapan sistem
sensor infra ini sangat bermanfaat sebagai pengendali jarak jauh, alarm
keamanan, dan otomatisasi pada sistem. Adapun pemancar pada sistem ini
terdiri atas sebuah LED (Lightemitting Diode)infra merah yang telah
dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk
dikirimkan melalui sinar inframerah, sedangkan pada bagian penerima
biasanya terdapatfoto transistor, fotodioda, atau modulasi infra merah yang
berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.
2. Adanya kamera tembus pandang yang memanfaatkan sinar inframerah.
Sinar inframerah memang tidak dapat ditangkap oleh mata telanjang manusia,
namun sinar inframerah tersebut dapat ditangkap oleh kamera digital atau
video handycam. Dengan adanya suatu teknologi yang berupa filter iR PF yang
berfungi sebagai penerus cahaya infra merah, maka kemampuan kamera atau
video tersebut menjadi meningkat. Teknologi ini juga telah diaplikasikan ke
kamera handphone
3. Untuk pencitraan pandangan seperti nightscoop
Inframerah digunakan untuk komunikasi jarak dekat, seperti pada remote TV.
Gelombang inframerah itu mudah untuk dibuat, harganya relatif murah, tidak
dapat menembus tembok atau benda gelap, serta memiliki fluktuasi daya tinggi
dan dapat diinterfensi oleh cahaya matahari.
4. Sebagai alat komunikasi pengontrol jarak jauh.
Inframerah dapat bekerja dengan jarak yang tidak terlalu jauh (kurang lebih 10
meter dan tidak ada penghalang)
5. Sebagai salah satu standardisasi komunikasi tanpa kabel.
Jadi, inframerah dapat dikatakan sebagai salah satu konektivitas yang berupa
perangkat nirkabel yang digunakan untuk mengubungkan atau transfer data
dari suatu perangkat ke parangkat lain. Penggunaan inframerah yang seperti ini
dapat kita lihat pada handphone dan laptop yang memiliki aplikasiinframerah.
Ketika kita ingin mengirim file ke handphone, maka bagian infra harus
dihadapkan dengan modul infra merah pada PC. Selama proses pengiriman
berlangsung, tidak boleh ada benda lain yang menghalangi. Fungsi inframerah
pada handphone dan laptop dijalankan melalui teknologi IrDA (Infra red Data
Acquition). IrDA dibentuk dengan tujuan untuk mengembangkan sistem
komunikasi via inframerah.
6. Gelombang Mikro
Gelombang mikro dihasilkan oleh rangkaian elektronik yang disebut
osilator. Frekuensi gelombang mikro sekitar 1010 Hz. Gelombang mikro disebut
juga sebagai gelombang radio super high frequency. Gelombang mikro
digunakan, di antaranya untuk komunikasi jarak jauh, radar (radio detection
and ranging), dan memasak (oven). Di pangkalan udara, radar digunakan untuk
mendeteksi dan memandu pesawat terbang untuk mendarat dalam keadaan
cuaca buruk. Antena radar memiliki dua fungsi, yaitu sebagai pemancar
gelombang dan penerima gelombang. Gelombang mikro yang dipancarkan
dilakukan secara terarah dalam bentuk pulsa. Ketika pulsa dipancarkan dan
mengenai suatu benda, seperti pesawat atau roket pulsa akan dipantulkan dan
diterima oleh antena penerima, biasanya ditampilkan dalam osiloskop. Jika
diketahui selang waktu antara pulsa yang dipancarkan dengan pulsa yang
diterima Δt dan kecepatan gelombang elektromagnetik c = 3 × 108 m/s, jarak
antara radar dan benda yang dituju (pesawat atau roket), dapat dituliskan dalam
persamaan berikut :
dengan:
s = jarak antara radar dan benda yang dituju (m),
c = kecepatan gelombang elektromagnetik (3 × 108 m/s), dan
Δt = selang waktu (s).
Angka 2 yang terdapat pada Persamaan diatas muncul karena pulsa
melakukan dua kali perjalanan, yaitu saat dipancarkan dan saat diterima. Saat
ini radar sangat membantu dalam pendaratan pesawat terbang ketika terjadi
cuaca buruk atau terjadi badai. Radar dapat berguna juga dalam mendeteksi
adanya pesawat terbang atau benda asing yang terbang memasuki suatu
wilayah tertentu.
Manfaat gelombang mikro
1. Pemanasan
Kita tentu tidak asing dengan nama microwave oven yang sehari-hari kita
pakai untuk memanaskan makanan. Microwave oven menggunakan gelombang
mikro dalam band frekuensi ISM sekitar 2.45 GHz. Food processing hanyalah
salah satu contoh saja yang sederhana. Gelombang mikro juga dimanfaatkan
untuk pemanasan material dalam bidang industri. Pemanasan dengan
gelombang mikro mempunyai kelebihan yaitu pemanasan lebih merata karena
bukan mentransfer panas dari luar tetapi membangkitkan panas dari dalam
bahan tersebut. Pemanasannya juga dapat bersifat selektif artinya tergantung
dari dielektrik properties bahan. Hal ini akan menghemat energi untuk
pemanasan. Misalkan dipakai untuk pemanasan bahan untuk body mobil maka
chamber untuk pemanasan tidak akan panas tapi body mobil akan panas sesuai
dengan yang kita inginkan. SIstem autoclave yang konvensional sangat boros
energi karena chambernya ikut panas sehingga perlu proses pendinginan yang
memakan energi juga. Dengan sifat selecting heating tersebut teknik
pemanasan gelombang mikro juga dipakai untuk terapy kanker yang sering
disebut dengan hyperthermia. Penngaturan daya dan perangcangan antena
merupakan hal yang utama dari terapi ini. Fokus pemanasan pada volume sel
kanker dapat dioptimasi ari perancangan antenna dan pengaturan daya serta
jarak antena dengan sel kanker tersebut.
2. Telekomunikasi
Bagi yang senang memanfaatkan fasilitas hotspot tentunya tidak asing dengan
WiFi yang menggunakan band frekuensi ISM. Begitu juga yang gemar
menggunakan bluetooth untuk transfer file antara handphone atau handphone
dnegan komputer. Operator telekomunikasi juga memanfaatkan gelombang
mikro untuk komunikasi antara BTS ataupun antara BTS dengan
pelanggannya. di Eropa khususnya di Jerman sudah jarang terlihat penggunaan
gelombang mikro untuk komunikasi dengan metode WDM antara BTS dengan
BSC. Jaringan backbone komunikasi sudah memakai jarinagn fiber optis.
Untuk komunikasi ke end user pada sistem selular tetap menggunakan
gelombang mikro. Untuk di indonesia pada tower2 operator telekomunikasi
sangat sering kita jumpai antena directional untuk komunikasi antara BTS .
Untuk komunikasi ke end user operator GSM di indonesia memakai frekuensi
di sekitar 800 MHz, 900MHz dan 1800MHz.
3. Radar dan navigasi
Radar juga memakai gelombang mikro untuk mendeteksi suatu object. Sesuai
dengan namanya radio detection and ranging, radar memanfaatkan pantulan
gelombang dari object tersebut untuk pendeteksian. meskipun sinyal sangat
lemah tetapi dapat dikuatkan kembali sehingga object bisa terdeteksi. Radar
biasa dipergunakan untuk mendeteksi benda bergerak. Pantulan tersebut
berasal dari polarisasi horizontal, vertical maupun circular. Waktu antar
transmit dan receive itu yang dipergunakan untuk mengitung jarak objek
tersebut. pada sistem radar, pengolahan sinyal memainkan peranan yang
penting untuk mengurangi interferens. Radar memancarkan dan menerima
sinyal pantulan secara bergantian dengan sistem switch.Begitu juga dengan
sistem GPS. GPS mempunyai prinsip yang mirip dengan radar. setiap satelit
secara periodis mengirimkan pesan yang isinya adalah waktu pengiriman pesan
dan informasi orbit satelit. receiver GPS akan menghitung jarak receiver
dengan setiap satelit yang mengirimkan pesan2 tersebut. Dengan
membandingkan jarak antara beberapa satelit ini dapat ditentukan letak gps
receiver tersebut.
7. Gelombang Radio
Mungkin Anda sudah tahu atau pernah mendengar gelombang ini.
Gelombang radio banyak digunakan, terutama dalam bidang telekomunikasi,
seperti handphone, televisi, dan radio. Di antara spektrum gelombang
elektromagnetik, gelombang radio termasuk ke dalam spektrum yang memiliki
panjang gelombang terbesar dan memiliki frekuensi paling kecil. Gelombang
radio dihasilkan oleh elektron pada kawat penghantar yang menimbulkan arus
bolak-balik pada kawat. Kenyataannya arus bolak-balik yang terdapat pada
kawat ini, dihasilkan oleh gelombang elektromagnetik. Gelombang radio ini
dipancarkan dari antena pemancar (transmitter) dan diterima oleh antena
penerima (receiver). Jika dibedakan berdasarkan frekuensinya, gelombang
radio dibagi menjadi beberapa band frekuensi. Nama-nama band frekuensi
beserta kegunaannya dapat Anda lihat pada tabel berikut ini.
Tabel Rentang Frekuensi Gelombang Radio
No Nama Band Singkatan Frekuensi Gelomban
g
Contoh Penggunaan
1. Extremely Low
Frequency
ELF (3 – 30) Hz (105 – 104)
km
Komunikasi dengan
bawah laut
2. Super Low
Frequency
SLF (30 – 300)
Hz
(104 – 103)
km
Komunikasi dengan
bawah laut
3. Ultra Low
Frequency
ULF (300 – 3000)
Hz
(103 – 102)
km
Komunikasi di dalam
pertambangan
4. Very Low
Frequency
VLF (3 – 30)
KHz
(102 – 104)
km
Komunikasi di bawah
laut
5. Low Frequency LF (30 – 300)
KHz
(10 – 1) km Navigasi
6. Medium MF (300 – 3000) (1 – 10–1) Siaran radio AM
Frequency KHz km
7. High Frequency HF (3 – 30)
MHz
(10–1 – 10–
2) km
Radio amatir
8. Very High
Frequency
VHF (30 – 300)
MHz
(10–2 – 10–
3) km
Siaran radio FM dan
televisi
9. Ultra High
Frequency
UHF (300 – 3000)
MHz
(10–3 – 10–
4) km
Televisi dan
handphone
10
.
Super High
Frequency
SHF (3 – 30)
GHz
(10–4 – 10–
5) km
Wireless LAN
11
.
Extremely High
Frequency
EHF (30 – 300)
GHz
(10–5 – 10–
6) km
Radio astronomi
Jika dilihat dari perambatannya, gelombang radio yang dipancarkan oleh
antena pemancar sebagian dipantulkan oleh lapisan ionosfer dan sebagian lagi
diteruskan. Pada Gambar 4. berikut, menunjukkan perambatan gelombang radio
frekuensi sedang dan frekuensi tinggi yang digunakan untuk siaran radio AM
(amplitudo modulation) dan FM (frequency modulation) serta televisi.
Pancaran gelombang radio yang diteruskan dan dipantulkan oleh ionosfer.
Pada gambar tersebut terlihat bahwa frekuensi tinggi jangkauannya relatif
lebih sempit jika dibandingkan dengan frekuensi sedang. Hal ini dapat terlihat
bahwa frekuensi tinggi kebanyakan tidak dipantulkan oleh lapisan ionosfer. Dari
penjelasan ini, Anda dapat mengetahui mengapa siaran radio FM hanya dapat
didengar pada daerah tertentu. Ketika Anda berpindah ke tempat atau daerah
lainnya nama stasiun radionya sudah berubah dan disesuaikan dengan daerahnya
masing-masing. Berbeda halnya dengan radio AM, Jika Anda pergi dari tempat
tinggal Anda ke tempat atau daerah lainnya, stasiun radionya masih tetap ada.
Hal ini disebabkan oleh jangkauan frekuensi sedang lebih luas jika dibandingkan
dengan jangkauan frekuensi tinggi.