Aplikasi Gelombang Cahaya
1. Radar
Gelombang cahaya yang merupakan gelombang transversal diterapkan dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada radar, sinar gamma, dan sinar-X yang bermanfaat dalam bidang pengetahuan dan pengobatan. Radar (Radio Detection and Ranging) memancarkan gelombang cahaya dengan prinsip pemantulan cahaya. Radar merupakan suatu sistem alat untuk mendeteksi keberadaan, letak, kecepatan, dan arah gerak benda-benda di kejauhan, seperti pesawat terbang dan kapal, melalui kemampuan benda-benda tersebut untuk memantulkan seberkas radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang beberapa sentimeter.
Radar juga digunakan untuk navigasi dan pemanduan. Sistem alat ini terdiri atas pemancar yang menghasilkan radiasi frekuensi radio, seringkali berupa denyut, yang diberikan pada antena yang dapat dipindah-pindahkan yang kemudian dipancarkan sebagai berkas radiasi. Bila berkas terganggu oleh suatu benda padat, sebagian energy radiasi akan dipantulkan kembali ke antena. Sinyal yang diterima antena diteruskan ke penerima, yang kemudian memperkuat dan mendeteksinya. Gema dari pantulan benda padat ditunjukkan oleh kenaikan mendadak pada keluaran detektor. Waktu yang dibutuhkan denyut untuk mencapai benda dan untuk dipantulkan kembali (t) dapat diketahui dari persamaan:
d = tc/2
dengan d menyatakan jarak sasaran, dan c merupakan lajucahaya. Keluaran detektor biasanya ditampilkan padatabung sinar katoda dan berbagai bentuk tampilan yang berbeda Radar dibedakan beberapa jenis, antara lain radar cuaca, radar pengawas pelabuhan udara, radar pengawas umum, radar pesawat udara, radar sonde, dan radar surveillance.
2. Sinar Gamma
Sinar gamma merupakan radiasi gelombang elektro-magnetik yang terpancar dari inti atom dengan energy yang sangat tinggi. Sinar gamma mempunyai frekuensi antara 10 20 Hz dengan panjang gelombang antara 10 -11 cm sampai 10 - 8 cm. Daya tembusnya besar sekali, sehingga dapat menembus pelat timbal dan pelat besi yang tebalnya beberapa cm. Sinar gamma banyak dimanfaatkan dalam bidang ilmu pengetahuan dan pengobatan. Dalam bidang pengetahuan, sinar gamma digunakan untuk membantu studi fisika inti dan astronomi. Dalam bidang pengobatan, sinar gamma dimanfaatkan untuk diagnosis dan terapi kanker. Saat ini sedang dikembangkan penerapan sinar gamma untuk penyucihamaan dan pengawetan makanan.
3. 3. Sinar X
Sinar-X ditemukan pada tahun 1895 oleh Wilhelm K Rontgen, disebut juga sinar rontgen. Sinar-X mempunyai frekuensi antara 10 16 Hz sampai 10 20 Hz. Panjang gelombangnya sangat pendek yaitu 10 -9 cm - 10 -6 cm. Karena panjang gelombangnya sangat pendek sinar-X mempunyai daya tembus yang kuat. Sinar-X dapat menembus benda-benda lunak seperti daging dan kulit, tetapi tidak dapat menembus benda-benda keras seperti hidung, gigi, dan logam. Karena itu sinar ini sering dimanfaatkan di dalam bidang kedokteran, terutama untuk melihat kondisi dalam tubuh tanpa melakukan pembedahan. Foto sinar-X diambil menggunakan kamera sinar-X.Bagian-bagian tubuh yang keras akan menahan sinar-X sehingga bagian ini memancarkan sinar fluoresens pada film.
Selain di bidang kedokteran, sinar-X juga digunakan untuk mendeteksi suatu benda. Di bandara, hotel, dan pusat perbelanjaan untuk memeriksa barang-barang yang dibawa oleh pengujung atau penumpang. Sinar-X juga digunakan dalam teknik radiografi untuk menguji sebuah benda dan memeriksa kerusakan atau cacat pada mesin. Sinar-X juga sering dimanfaatkan untuk memeriksa struktur kristal.
B. Aplikasi Gelombang Bunyi
Gelombang ultrasonik banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini beberapa contoh penerapan bunyi ultrasonik.
1. 1. Sonar(Sound Navigation Ranging)
Sonar merupakan suatu teknik yang digunakan untuk menentukan letak benda di bawah laut dengan menggunakan metode pantulan gelombang. Pantulan gelombang oleh suatu permukaan atau benda sehingga jenis gelombang yang lebih lemah terdeteksi tidak lama setelah gelombang asal disebut gema. Gema merupakan bunyi yang terdengar tidak lama setelah bunyi asli. Perlambatan antara kedua gelombang menunjukkan jarak permukaan pemantul. Penduga gema (echo sounder) ialah peralatan yang digunakan untuk menentukan kedalaman air di bawah kapal. Kapal mengirimkan suatu gelombang bunyi dan mengukur waktu yang dibutuhkan gema untuk kembali, setelah pemantulan oleh dasar laut. Selain kedalaman laut, metode ini juga dapat digunakan untuk mengetahui lokasi karang, kapal karam, kapal selam, atau sekelompok ikan.
2. Pencitraan Medis
Bunyi ultrasonik digunakan dalam bidang kedokteran dengan menggunakan teknik pulsa gema. Teknik ini hampir sama dengan sonar. Pulsa bunyi dengan frekuensi tinggi diarahkan ke tubuh, dan pantulannya dari batas atau pertemuan antara organ-organ dan struktur lainnya dan luka dalam tubuh kemudian dideteksi. Dengan menggunakan teknik ini, tumor dan pertumbuhan abnormal lainnya, atau gumpalan fluida dapat dilihat. Selain itu juga dapat digunakan untuk memeriksa kerja katup jantung dan perkembangan janin dalam kandungan. Informasi mengenai berbagai organ tubuh seperti otot, jantung, hati, dan ginjal bisa diketahui.
3. 2. Terapi Medis dengan Bunyi Ultrasonik
Dalam dunia kedokteran, gelombang ultrasonic digunakan dalam diagnosa dan pengobatan. Diagnosa dengan menggunakan gelombang ultrasonik berupa USG (ultrasonografi), dapat digunakan untuk mengetahui janin di dalam kandungan. Pengobatan meliputi penghancuran jaringan yang tidak diinginkan dalam tubuh, misalnya batu ginjal atau tumor, dengan menggunakan gelombang ultrasonik berintensitas tinggi (setinggi 10 7 W/m 2 ) yang kemudian difokuskan pada jaringan yang tidak diinginkan tersebut. Selain itu bunyi ultrasonik juga digunakan untuk terapi fisik, yaitu dengan memberikan pemanasan local pada otot yang cedera.
4. 3. Dalam Dunia Industri
Dalam dunia industri, dengan menggunakan bor-bor ultrasonik dapat dibuat berbagai bentuk atau ukuran lubang pada gelas dan baja.
5. 4. Mengetahui Keadaan bagian Dalam Bumi
Pergeseran tiba-tiba segmen-segmen kerak bumi yang dibatasi zona patahan dapat menghasilkan gelombang seismik. Ini memungkinkan para ahli geologi dan geofisika untuk memperoleh pengetahuan tentang keadaan bagian dalam Bumi dan membantu mencari sumber bahan bakar fosil baru. Ada empat tipe gelombang seismik, yaitu gelombang badan P, gelombang badan S, gelombang permukaan Love, dan gelombang permukaan Rayleigh. Alat yang digunakan untuk mendeteksi gelombang-gelombang ini disebut seismograf, yang biasanya digunakan untuk mendeteksi adanya gempa bumi. Seperti semua gelombang, laju gelombang seismik bergantung pada sifat medium, rigiditas, ketegaran, dan kerapatan medium. Grafik waktu perjalanan dapat digunakan untuk menentukan jarak stasiun seismograf dari episenter gempa bumi.
C. Aplikasi Gelombang mekanik
1. Galvanometer
Galvanometer berperan sebagai komponen dasar pada beberapa alat ukur, antara lain amperemeter, voltmeter, serta ohmmeter. Peralatan ini digunakan untuk mendeteksi dan mengukur arus listrik lemah.Galvanometer berupa kumparan bergerak, terdiri atas sebuah kumparan terbuat dari kawat tembaga isolasi halus dan dapat berputar pada sumbunya yang mengelilingi sebuah inti besi lunak tetap yang berada di antara kutub-kutub suatu magnet permanen. Interaksi antara medan magnetik B permanen dengan sisi-sisi kumparan akan dihasilkan bila arus I mengalir melaluinya. sehingga akan mengakibatkan torka pada kumparan. Kumparan bergerak memiliki tongkat penunjuk atau cermin yang membelokkan berkas cahaya ketika bergerak, dimana tingkat pembelokan tersebut merupakan ukuran kekuatan arus.
2. Motor Listrik
Sebuah motor listrik merupakan alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Mesin ini tidak bising, bersih, dan memiliki efisiensi tinggi. Alat ini bekerja dengan prinsip bahwa arus yang mengalir melalui kumparan di dalam medan magnet akan mengalami gaya yang digunakan untuk memutar kumparan. Pada motor induksi, arus bolak-balik diberikan pada kumparan tetap (stator), yang menimbulkan medan magnetik sekaligus menghasilkan arus di dalam kumparan berputar (rotor) yang mengelilinginya. Keuntungan motor jenis ini adalah arus tidak harus diumpankan melalui komutator ke bagian mesin yang bergerak. Pada motor serempak (synchronous motor), arus bolak-balik yang hanya diumpankan pada stator akan menghasilkan medan magnet yang berputar dan terkunci dengan medan rotor. Dalam hal ini magnet bebas, sehingga menyebabkan rotor berputar dengan kelajuan yang sama dengan putaran medan stator. Rotor dapat berupa magnet permanen atau magnet listrik yang diumpani arus searah melalui cincin geser.
3. Relai
Relai merupakan suatu alat dengan sebuah sakelar, untuk menutup relai digunakan magnet listrik. Arus yang relatif kecil dalam kumparan magnet listrik dapat digunakan untuk menghidupkan arus yang besar tanpa terjadi hubungan listrik antara kedua rangkaian.
4. Kereta “maglev”
Maglev merupakan kereta api yang menerapkan konsep magnet listrik untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Kata “Maglev” berasal dari magnetic levitation. Kereta api ini dipasangi magnet listrik di bawahnya yang bergerak pada jalur bermagnet listrik. Magnet tolak-menolak sehingga kereta api melayang tepat di atas jalur lintasan. Gesekan kereta api dengan jalur lintasan berkurang sehingga kereta api bergerak lebih cepat.
0 komentar:
Posting Komentar