Sejarah Listrik Statis dan Dinamis

Sejarah Listrik Statis

Sesungguhnya fenomena elektrostatik merupakan pemandangan yang sering sekali kita lihat sehari-hari. Beberapa dari kita mungkin pernah iseng menggosokkan penggaris plastik pada tangan kita kemudian mendekatkannya ke rambut teman kita hingga nampak beberapa helai rambut berdiri karenanya. Atau coba gunakanlah dengan menggunakan balon, gosokkan ke rambut kita kemudian tempelkanlah pada dinding, lihatlah apa yang terjadi ? balon akan menempel pada dinding. Atau dalam skala yang besar fenomena elektrostatik sering anda lihat pada timbulnya petir akibat loncatan muatan listrik statis di ionosfir.
Beberapa contoh di atas adalah salah satu dari sekian banyak fenomena elektrostatik yang sudah menjadi perhatian manusia sejak ribuan tahun lalu. Sejak zaman Yunani kira-kira 2600 tahun yang lalu, Thales of Miletus telah memperhatikan fenomena sebuah benda fosil mirip kaca atau resin yang digosokan dapat menarik benda-benda tertentu secara “ajaib”, misalnya pakaian yang terbuat dari bulu binatang. Fenomena ini telah menjadi perhatian banyak kalangan sampai berabad-abad kemudian, saat itu fosil tersebut dalam bahasa Yunani dinamai electron, dalam bahasa inggris ini dikenal sebagai batu ambar (amber) berasal dari bahasa Arab anbar. Kejadian alam ini belum dapat dijelaskan secara ilmiah kecuali menganggapnya sebagai sebuah “sihir” semata
Pada tahun 1600-an, seorang dokter istana Inggris, William Gilbert meneliti “keajaiban” batu ambar tersebut secara ilmiah dan membedakannya dari fenomena kemagnetan. Gilbert menamai gejala batu ambar ini dan gejala apapun yang serupa sebagai Electric (dalam bahasa Yunani batu ambar disebut electron) atau dalam bahasa Indonesia disebut listrik (bukan elektron). Sekarang istilah electric atau listrik dipakai untuk menamai semua gejala yang berhubungan dengan ion (elektron dan proton) serta dinamikanya. Tahun 1700-an, seorang Ilmuan bernama Du Fay menunjukkan bahwa ada dua jenis gejala kelistrikan statik. Pertama bahwa gejala listrik ini dapat menimbulkan efek tarik-menarik pada benda tertentu dan yang kedua dapat menyebabkan tolak-menolak. Dari dua gejala ini disimpulkan terdapat dua jenis sumber listrik (yang kemudian disebut muatan listrik). Du Fay menamakan gejala ini dengan istilah resinous(-) dan vitreous(+).
Seorang ilmuan, sastrawan, politisi dan terutama salah seorang penggagas deklarasi kemerdekaan Amerika, Benjamin Franklin pada tahun 1752 kemudian menyatakan bahwa fenomena kilat dan batu ambar merupakan gejala yang sama dan menamakan (memberi tanda) kedua jenis listrik (muatan listrik) ini sebagai positif (+) dan negatif (-). Penamaan ini dipakai hingga saat ini dan amat membantu dalam menjelaskan gaya elektrostatik Robert A. Millikan (1869-1953) kemudian melakukan eksperimen yang bertujuan mencari harga muatan yang paling kecil yang bisa didapatkan. Percobaan Millikan dikenal sebagai percobaan tetes-minyak (oil-drop).
Percobaan ini dilakukan dengan meneteskan minyak dengan tetesan kecil melalui dua pelat logam dengan beda potensial yang dapat diatur. Medan listrik yang dihasilkan dari kedua pelat akan menarik muatan listrik dari tetesan minyak tadi pada pelat bagian atas, dan jika beda tegangan diatur agar cukup bisa mengimbangi gaya gravitasi pada tetes minyak, maka partikel-partikel minyak yang mengandung muatan tadi akan melayang karena keseimbangan gaya ini. Pada keadaan ini gaya gravitasi (yang dapat kita hitung) sama dengan gaya elektrostatik, sehingga muatan dapat diketahui besarnya.
Nilai g dan E dapat diketahui sedangkan m diukur melalui kecepatan terminal. Millikan mengamati bahwa hasil dari muatan listrik yang diperoleh selalu kelipatan dari 1,602x10-19 C.
Hasil “percobaan tetes minyak” nya didapatkan harga muatan terkecil sebesar 1,6 x 10-19. Harga muatan ini dimiliki oleh partikel terkecil elektron, sehingga bilangan tersebut disebut e (muatan elektron). e = 1,602 x10-19 C. Artinya benda apapun yang bermuatan listrik, muatannya adalah kelipatan bilangan bulat dari harga e (1e, 2e, 3e…). Atas percobaan ini Millikan menerima hadiah Nobel bidang Fisika. Fenomena bahwa muatan listrik merupakan bilangan bulat dari e dikenal sebagai kuantisasi muatan. Kuantisasi artinya dapat ”dihitung” menjadi bagian-bagian terkecil. Karena muatan elektron sedemikian kecil, maka untuk menghasilkan 1 C saja diperlukan sekitar 6.242.197.253.433.208.489 buah electron.
Sebagaimana kita ketahui bahwa benda-benda non-konduktor memiliki muatan yang netral. Ini berarti bahwa jumlah muatan positif dan negatif di dalamnya sama. Dan karena setiap benda terdiri dari atom, maka dengan demikian jumlah muatan elektron akan sama dengan inti atom yang notabene bermuatan positif. Jika karena sesuatu hal, elektron dalam atom atau benda berpindah, maka benda atau atom akan kekurangan elektron, dan dengan demikian menjadi bermuatan positif. Benda/atom yang bermuatan positif ini cenderung menetralkan diri sebagai sifat dasarnya, dan ketika bertemu dengan benda lain yang kelebihan elektron, maka benda yang bemuatan positif akan mendekat.
Muatan negatif atau positif. Dua jenis muatan ini tidaklah seperti jenis laki-laki dan perempuan yang mudah dibedakan dengan kasat mata. Namun, menurut tradisi, gelas/kaca yang digosok dengan kain sutra merupakan benda bermuatan positif, sedangkan jika digosok dengan kain wol maka akan bermuatan negatif. Dengan demikian benda apapun yang ditolak oleh kaca yang telah digosok oleh kain sutra, maka ia kita sebut bermuatan positif. Demikan juga sebaliknya.
Ketika batang gelas digosok dengan kain sutra, sejumlah elektron dari batang gelas berpindah ke kain sutra sehingga batang gelas kekurangan elektron dan bermuatan positif. Batang gelas yang bermuatan positif akan menarik konduktor yang memiliki elektron bebas, misalnya kertas logam. Mekanisme sebalinya terjadi ketika kita menggosokan wol pada batang gelas, sejumlah elektron justru berpindah dari wol ke batang gelas sehingga batang gelas memiliki muatan negatif berlebih.

Sejarah Listrik Dinamis

André-Marie Ampère (lahir 20 Januari 1775 – meninggal 10 Juni 1836 pada umur 61 tahun) adalah fisikawan dan ilmuwan Perancis yang serba bisa yang juga merupakan salah satu pelopor di bidang listrik dinamis (elektrodinamika). Ia lahir di Polèmièux-au-Mont-d’Or dekat dengan kota Lyon. Ampere merupakan ilmuwan pertama yang mengembangkan alat untuk mengamati bahwa dua batang konduktor yang diletakkan berdampingan dan keduanya mengalirkan listrik searah akan saling tarik menarik dan jika berlawanan arah akan saling tolak menolak (elektromagnetisme).

READ MORE - Sejarah Listrik Statis dan Dinamis
Free Template Blogger collection template Hot Deals SEO

Fenomena Fisika di Balik Tenaga Prana

Karena seperti juga makhluk hidup lain di tubuh manusia juga tersimpan energi listrik dan dikelilingi medan listrik, maka energi listrik alami ini dapat dikonsentrasikan untuk menghasilkan tenaga dalam. Hal ini dapat terjadi melalui latihan fisik dengan pengaturan pernapasan. Latihan fisik berpengaruh pada suplai oksigen dalam tubuh.

Impuls listrik dihasilkan oleh ATP (adenosine triphosphate) sebagai senyawa yang menyimpan energi tubuh, yang terjadi akibat pembakaran oksigen dalam tubuh. Dalam sel, energi digunakan untuk mensintesis molekul baru, kontraksi otot, konduksi saraf, menghasilkan radian energi yang menghasilkan pancaran sinar.

Medan listrik dapat diperbesar hingga menghasilkan energi listrik tubuh (bioelektris) bila elektron bergerak lebih cepat secara teratur.

Energi atau tenaga dalam inilah yang diolah dan dikembangkan para ahli olah prana untuk menyembuhkan penyakit. "Segala yang ada di alam semesta merupakan manifestasi energi, seperti gravitasi, dan gelombang magnet, serta energi matahari,".

Macam-macam energi

Dalam pandangan, ada pula energi lain, yang halus atau baik, kasar atau buruk. Energi itu dapat masuk dalam tubuh manusia. Karena itu, salah satu tujuan pengobatan adalah mengubah daya lemah menjadi kuat dan kasar menjadi halus, dengan menetralisir energi yang ada pada bagian yang sakit.

Penyakit merupakan dampak dari adanya ketidakseimbangan tiga unsur dalam tubuh yaitu fisik, pikiran, dan jiwa. Faktor penyebabnya bisa berasal dari dalam diri sendiri atau unsur luar yang masuk kedalam tubuh. Virus dan bakteri sebagai salah satu faktor dari luar dapat mengganggu keseimbangan unsur tubuh.

Getaran, hawa panas, dan pancaran sinar yang dikeluarkan oleh bagian tubuh yang sakit berbeda dengan yang berasal dari bagian tubuh normal. Dengan mengenali perbedaan getaran, panas, dan sinar dari berbagai bagian tubuh, seorang penyembuh dengan tenaga prana dapat mengetahui ketidaknormalan yang terjadi pada satu atau lebih bagian tubuh.

Teknik penyembuhan dengan ilmu tenaga dalam bertujuan mematikan unsur negatif seperti virus dan bakteri, menetralkan zat kimia dalam tumbuh, serta membantu memperlancar suplai oksigen ke sel saraf sehingga sel dapat berfungsi semestinya. Ia berpendapat, sel syarat berperan penting dalam mengaktifkan organ dan sel tubuh lainnya.

Penyembuhan

Proses penyembuhan dilakukan mulai dari membaca getaran sinar tubuh di sekitar bagian yang dikeluhkan dan mencari sumber keluhan. Selanjutnya mengirim tenaga dalam halus ke pusat keluhan dan mengembalikan sinar tubuh kembali pada warna normal.

Pemancaran tenaga dalam bertujuan mengembalikan sinar atau cahaya organ tubuh pasien kembali ke kondisi normal. Selain itu, melalui tenaga dalam, ahli prana memberikan energi yang merangsang sel yang tidak normal atau pada lemah untuk menumbuhkan kekebalan.

Untuk mengembangkan tenaga dalam dibutuhkan meditasi gerak atau latihan silat, dan selanjutnya meditasi diam. Dengan penggabungan dua meditasi ini gelombang otak dapat dibangun dan ditingkatkan. Pada tingkat tertentu gelombang otak dapat dikendalikan untuk mengelola fungsi tubuh, jiwa, dan pikiran sesuai kebutuhan.

Tenaga dalam diperkuat melalui konsentrasi atau meditasi yang dapat mengatur gelombang otak.

READ MORE - Fenomena Fisika di Balik Tenaga Prana
Free Template Blogger collection template Hot Deals SEO

Misteri Matahari

Misteri Matahari

Matahari menyimpan banyak misteri yang menarik, sehingga seringkali fenomena yang terjadi menjadi teka-teki dalam dunia fisika. Pemanasan korona adalah misteri yang belum banyak terpecahkan. Ibaratkan matahari sebagai api unggun, tetapi semakin menjauhi api unggun semakin panas udaranya. Fenomena ini tentu saja berlawanan dengan hukum termodinamika yang sudah banyak terbukti, dimana semakin jauh dari sumber energi temperatur akan semakin turun. Fenomena pemanasan korona ini harus dapat dijelaskan sekaligus tidak bertentangan dengan hukum-hukum fisika dasar yang sudah terbukti kebenarannya. Misteri lainnya adalah keberadaan bintik matahari. Meskipun publikasi pengamatan bintik matahari sudah ada pada awal tahun 1600-an, tetapi pemahaman asal-usul, interaksi dan karakteristiknya masih jauh dari cukup. Lebih menarik lagi karena ditemukan korelasi dinamika aktivitas bintik matahari dengan cuaca yang terjadi di bumi. Interferensi transmisi radio, badai magnetik dan warna-warni aurora di lapisan atmosfer atas bumi diduga kuat bermuara pada aktivitas bintik matahari.

Bintik Matahari

Bintik matahari banyak terlihat dalam kelompok-kelompok yang mempunyai morfologi sangat bervariasi dengan berbagai tingkat ukuran dan evolusinya. Dalam satu kelompok dapat tediri dari puluhan bintik dengan berbagai ukuran. Umumnya memanjang dengan sedikit kemiringan pada arah Timur dan Barat. Kala hidupnya beragam dari beberapa hari, untuk kelompok kecil atau anggotanya berukuran kecil, sampai beberapa bulan untuk kelompok besar atau salah satu anggotanya berukuran besar. Dalam kelompok bintik matahari, umumnya terbagi dalam dua bagian di sebelah Barat dan Timur. Bagian di sebelah Barat disebut pemimpin (“leader”) dan di bagian Timur disebut pengikut (“follower”). Ukuran bintik pemimpin umumnya lebih besar dan berumur lebih lama dibandingkan dengan bintik matahari pengikut. Dimensi satu bintik matahari merentang dengan garis tengah 2000 km sampai 40.000 km, sedangkan panjang kelompok bintik matahari mencapai lebih dari 150.000 km. Gambar 2 kiri memperlihatkan kelompok bintik matahari yang dilihat dengan filter Ha. Bagian terang sekitar bintik matahari disebut plage. Gambar 2 memperlihatkan kelompok bintik matahari dengan bumi sebagai pembanding ukurannya. Kelompok bintik matahari yang besar dapat berukuran 15 kali bumi. Sedangkan Gambar 2 memperlihatkan bintik matahari dalam resolusi tinggi. Kenampakan bulir-bulir sekitar bintik matahari disebut granulasi. Bulir-bulir yang mempunyai garis tengah 1000 km ini hanya bertahan dalam orde menit. Lahirnya granulasi disebabkan oleh gelembung-gelembung gas yang naik dan turun akibat aliran konveksi dari lapisan dalam.

Temperatur bintik matahari sekitar 4000 K atau lebih rendah dari sekelilingnya yang berada pada kisaran 6000 K. Perbedaan suhu tersebut menyebabkan bintik matahari berwarna gelap. Bintik matahari mudah terlihat pada lapisan fotosfer, lapisan terendah dari atmosfer matahari.

Mengapa bintik matahari mempunyai temperatur lebih rendah dan cenderung berada dalam kelompok?

Misteri di atas menemui titik terang terlihat tatkala diamati spektrum yang diambil dari bintik matahari. Elektron-elektron yang tereksitasi akan memancarkan atau menyerap energi sehingga membentuk garis-garis terang atau gelap dalam spektrum. Garis-garis terang disebut garis emisi, sedangkan garis-garis gelap disebut garis serapan. Jika atom tersebut dalam pengaruh medan magnetik kuat maka garis spektrum akan terpisah dalam komponen-komponen dengan polarisasi dan panjang gelombang yang berbeda. Efek pemisahan garis-garis spektrum akibat medan magnetik dikenal dengan nama efek Zeeman, sesuai dengan nama penemunya. Pieter Zeeman (1865-1943) seorang warganegara Belanda mendapatkan hadiah Nobel untuk bidang fisika pada tahun 1902 atas penemuannya tentang efek medan magnetik pada garis-garis spektrum pada percobaannya yang dilakukan tahun 1894. Michael Faraday (1791-1867) pada tahun 1862 juga telah melakukan uji-coba yang sama, tetapi tidak berhasil mengamati efeknya. Sehingga Zeeman berkata,"If Faraday saw the possibility … it would probably be of value to repeat the experiment with the excellent spectroscopic equipment available nowdays, which, to my knowledge, has not been done by anyone else.” Separasi antara garis-garis yang terpisah menyatakan kuat medan magnetik. Semakin kuat medan magnetik akan semakin lebar separasinya Bintik matahari mempunyai kuat medan magnetik mencapai 3000 gauss atau 10.000 kali lebih kuat dari kuat medan magnetik bumi. Jadi bintik matahari adalah salah satu bentuk aktivitas magnetik. Sebagai magnet, bintik matahari mempunyai kutub-kutub magnetik dan tidak ada kutub tunggal (monopol). Oleh sebab itu bintik matahari selalu berkecenderungan untuk berkelompok dengan anggotanya yang mempunyai kutub (polaritas) berbeda atau sebagai dwi kutub (bipolar). Bintik matahari pemimpin berlawanan polaritas magnetiknya dengan bintik pengikut. Bintik matahari berukuran kecil yang berada di sekitar bintik matahari berukuran besar umumnya mempunyai polaritas yang sama. Jika bintik tersebut berbeda polaritasnya disebut bintik matahari parasit.

Pengaruh garis-garis gaya medan magnetik adalah menghambat materi atau plasma di sekitarnya untuk bergerak bebas, sehingga materi plasma akan mencari jalan lain untuk menuju permukaan. Secara teoritis haruslah dapat diamati cincin terang atau halo di sekeliling bintik matahari agar terjadi kesetimbangan energi. Selain itu materi yang terperangkap masuk dalam garis-garis gaya mempunyai tekanan magnetik dan kerapatan lebih besar dari sekitarnya. Dengan kata lain medan magnetik memberikan efek isolasi terhadap materi yang terjebak di dalamnya terhadap fluktuasi atau turbulensi di sekitarnya maupun materi yang akan keluar ke permukaan. Akibatnya energi yang dibawa ke permukaan per satuan luas menjadi berkurang. Semakin besar kuat medannya semakin kuat efek isolasi ini atau semakin stabil medan magnetiknya. Efek medan magnetik ini mengakibatnya bintik matahari mempunyai temperatur lebih rendah dari sekitarnya, sehingga bintik matahari tampak berwarna lebih gelap dari sekitarnya. Bagian paling gelap disebut umbra, sedangkan disekelilingnya yang kurang gelap disebut penumbra.

Bintik matahari dengan garis-tengah 30.000 km, medan magnetnya akan terurai dan hilang selama beberapa tahun. Tetapi kenampakan bintik matahari umumnya dalam orde minggu atau kurang. Jadi dapat diasumsikan bahwa medan magnetik kuat bintik matahari sudah ada sebelum tampak di permukaan. Medan ini tersimpan dalam struktur dalam (interior) matahari dalam waktu yang lama, meskipun bintik matahari tersebut sudah tidak terlihat di permukaan. Diperkirakan arah medan magnetik menjadi lebih horisontal di interior, sedangkan di permukaan didapatkan pula arah radial, selain horisontal.

READ MORE - Misteri Matahari
Free Template Blogger collection template Hot Deals SEO

Serat Optik

Serat optik adalah merupakan saluran transmisi atau sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah laser atau LED. Kabel ini berdiameter lebih kurang 120 mikrometer. Cahaya yang ada di dalam serat optik tidak keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara, karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi.

Kelemahan cahaya pada Serat Optik

Pelemahan (Attenuation) cahaya sangat penting diketahui terutama dalam merancang sistem telekomunikasi serat optik itu sendiri. Pelemahan cahaya dalam serat optik adalah adanya penurunan rata-rata daya optik pada kabel serat optik, biasanya diekspresikan dalam decibel (dB) tanpa tanda negatif. Berikut ini beberapa hal yang menyumbang kepada pelemahan cahaya pada serat optik:

1. Penyerapan (Absorption)

Kehilangan cahaya yang disebabkan adanya kotoran dalam serat optik.

2. Penyebaran (Scattering)
3. Kehilangan radiasi (radiative losses)

Reliabilitas dari serat optik dapat ditentukan dengan satuan BER (Bit error rate). Salah satu ujung serat optik diberi masukan data tertentu dan ujung yang lain mengolah data itu. Dengan intensitas laser yang rendah dan dengan panjang serat mencapai beberapa km, maka akan menghasilkan kesalahan. Jumlah kesalahan persatuan waktu tersebut dinamakan BER. Dengan diketahuinya BER maka, Jumlah kesalahan pada serat optik yang sama dengan panjang yang berbeda dapat diperkirakan besarnya.

Keuntungan Sistem Serat Optik

Mengapa sistem serat optik dikatakan merevolusi dunia telekomunikiasi ? ini karena dibandingkan dengan sistem konvensional menggunakan kabel logam (tembaga) biasa, serat optik memiliki :

• Less expensive – Beberapa mil kabel optik dapat dibuat lebih murah dari kabel tembaga dengan panjang yang sama.

• Thinner – Serat optik dapat dibuat dengan diameter lebih kecil (ukuran diameter kulit dari serat sekitar 100 μm dan total diameter ditambah dengan jaket pelindung sekitar 1 – 2 mm) daripada kabel tembaga, dan juga karena serat optik membawa light (cahaya) maka tentunya memiliki light weight (berat yang ringan). Maka kabel serat optik mengambil tempat yang lebih kecil di dalam tanah.

• Higher carrying capacity – Karena serat optik lebih tipis dari kabel tembaga maka kebanyakan serat optik dapat dibundel ke dalam sebuah kabel dengan diameter tertentu maka beberapa jalur telepon dapat berada pada kabel yang sama atau lebih banyak saluran televisi pada TV cable dapat melalui kabel. Serat optik juga memiliki bandwidth yang besar ( 1 dan 100 GHz, untuk multimode dan single-mode sepanjang 1 Km).

• Less signal degradation – Sinyal yang loss pada serat optik lebih kecil ( kurang dari 1 dB/km pada rentang panjang gelombang yang lebar) dibandingkan dengan kabel tembaga.

• Light signals – Tidak seperti sinyal listrik pada kabel tembaga, sinyal cahaya dari satu serat optik tidak berinterferensi dengan sinyal cahaya pada serat optik yang lainnya di dalam kabel yang sama, juga tidak ada interferensi elektromagnetik. Ini berarti meningkatkan kualitas percakapan telepon atau penerimaan TV. Juga tidak ada

• Low Power – Karena sinyal pada serat optik mengalami loss yang rendah, transmitter dengan daya yang rendah dapat digunakan dibandingkan dengan sistem kabel tembaga yang membutuhkan tegangan listrik yang tinggi, hal ini jelas dapat mengurangi biaya yang dibutuhkan.

• Digital signals – Serat optik secara ideal cocok untuk membawa informasi digital dimana berguna secara khsusus pada jaringan komputer.

• Non-flammable – Karena tidak ada arus listrik yang melalui serat optik, maka tidak ada resiko bahaya api.

• Flexibile – Karena serat optik sangat fleksibel dan dapat mengirim dan menerima cahaya, maka digunakan pada kebanyakan kamera digital fleksibel untuk tujuan :

- Medical Imaging – pada bronchoscopes, endoscopes, laparoscope, colonofiberscope (dapat dimasukkan ke dalam tubuh manusia (misal usus) sehingga citranya dapat dilihat langsung dari luar tubuh).

- Mechanical imaging – memeriksa pengelasan didalam pipa dan mesin

- Plumbing – memeriksa sewer lines

READ MORE - Serat Optik
Free Template Blogger collection template Hot Deals SEO