BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Termofs ermofsika ika adalah adalah ilmu pengetahu pengetahuan an yang mencaku mencakup p
semu emua
caban abang g
ilm ilmu
penge engettahua ahuan n
yang yang
memp empelaj elajar arii
dan dan
menjelaskan sikap zat dibawah pengaruh kalor dan perubahanperu erubah bahan
yang yang
meny enyerta ertain iny ya.D a.Di
dalam alamn nya
ter tercak cakup
:
kalorimetri, termometri, perpindahan kalor,termodinamika, teori kine kineti tik k tent tentan ang g
gas gas
dan dan
ener energi gi,,
fsik fs ika a yang yang
stat statis isti tik. k.T Termo ermodi dina nami mika ka adal adalah ah ilmu ilmu seca secara ra
spes sp esif ifk k
memb membah ahas as
tent tentan ang g
hubu hubung ngan an anta antara ra ener energi gi pana panas s deng dengan an kerja erja.. Ener Energi gi dapa dapatt beruba berubah h dari dari satu satu bentuk bentuk ke bentuk bentuk lain, lain, baik baik secar secara a maupun hasil rekayasa rekayasa teknologi. uk ukum kedua edua ter termodi modina nami mika ka terk terkai aitt
alami alami
deng dengan an entr entrop opi. i.
ukum ukum ini menyat menyatak akan an bahwa bahwa total total entro entropi pi dari dari suatu suatu sis sistem tem termo termodin dinam amik ika a teriso terisolas lasii cender cenderung ung untuk untuk menin meningk gkat at seirin seiring g dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya. ukum keseimbangan ! kenaikan entropi: "anas tidak bisa mengalir dari material yang dingin ke yang lebih panas secara spontan. Entropi adalah tingkat keacakan energi. #ika satu ujung material panas, dan ujung satunya dingin, dikatakan tidak acak, karena karena ada konsent konsentrasi rasi energi. energi. Dikatak Dikatakan an entropiny entropinya a rendah. rendah. $etelah rata menjadi hangat, dikatakan entropinya naik. "ros "roses es term termod odin inam amik ik yang yang berl berlan angg ggsu sung ng seca secara ra alam alamii selur seluruhn uhnya ya dis disebu ebutt prose proses s ire%e ire%ers rsibel ibel &irre &irre%er %ersib sibel el proce process' ss'.. "rose "roses s terseb tersebut ut berlan berlanggs ggsung ung secara secara sponta spontan n pada pada satu satu arah arah tetapi tetapi tidak pada arah sebaliknya. sebaliknya. (ontohnya (ontohnya kalor berpindah berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. "roses re%ersibel adalah proses termodinamik yang dapat berlanggsung secara bolak-balik. $ebuah sistem yang mengalami
)
idea ideali lisa sasi si
pros proses es
re%er e%ers sibel ibel
sel selalu alu
mend endekat ekatii
kead eadaan aan
kesetim esetimban bangan gan termod termodina inamik mika a antara antara sis sistem tem itu sendir sendirii dan lingk lingkung ungann annya. ya. "rose "roses s re%ersi e%ersibel bel merup merupak akan an prose proses s sepert sepertiikesetimbangan kesetimbangan &*uasi e*uilibrium process'. 1.2 Rumusan Ma Masalah 1. +agaimana $ejarah perkembangan perkembangan teori tentang (ahaya 2. pakah yang dimaksud ptika /eometris 3. pa yang dimaksud dengan +ioakustik 4. pa yang dimaksud dengan Termofsika 5. pa yang dimaksud dengan 0esin 1alor 1.3 u!uan ). 2ntuk 2ntuk menge mengetah tahui ui tentan tentang g $ejara $ejarah h perk perkembang embangan an teori teori 3. 4. 5. 6.
tentang (ahaya 2ntuk 2ntuk mengetah mengetahui ui tentang tentang ptika ptika /eome /eometris tris 2ntuk 2ntuk menget mengetahui ahui tentan tentang g +ioak +ioakustik ustik 2ntuk 2ntuk mengetahui mengetahui tentang tentang Term Termofsik ofsika a 2ntuk 2ntuk menget mengetahui ahui tentan tentang g 0esin 0esin 1alor 1alor
BAB II PEMBAHA"AN
II.1 B#$ %&t#k
3
idea ideali lisa sasi si
pros proses es
re%er e%ers sibel ibel
sel selalu alu
mend endekat ekatii
kead eadaan aan
kesetim esetimban bangan gan termod termodina inamik mika a antara antara sis sistem tem itu sendir sendirii dan lingk lingkung ungann annya. ya. "rose "roses s re%ersi e%ersibel bel merup merupak akan an prose proses s sepert sepertiikesetimbangan kesetimbangan &*uasi e*uilibrium process'. 1.2 Rumusan Ma Masalah 1. +agaimana $ejarah perkembangan perkembangan teori tentang (ahaya 2. pakah yang dimaksud ptika /eometris 3. pa yang dimaksud dengan +ioakustik 4. pa yang dimaksud dengan Termofsika 5. pa yang dimaksud dengan 0esin 1alor 1.3 u!uan ). 2ntuk 2ntuk menge mengetah tahui ui tentan tentang g $ejara $ejarah h perk perkembang embangan an teori teori 3. 4. 5. 6.
tentang (ahaya 2ntuk 2ntuk mengetah mengetahui ui tentang tentang ptika ptika /eome /eometris tris 2ntuk 2ntuk menget mengetahui ahui tentan tentang g +ioak +ioakustik ustik 2ntuk 2ntuk mengetahui mengetahui tentang tentang Term Termofsik ofsika a 2ntuk 2ntuk menget mengetahui ahui tentan tentang g 0esin 0esin 1alor 1alor
BAB II PEMBAHA"AN
II.1 B#$ %&t#k
3
II.1.2 'AHA(A Tokoh Tokoh yang paling berpengaruh dalam teori partikel partikel cahaya adal adalah ah 7rsa 7rsac c 8ewt 8ewton on.. Deng Dengan an teor teorii ters terseb ebut ut 8ewt 8ewton on dapa dapatt menje enjela lask skan an
huk hukum-h um-huk ukum um
re9ek e9eksi si
dan dan
rera eraks ksi. i.
8ewt 8ewton on
menurunkan hukum reraksi berdasarkan asumsi bahwa cahaya berjalan dalam air atau gelas lebih cepat dari pada di udara, sebuah asumsi yang akhirnya terbukti salah. Tokoh-tok Tokoh-tokoh oh utama dari teori gelombang cahaya adalah (hri (hrist stia ian n
uyg uygen ens s
dan
rober obertt
ook ooke. e.
0eng 0enggu guna nak kan
teor teorii
perambatan gelombang. uygen dapat menjelaskan re9eksi dan reraksi dengan asumsi cahaya berjalan di gelas atau air lebih lambat lambat dari pada di udara. udara. Teori tersebut ditolak oleh 8ewton 8ewton karena berdasarkan kenyataan yang terlihat bahwa perambatan caha cahaya ya di seki sekita tarr peng pengha hala lang ng yang yang dise disebu butt dir dirak aksi si belu belum m diamat diamati. i. 1are 1arena na reput reputasi asi dan otorit otoritasn asnya, ya, penola penolaka kan n 8ewton 8ewton ter terhada hadap p
teor teorii
peng pengik ikut utny nya. a. peng pengik ikut ut
gelo gelom mbang bang
+ahk +ahkan an
8ewt 8ewton on
caha cahaya ya
sesu sesuda dah h
menc mencar ari-c i-car arii
bukt buktii
sang sangat at dari dari
mempe empeng ngar aruh uhii
dir dirak aksi si
penj penjel elas asan anny nya a
ters tersed edia ia,,
seak seakan an-a -ak kan
diraksi adalah hamburan partikel-partikel partikel-partikel cahaya dari tepi celah. Teori Teori partikel-partikel partikel-partikel 8ewton diterima selama lebih dari seabad
kemudian.
"ada
tahun
);<),
Thom Thomas as
Young oung
mengkidupkan kembali teori gelombang cahaya. 7a adalah salah seoran seorang g yang yang pertam pertama a kali kali mempe memperk rkena enalk lkan an ide inter interer erens ensii sebaga sebagaii enom enomena ena gelom gelomban bang g yang yang terjad terjadii pada pada cahaya cahaya dan suar su ara. a.
asi asill
peng pengam amat atan anny nya a
tent tentan ang g
inte inter rer eren ensi si
adal adalah ah
penjelasan tentang siat alami cahaya sebagai gelombang. asil kerja Thomas =oung tidak diperhatikan oleh masyarakat ilmiah selam selama a lebih lebih dari dari satu satu dekade dekade.. 0ungki 0ungkin n yang yang paling paling berjas berjasa a dala dalam m meng mengus usah ahak akan an agar agar teor teorii gelo gelomb mban ang g caha cahaya ya dapa dapatt
4
diterima secara umum dan berhasil adalah fsikawan "erancis Augustin Fresnel &)>;;-);3>'. 7a melakukan eksperimen secara luas tentang intererensi dan diraksi serta meletakkan teori gelombnag dalam dasar matematis. 7a menjelaskan bahwa perambatan cahaya yang terlihat lurus itu adalah sebuah hasil dari cahaya tampak yang memiliki panjang gelombang yang pendek. "ada trahun );6<,
Jean Foucault mengukur laju cahaya
dalam air dan menunjukan bahwa laju cahaya tersebut lebih kecil dibanding laju cahaya di udara, yang berarti menyingkirkan teori partikel 8ewton. "ada tahun );?<, James Clerk Maxwell mempublikasikan teori matematisnya
tentang
memprediksikan elektromagnetik
elektromagnetisme,
keberadaan
yang
gelombang-gelombang
yang merambat dengan laju yang stelah
dihitung dari hukum-hukum kelistrikan dan kemagnetan bernilai 4@)<; m!s, yang berarti sama dengan laju cahaya, 0a@well didukung
oleh
ertz
yang
pada
tahun
);;>
dengan
menggunakan sirkuit untuk mendeteksinya. "ada paruh abad ke)A,
1irchhoB
dan
beberapa
ilmuwan
lainnya
menerapkan
persamaan 0a@well untuk menjelaskan intererensi dan diraksi cahaya serta gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya dan meletakkan metode-metode konstruksi empirinya uygens pada kerangka matematika yang mantap. 0eskipun
teori
mendeskripsikan elektromagnetik
gelombang cahaya lainnya',
pada
&dan namun
umumnya
dapat
gelombang-gelombang teori
tersebut
gagal
menjelaskan semua siat-siat cahaya, khusunya tentang interaksi cahaya dengan materi. Dalam percobaan tahun);;>
5
yang terkenal mendukung teori gelombang 0a@well, ertz juga menemukan efek foto listrik . Eek ini hanya dapat deijelaskan dengan sebuah model partikel cahaya, seperti yang
ditunjukkan oleh
Einstein
hanya
beberapa
tahun
sesudahnya. Dengan demikian sebuah model partikel cahaya siperkenalkan kembali. "artikel-partikel cahaya disebut foton. Energi dari sebuah oton E dihubungkan dengan rekuensi f dari gelombang cahaya melalui rumus Einstein EC h f , di mana
h
disebut
konstanta Plank. "emahaman lengkap
tentang dualisme cahaya &cahaya sebagai sebuah partikel dan gelombang' baru muncul pada tahun )A3A-an melalui percobaan-percobaan oleh '.) Da*#ss$n dan L.+ermer, serta
oleh +.P
elektron-elektron
h$m&s$n, &dan
yang menunjukkan
partikel-partikel
lainnya'
bahwa juga
mmpunyai sit dualisme, dan percobaan-percobaan mereka juga menunjukkan siat-siat gelombang dalam intererensi dan diraksi disamping siat-siat partikel yang sudah dikenal. "engembangan teori kuantum atom dan molekul oleh utherord, +ohr, $chrodinger dan lainnya di abad ke-3< menuntun ke pemahaman emisi &pancaran' dan absorbsi &penyerapan' cahaya oleh materi. (ahaya yang
dipancarkan
atau
diserap
oleh
atom-atom
sekarang diketahui sebagai perubahan energi dari elektron-elektron
terluar
di
dalam
atom.
1arena
perubahan-perubahan energi ini dikuantisasikan dan bukannya
berlangsung
kontinyu,
oton-oton
yang
dipancarkan memiliki energi diskrit dengan hasilnya adalah gelombang cahaya dengan satu set trekuensi dan panjang gelombang diskrit, yang mirip satu set
6
rekuensi dan panjang gelombang yang diamati pada gelombang-gelombang suara stasioner. "erkembangan teknologi pada paruh kedua abad ke-3< mengarah kepada pembaharuan minat baik dalam
optika
komputer
teoritis
maupun
kecepatan
tinggi,
terapan.
1emajuan
telah
membawa
perkembangan yang luas dalam perancangan sistem optik
yang
kompleks.
$erat
optik
dengan
cepat
menggantikan kabel listrik untuk transmisi data. Lase, yang
ditemukan
tahun
)A?<
telah
mengarahkan
penemuan sejumlah eek optis baru. $aat ini laser digunakan untuk memindai &Scan' label-label di pasar
swalayan,
melakukan operasi-
operasi di rumah sakit dan sebagainya. 1. La!u 'aha-a +eberapa ekserimen telah dilakukan oleh para
ilmuwan
untuk
mengukur laju
cahaya.
7ndikasi pertama dalam pengukuran besaran yang benar akan laju cahaya datang dari pengamatan astronomis dari periode Io, salah satu dari bulanbulan &satelit' dari planet #upiter. "eriode ini ditentukan dengan mengukur waktu antara dua gerhana &ketika 7o lenyap di belakang #upiter'. "eriode
gerhana
kira-kira
53,6
jam,
tetapi
pengukuran-pengukuran yang dilakukan ketika bumi
menjahui
#upiter
sepanjang
setengah
lintasannya mengelilingi matahari memberikan nilai yang lebih besar dari pada periode ini dibandingkan
ketika
bumi
mendekati
#upiter
sepanjang setengah lintasan berikutnya bumi mengelilingi
matahari.karena
pengukuran-
pengukuran ini hanya berselisih )6 detik dari
?
nilai-nilai
rata-rata,
ketidakcocokkannya
sulit
diukur secara akurat. "ada tahun )?>6, astronomi le omer menghubungkan ketidakcocokannya ini dengan akta bahwa laju cahaya tak terbatas. $elama 53,6 jam antara dua gerhana dari satelit #upiter, jarak antara bumi dan #upiter berubah, yang membuat lintasan bagi cahaya memanjang maupun memendek. omer merancang metode berikut untuk
mengukur eek 1omulati dari
ketidakcocokan-ketidakcocokan ini. 1arena #upiter bergerak jauh lebih lambat dari pada bumi, kita dapat mengabaikan gerakannya. 1etika bumi berada pada titik terdekat dengan #upiter, jarak antara bumi dengan #upiter berubah. "eriode gerhana 7o diukur, memberikan waktu antara dua permulaan
gerhana-gerhana
sesudahnya.
+erdasarkan pengukuran ini, banyaknya gerhana dalam ? bulan dihitung, dan waktu saat sebuah gerhana harus mulai setengah tahun berikutnya ketika bumi disuatu titik diprediksikan. $aat bumi benar-benar berada di titik tersebut, permulaan gerhana yang diamati kkira-kira )?,? menit lebih lambat dari yang diprediksikan. 7nilah saat yang diperlukan untuk memulai sebuah jarak yang sama dengan diameter orbit bumi. '$nt$h Diameter orbit bumi 4,<<@)<))m. #ika cahaya memerlukan )?,? menit
untuk melalui
jarak
tersebut, berapakah laju cahaya )a/a0 #ika diubah ke detik, maka )?,? menit C &)?,? menit' &?< menit!detik'
>
C AA? detik 1ecepatan cahaya yang diukur adalah 11
∆ x 3,00 x 10 m 8 c = + =3,01 x 10 m / s ∆ t 996 s
2. Pemantulan an Pem0#asan 1etika gelombang dri tipe apapun mengenai sebuah
penghalang
datar
misalnya
sebuah
cermin, gelombang-gelombang baru dibangkitkan dan bergerak menjauhi penghalang tersebut. enomena ini disebut Pemantulan. $aat cahaya masuk
pada
sebuah
permukaan
yang
memisahkan dua medium di mana laju cahayanya berbeda, sebagian energi cahaya di transmisikan dan sebagian lagi dipantulkan. $udut pantul sama dengan sudut datang &hukum pemantulan': θ r =θ 1
1etika sebuah
sebuah
berkas
permukaan
memisahkan
dua
cahaya
bidang
medium
menegenai
batas
berbeda,
yang seperti
misalnya sebuah permukaan udara kaca, energi cahaya
tersebut
dipantulkan
dan
memasuki
medium kedua, perubahan arah dari sinar yang ditransmisikan tersebut disebut pembiasan. Faju cahaya di dalam medium, misalnya kaca, air atau udara ditentukan oleh indeks bias n, yang didefnisikan sebagai: Peran!ingan la"u caha#a !alam ruang ham$a c terha!a$ la"u terseut !alm me!ium %.
nC
;
c v
jika cahaya berjalan dalam sebuah medium dengan indeks bias n) datang pada bidang batas dari medium ke dua dengan indeks bias yang lebih
kecil
n3
G
n), maka
cahaya
tersebut
dipantulkan secara total jika sudut datangnya lebih besar dari sudut kritis
θc
&dicapai dimana
sudut biasnya adalah A
θc =
n2 n1
3. D#s&ers# Faju cahaya di dalam sebuah medium, begitu juga indeks bias medium tersebut, bergantung pada panjang gelombang cahayanya. enomena ini dikenal sebagai dispersi. kibat dispersi, seberkas cahaay putih yang masuk pada sebuah prisma pembias didispersikan menjadi warnawarna komponennya. +egitu jua pemantulan dan pembiasan cahay matahari oleh tetes-tetes air hujan yang menghasilkan pelangi. 4. Penerangan an $t$metr# otometri adalah ilmu yang tentang
pengukuran
kuantitas
mempelajari cahaya.
beberapa kuantitas cahaya, yaitu: a. Intens#tas 'aha-a I suatu
da
sumber
adalah ukuran intensitas &atau kekuatan' sumber menurut mata kita. 1arena mata kurang peka terhadap cahaya biru dari pada cahaya
hijau,
cahaya
biru
misalnya, harus
maka
sumber
mengeluarkan
daya
&dalam watt' yang lebih besar dari pada
A
sumber
cahaya
hijau,
kalau
sumber
diinginkan memiliki intensitas cahaya yang sama. b. luks
∆ F ¿ yang
6aha-a
permukaan
∆ A1
kecil
tak
melalui
lain
adalah
jumlah cahaya &menurut mata' yang melalui permukaan cahaya
∆A
itu. 0isalkan intensitas
sumber
permukaan
dalam
∆ A
arah
unsur
berbentuk boal dengan
jari-jari r , adalah I. 0aka menurut defnisi, 9uks cahaya melalui
∆ A adalah:
∆ A ∆ F = I 2 C I r
∆ω
c. Ilum#nas# atau Intens#tas Penerangan E
suatu
permukaan
menyatakan
banyaknya cahaya yang tiba pada satu luas ∆ F
permukaan. #ika 9uks sebesar pada
permukaan
penerangan
∆ A , maka
&iluminasi'
di
tiba
intensitas
tempat
itu
adalah: E=
∆ F ∆A
d. Intens#tas Penerangan atau Ilum#nas# $leh
sum0er
cahaya isotropic
yang tidak
t#t#k keluar
#s$tr$7. dari
tergantunh
luks
sumber
titik
pada
arah
pandang, dan menembus permukaan bola
)<
yang berpusat pada sumber titik itu, secara tegak lurus. 7ntensitas penerangan pada setiap titik permukaan bola tersebut adalah: E=
4 πd
F A
C
4πr
I
C
2
r
2
0aka intensitas penerangan oleh sumber titik isotropic berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. 1alau jarak r) dan r3 adalah sedemikian rupa sehingga kuat penerangan kedua sumber pada layar adalah sama, jadi E) dan E3, maka: I 1 I 2 C
() r1 r2
2
persamaan ini dikenal sebagai azas fotometri.
6. Penggunaan
"#nar
+el$m0ang
alam B#ang 8e$kteran $inar sangat berguna
dalam
'aha-a bidang
kedokteran baik sebagai pembantu diagnosis maupun sebagai terapi. a. "enggunaan $inar /elombangnya )' Ungu Ultra 2ngu ultra
0enurut
"anjang
mempunyai
panjang
gelombang antara )<<-5<< nm &) nm C )
m'. $inar ungu mempunyai eek fsik, kimia
dan biologis, disamping itu sinar ungu ultra dipakai
untuk
sterilisasi
oleh
karena
mempunyai siat bakterisit. $elain itu juga mempunyai eek terhadap kulit yaitu dalam hal pembentukan %itamin D. 3' "#nar am&ak Visible light
))
0empunyai panjang gelombang antara 5<<><< nm. Termasuk dalam sinar tampak adalah:
ungu,
nila,
biru,
hijau, kuning,
orange!jingga dan merah. a' Transilluminasi: adalah transmisi cahaya melalui jaringan tubuh untuk mengetahui apakah ada gejala hi!rosefalus &kepala mengandung cairan oleh karena belum sempurna
pembentukan
tulang
tengkorak' atau ada kelainan di dalam tubuh. b' Endoskop: adalah alat yang digunakan untuk melihat ruang di dalam tubuh. lat ini terdiri dari fberglas yang mudah dibengkokkan
dan
lampu.
$inar-sinar
yang melalui fberglas akan dipantulkan secara sempurna sehingga gambaran di dalam
tubuh
dapat
terlihat
mudah. 4' "#nar Merah Inra Infra Red $inar inramerah mempunyai
dengan
panjang
gelombang antara ><<@)<5nm. 1egunaan klinik
sinar
berikut: a' $ebagai
inramerah diatermi
arthritis. b' Emisi inramerah
adalah pada
otograf
sebagai penderita di
masa
radiasi yang dipancarkan oelh tubuh kemudian
ditangkap!dideteksi
sebagai
termogram. c' &e'ecti%e infra re! $hotogra$h# , yaitu menggunakan panjang gelombang ><<-
)3
A<< nm, digunakan untuk menunjukkan aliran %ena pada kulit. d' Digunakan untuk photography terhadap pupil mata tanpa suatu rangsangan. 0. LA"ER $ingkatan dari kata (ight Am$li)cation #
Stimulate!
*mission
&penguatan
cahaya
terangsang'.
Dasar
of
oelh teori
&a!iation
emisi laser
radiasi
mula-mula
dicetuskan oleh lbert Einstein &)A)>'. ingga tahun )A?< T.. 0aiman memproduksi sinar laser dari suatu kristal ruby. "enggunaan laser dalam praktik klinik adalah: )' "ada beberapa penyakit mata, sinar laser digunakan secara rutin darah
dan
memblokir
untuk koagulasi pembuluh
darah
%ena. 3' 2ntuk memperoleh bayangan tiga dimensi yang dikenal sebagai hologra$h#. 4' "engobatan pada beberapa tipe kanker. 8amun demikian, kerusakan jaringan dapat terjadi oleh karena penggunaan laser pada jaringan mencapai temperatur )<
leh
dengan karena
cahaya
sebagian itu,
sangat
penghalang
diraksi
kecil dan
pembelokan
gelombang di sekitar sudut sering diabaikan, dan pendekatan sinar di mana gelombang dianggap merambat dalam garis lurus, adalah sah. ptika geometris adalah studi tentang enomena-enomena di mana pendekatan sinar adalah sah. 1. 'erm#n Datar
)4
+ayangan
yang
kita
lihat
jika
kita
letakkan telapak tangan di depan cermin datar, bayangan tersebut sama ukurannya seperti objeknya.
8amun
bayangan
tersebut
tidak
sama seperti apa yang terlihat jiak seseorang menghadap kita atau jika kita melihat telapak tangan kanan kita. +ayangan tangan kanan akan menjadi tangan kiri di cermin. "embalikan kanan ke kiri ini adalah akibat pembalikan kedalaman, yaitu tangan diubah dari kanan ke kiri karena bagian depan dan belakang tangan dibalik oleh cermin. 2ntuk sebuah cermin datar, r &jari-jari kelengkungan cermin' dan f &titik okus' nya tak terhingga. #arak bayangan C jarak benda &sH C s'. +ayangan yang dihasilkan oleh cermin datar bersiat nyata, tegak dan berukuran sama dengan obyeknya. 2. 'erm#n76erm#n Melengkung $ebuah bayangan yang terbentuk dari sebuah cermin melengkung atau dari sebuah lensa berada pada jarak sH. +ayangan tersebut dihubungkan
dengan
jarak
obyek
s
oleh
persamaan: 1
S
1
1
I S ' C f
Dimana f adalah panjang okus, yang menjadi jarak bayangannya jika s C cermin,
panjang
∞
okusnya
. 2ntuk sebuah sama
setengah jari-jari kelengkungannya. 1
f = r 2
)5
dengan
2ntuk sebuah lensa tipis di udara, panjang okusnya dihubungkan dengan indeks bias n dan jari-jari kelengkungan dua sisinya r + dan r oleh persamaan: 1
f C &n-)'
$edangkan
(
1
r1
−
perbesaran
1
r2
) lateral
bayangan
diberikan oleh rumus: m=
y ' − s ' = y s
2ntuk cermin-cermin melengkung ada empat sinar utama: a. $inar sejajar, yang digambar sejajar dengan sumbu utama. $inar ini dipantulkan melalui titik okus. b. $inar okus, yang digambar melalui titik okus. $inar ini dipantulkan sejajar sumbu utama. c. $inar radial, yang digambar melalui pusat kelengkungan. $inar ini mengenai cermin tegak lurus permukaannya dan kemudian dipantulkan kembali pada dirinya. d. $inar pusat, yang digambar pada %erteks cermin
tersebut.
$inar
ini
memantul,
dengan sudut yang sama, terhadap sumbu utama. 3. Lensa +erdasarkan bentuk permukaannya, lensa dibagi menjaid dua, yaitu: a. Fensa yang mempunyai permukaan sferis, dibagi menjadi dua macam pula, yaitu: )' Fensa (embung! 1on%ergen! "ositi $ebuah lensa positi atau lensa pengumpul adalah lensa yang bagian tengahnya lebih
)6
tebal dari bagian tepinya. (ahaya sejajar yang datang pada sebuah lensa positi diokuskan pada titik okus kedua yang berada pada sisi transmisi lensa tersebut. 3' Fensa (ekung! Di%ergen! 8egati $ebuah lensa negati atau lensa menyebar adalah lensa yang bagian tepinya lebih tebal dari pada bagian tengahnya. (ahaya sejajar yang datang pada sebuah lensa negati memancar seolah-olah dari titik okus kedua, yang berada pada sisi datang lensa. b. Fensa yang mempunyai permukaan silin!ris. dalah lensa yang mempunyai permukaan silinder, lensa ini mempunyai okus yang positi dan ada pula yang mempunyai panjang okus negati. 4. 8ekuatan Lensa D#$&tr# 1
1
1
P= = ' + dioptri f s s
" C 1ekuatan lensa &!io$tri' C okus lensa &m' s C jarak benda dari lensa &m' sH C jarak bayangan dari lensa &m' )D C ) m-) 5. Ba-angan -ang ter0entuk
melalu#
&em0#asan "embentukan sebuah bayangan oelh pembiasan pada
sebuah
permukaan
melengkung
yang
memisahkab dua medium dengan indeks bias n+ dan n. (ontoh: $eekor ikan dalam sebuah mangkok bukat berisi air dengan indeks bias ),44. #ari-jari mangkok )6 cm. 7kan melihat menembus mangkok tersebut dan
)?
melihat seekor kucing sedang duduk di atas meja dengan hidungnya )< cm dari mangkok tersebut. Di manakah bayangan hidung kucing tersebut, dan berapakah besarnya #awab: #arak obyek antara kucing dan mangkok &s' adalah )< cm. 7ndeks bias n+ C ) dan n C ),44. #ari-jari kelengkungan I)6 cm. n1 s
=
n2
=
n2− n1
s '
1,00
r
I
10 cm
1,33
s '
=
1,33 −1,0 15 cm
'
s =17,1 cm
#arak bayangan negati berarti bahwa bayangan tersebut adalah nyata dan di depan permukaan membias, pada sisi yang sama dengan obyeknya. $edangkan perbesaran bayangannya adalah: m=
n1 s
'
n2 s
C
−17,1 cm
1,33 ( 10 cm )
=1,29 kali
#adi kucing tersebut kelihatan lebih jauh dan sedikit lebih besar. 9. A0eras# "emburaman bayangan
dari
sebuah
obyek
tunggal dikenal dengan istilah aberasi. Aberasi sferis
merupakan
hasil
dari kenyataan bahwa
permukaan melengkung hanya memokuskan sinarsinar
praksial
&sinar-sinar
yang
berjalan
dekat
sumbu utama' pada sebuah titik tunggal. Aberasi kromatik, yang terjaid pada lensa dan bukan pada cermin, adalah hasil dari %ariasi indeks bias dengan panjang gelombang. 2.1.2 Instrumen %&t#k
)>
Dalam bab ini kita akan menggunakan apa yang telah kita pelajari tentang cermin dan lensa untuk mencermati cara kerja salah satu instrumen optik
yang
terpenting
,
yaitu
mata
.
banyak
instrumen optik yang digunakan saat ini sangat cangggih. "rinsip kerjanya sangat sederhana tetapi penggunaannya imajinati prinsip-prinsip ini telah melipat gandakan kemampuan kita untuk melihat dan memahami dunia yang melingkup kita. Mata 0ata merupakan alat optik yang paing dekat dengan kita dan merupakan sistem optik yang paling penting. Dengan mata kita bisa melihat keindahan alam di sekitar kita. 1. Bag#an :0ag#an mata 0ata memiliki beberapa bagian-bagian
yang
memiliki ungsi Jungsi tertentu sebagai alat optik, yaitu: a. 1ornea, merupakan selaput kkuat yang tembus cahaya dan berungsi sebagai pelindung bagian dalam bola mata b. 7ris, merupakan selaput berbentuk lingkaran yang menyebabkan mata dapat membedaka warna c. "upil, merupakan celah lingkaran pada mata yang dibentuk oelh iris, berungsi mengatur banyaknya cahaya yang masuk ke mata d. 1ensa mata, merupakan lensa cembung yang terbuat dari bahan bening, berserat dan kenyal, berungsi mengatur pembiasan cahaya
);
e. etina, merupakan lapisan yang berisi ujungujung sara yang sangat peka terhadap cahaya. etina berungsi untuk menangkap bayangan yang di bentuk oleh lensa warna. . *uaeuos humor, merupakan cairan mata g. $ara optik, merupakan sara
yang
menyampaikan inormasi tentang kuat cahaya dan warna ke otak 2. Pem0entukan 0an-angan &aa mata 0ata bisa melihat benda jika cahaya
yang
dipantulkan benda samapai pada mata dengan cukup, kemudian lensa mata akan membentuk banyangan yang bersiat nyata, terbalik dan diperkecil pada retina.
da
tiga
komponen
penginderaaan
penglihatan, yaitu : a. 0ata memokuskan bayangan pada retina b. $istem sara mata yang memberi inormasi ke otak c. 1orteks penglihatan salah satu bagian yang menganalisa oenglihatan tersebut 3. 8eta!aman &engl#hatan 1etajaman penglihatann digunakan
untuk
menentukan penggunaan kaca mata, di klinik dikenal istilah %isus. $edangkan dalam fsika, ketajaman penglihatan ini disebut resolusi mata. Kisus penderita bukan saja memberi pengrtian tentang optiknya &kaca mata' tetapi mempunyai arti yang lebih luas yaitu memberi keterangan mengenal baik buruknya ungsi mata secara keseluruhan. elh karena itu difnisi %isus adalah nilai kebalikan sudut &dalam menit' terkecil dimana sebuah benda dapat dilihat dan dapat dibedakan. "ada penentuan %isus, mempergunakan
para
ahli
mata
kartu snellen, dengan berbagai
)A
ukuran
huru dan
0isalnya
mata
jara
normal
yang
sudah ditentukan.
pada
waktu
diperiksa
diperoleh 3
kecilnya
medan
penglihatan seseorang dipergunakan alat perimeter. Dengan alat ini diperoleh medan penglihatan %ertikal )4<
derajat,
sedangkan
medan
penglihatan
horizontal )66 derajat. 5. anga& 'aha-a +agian mata yang tanggap cahaya adalah retina. da
dua
tipe
otoreseptor
pada
retina
yaitu
od&batang' dan (one &kerucut'. od dan (one tidak terletak pada permukaan retina melainkan beberapa lapis di belakang jaringan sara. Tiap mata memiliki ?.6 juta cone yang berungsi untuk melihat siang hari, disebut penglihatan otopik melalui cone kita dapat mengenal beberapa warna, tetapi hanya sensiti terhadap semua warna, tetapi hanya sensiti terhadap warna kuning, hijau & panjang gelombang' 66< nm cone terdapat terutama pada o%ea sentralis. od dipergunakan pada waktu pada malam atau disebut
penglihatan
ketajaman
scotofk
penglihatan
dan
dan
merupakan
dipergunakan
untuk
melihat kesamping . setiap mata terdapat )3< juta rod. Distribusi pada retina tidak merata, pada sudut 3<
derajat
terdapat
kepadatan
yang
maksimal.
+atang ini sangat peka terhadap cahaya biru dan hijau &6)< nm'.
3<
Tetapi rod dan cone sama-sama peka terhadap cahaya merah &?6<-><
mengalami
kesulitan
dalam
penglihatan.
Tatapi apabila dari ruangan terang masuk kedalam ruangan
gelap
akan
tampak
kesulitan
dalam
penglihatan dan diperlukan waktu tertentu agar memperoleh penyesuaian. ;. angga& /arna $alah satu mata adalah tanggap warna, namun mekanisme tanggap warna tersebut belum diketahui secara
jelas.
Tetapi
dengan
menggunakan
pengamatan otopik dapat melihat warna namun tidak dapat membekan warna pada objek yang letaknya jauh dari pusat medan penglihatan. a. Teori tanggap warna (one berada dengan rod dalma bebrapa hal, yaitu cone memberi jawaban terhadap
warna,
kurang
yang selekti
sensiti
terhadap
cahaya dan
mempunyai hubungan dengan
otak
kaitan
dalam
ketajaman
penglihatan
dibandingkan dnegan rod. hli aal lamono%, young helmholtz berpendapat ada tiga tipe cone yang tanggap terhadap 4 warna pokok yang pertama biru, hijau dan merah. )' 1one biru, mempunyai kemampuan tanggap gelombang rekiensi cahaya antara 5<<-6<< milimikron. +erarti cone biru dapat menerima cahaya ungu, biru dan hijau.
3)
3' 1one
hijau,
berkemampuan
menerima
gelombang cahaya, dnegan rekuensi antara 56< dan ?>6 milimikron. 7ni berarti kone hijau dapat mendekati warna biru, hjau, kuning, orange dan merah. 4' 1one merah, dapat
mendeteksi
seluruh
panjang gelombang tetapi respon terhadap cahaya orange kemerahan sangat kuat dari pada warna-warna lain. 1etiga warna pokok
&biru,
hijau,
dan
merah'disebut trikhromatik b. +uta warna #ika seseorang tidak mempunyai cone merah, dia masih dapat melihat warna hijau kuning orange dan warna merah dengan mengguna cone hijau tetapi tidak dapat membedakan secara tepat antara masing- masing warna tersebut oleh karena tidak memoounyai cone merah untuk kontras atau membandingkan dengan cone hijau. Demikian jika pada seeorang kekurangna cone hijau dia masih dapat melihat seluruh warna, tetapi tidak dapat memedakan warna hijau kuning orange dan merah hal ini disebabkan cone hijau yang sedikit tidak mampu mengkontraskan dengan cone merah. #adi tidak adanya cone merah atau hijau akakn timbul kesukaran
atau
ketidak
mampuan
untuk
membedakan warna antara warna merah dan hijau. 1eadaan ini disebut buta warna merah J hijau. 1asus yang jarang sekali, tetapi bisa jadi seseorang kekurangan cone biru, maka orang tersebut sukar membedakan warna ungu, biru dan hijau. Tipe buta warna ini disebut kelemahan biru.
33
<. Da-a ak$m$as# Dalam hal memokuskan obyek pada retina. Fensa mata memegang perana penting. 1ornea memounyai ungsi memokuskan obyek secara tepat, demikian pula
bola
mata
yang
berdiameter
3<-)4
mm.
1emampuan lensa mata untuk memokuskan onCbyek disebut daya akomodasi. $elamamelihat jauh, tidak terjadi akomodasi. 0akin dekat benda dilihat, semakin kuat mata! lensa berakomodasi. Daya akomodasi ini tergantung
kepada
umur.
2sia
makin
tua
daya
akomodasi semakin menurun, hal ini disebabkan kekenyalan! elastisitas lensa semakin berkurang. #ika benda terlalu dekat ke mata, lensa mata tidak dapat
memokuskan
cahaya
pada
retina
dan
bayangannya menjadi kabur. Titik terdekat dimana lensa memokuskan suatu bayangan pada retina disebut titik dekat &punctum proksimum'. "ada saat ini mataberakomodasi
sekuat-kuatnya&berakomodasi
maksimum'. #arak dari mata ke titik dekat ini sangat beragam pada setiap orang dan berubah dengan meningkatnya usia. "ada usia )< tahun, titik dekat dapat sedekat > cm, sementara pada usia ?< tahun titik
dekat
daoat
menjauh
ke
3<<
cm
karena
kehilangan kelewesan lensa akibat elastisitas lensa semakin berkurang disebut mata presbyob atau mata tua dan bukan merupakan cacat mata. 8ilai standar yang diambil untuk titik dekat ini adalah 36 cm , dan dianggap sebagai mata normal. #arak terjauh benda agar dapat dilihat dengan jelas dikatakan benda terletak pada titik jauh&punctum
34
remotum'. "ada ini mata tidak berakomodasi ! lepas akomodasi =. )en#s !en#s mata an tekn#k k$reks# a. Mata n$rmal $ering disebut juga mata emetrop. 0ata normal memliki titik dekat 36 cm dan titik jauh tak terhingga. pabila mata memiliki titik dekat tidak sama 36 cm dan titik jauh tidak sama dengan tak terhingga, maka dikatakan sebagai cacat mata hal ini mengakibatkan mata sulit melihat benda yang jauh maupun dekat karena bayangan tidak jatuh tepat pada retina. 0. Ra0un !auh M#$&# Disebut juga mata terang dekat, memiliki titik dekat kurang dari 36 cm&G36 cm' dan titik jauh pada jarak tertentu. rang yang menderita miopi dapat melihat dengan jelas benda pada jarak 36 cm, tetapi tidak dapat melihat benda jauh dengan jelas.
(acat
mata
ini
dapat
diatasi
dengan
menggunakan kaca mata berlensa cekung. 6. Ra0un ekatH#&ermetr$&# abun dekat memiliki titik dekat 36
cm
&L36cm' dan titik jaunya pada jarak tak terhingga. "enderita rabun dekat dapat melihat jelas bendabenda yang sangat jauh tetapi tidak dapat melihat benda J benda dekat dengan jelas. al ini terjadi karena lensa mata tidak dapat menjadi cembung sebagaimana mestinya sehingga bayangan benda jatuh dibelakang retina, disebabkan karena mata dibiasakan melihat benda yang jaraknya jauh. (acat mata ini dapat diatasi dengan kaca mata 2.2
berlensa cembung. B#$ Akust#k
35
2.2.1 De>n#s# Bun-# +unyi adalah suatu bentuk gelombang longitudinal yang
merambat
secara
perapatan
dan
perenggangan
terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi yang mengalami getaran. pabila sebuat senar gitar kita petik maka akan terjadi getaran pada senar gitar yang menimbulkan bunyi. #ika senar dawai gitar tersebut kita pegang, maka getaran dan bunyi pada senar akan hilang.
2.2.2 8e6e&atan Bun-#?'e&at Ram0at Bun-# # Uara "ada suhu udara )6 derajat celcius bunyi dapat merambat di udara bebas pada kecepatan 45< meter per detik. umus cepat rambat bunyi adalah %C$!t yaitu jarak tempuh dibagi waktu tempuh. $uhu udara yang lebih panas atau lebih dingin mempengaruhi kecepatan bunyi semakin cepat karena partikel udara lebih banyak. 2.2.3 Pengantar Bun-#
2dara banyak
kita
adalah
pengantar
gunakan.
8amu
bunyi
yang
paling
sebenarnya
udara
pengantar bunyi yang lamban, bukan bearti tidak baik. 1ecepatan merambat bagi udara sebagai pengantar bunyi hanyalah 456 meter per detik. +andingkan dengan kecepatan rambat bunyi pada zat pengantar lain: /abusMMMMM. 6<< meter per detik TimahMMMMM. ))A< meter per detik irMMMMMMM. )55< meter per detik +esiMMMMMM. 6)3< meter per detik • • • •
angka-angka tersebut memang dapat berubah oleh perubahan suhu. 8amun perubahan ini kecil sekali sehingga praktis kurang begitu berarti. 2.2.4 Am0ang Batas Penengaran Manus#a
Telinga manusia memiliki keterbatasan kemampuan pendengaran berdasarkan besar kecil rekuensi bunyi yang didengar. rekuensi bunyi yang 36
dapat didengar oleh manusia normal disebut dengan rekuensi audio.telinga manusia normal dapat mendengar bunyi yang rekuensinya antara 3<z sampai dengan 3<.<<<z. Diluar batas-batas rekuensi bunyi tersebut manusia tidak dapat mendengarnya. . +atas terkecil : rekuensi inrasonic! inrasonikC dibawah 3<z. (ontoh makhluk hidup yang mampu mendengar rekuensi inrasonik adalah jangkrik,ikan lumbalumba dan kelelawar!codot,gajah. +. +atas terbesar : rekuensi ultrasonic!ultrasonikC diatas 3<.<<<z contoh: makhluk hidup yang mampu mendengar rekuensi ultrasonik adalah kelelawar!kalong,kucing,anjing,tikus,belalang,dan lain-lain 2.2.5 ara Intens#tas Bun-#
7ntensitas ambang pendengaran bergantung pada rekuensi yang dipancarkan oleh sumber bunyi. +atas intensitas bunyi yang dapat merangsang pendengaran manusia berada antara )<. 2.2.9 Mean Magnet an Mean L#str#k
Dalam bidang kelistrikan ada konsep yang sangat berguna, yaitu konsep induksi silang &mutual induction' atau ada juga yang menyebutnya sebagai induksi timbal-balik. 1onsep medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik dirumuskan secara lengkap oleh ampere, dan dikenal dengan hukum ampere. 1onsep arus listrik
yang
dapat
menghasilkan
&menginduksi'
medan magnet dikenal sebagai induksi magnet. 1onsep medan listrik &dalam bentuk arus listrik' yang dihasilkan &diinduksi' dari medan magnet yang berubah-ubah
terhadap
waktu
dikenal
sebagai
#nuks# elektr$magnet, konsep ini dikembangkan
3?
oleh michael araday, seorang tokoh terkenal dalam fsika yang berkebangsaan inggris. 2.2.; Eek +el$m0ang Ultras$n#k
2ltrasonik sama dengan gelombang bunyi hanya saja rekuensi yang sangat tinggi dan mempunyai eek : . 0ekanik: yaitu membentuk emulsi asap!awan dan disintegrasi beberapa beda padat, dipakai untuk menentukan lokasi batu empedu +. "anas: pada titik yang bersangkutan mengalami perubahan panas dan re9eksi. "ada jaringan bisa terjadi pembentukan rongga dengan intensitas yang tinggi. (. 1imia: gelombang ultrasonik menyebabkan proses oksida dan terjadi hidrolisis pada ikatan polyester. D. Eek biologis: eek ini merupakan gabungan dari berbagai eek misalnya akibat pemanasan menimbulkan pelebaran pembuluh darah. 2.2.< Penggunaan Dalam B#ang ke$kteran 1. Ultras$n#k se0aga# &elengka& #agn$s#s 1ristal piezo electric yang bertindak sebagai transduser mengirim gelombang ultrasonik mencapai pada dinding berlawanan, kemudian dipantulkan dan diterima oleh transduser tersebut pula. Transduser yang menerima gelombang balik akan diteruskan ke amplifer yang menerima gelombang kemudian gelombang tersebut ditangkap oleh (T &ossiloskop'. 2. &enggunaan ultras$n#k alam &eng$0atan 2ltrasonik
memberi
eek
kenaikan
temperature dan peningkatan tekanan, eek ini timbul karena jaringan mengabsorpsi energi bunyi
dengan
demikian
ultrasonik
sebagai diatermi!pemanasan.
3>
dipakai
"rinsip dasar penggunaan ultrasonik adalah eek doppler yaitu terjadi perubahan rekuensi akibat adanya pergerakan pendengaran atau sebaliknya. Dan getaran bunyi yang dikirim ke tempat tertentu &ke obyek' akan dire9eksi oleh obyek itu sendiri. 1arena pada dasarnya tubuh manusia >6N adalah
molekul air, diman
atom hidrogen
adalah salah satu komponen penyusun molekul air. 1arena tiap atom hidrogen secara alami berputar &spinning', sehingga menghasilkan momen
magnet
yang
dapat
dibayangkan
seperti batang magnet yang kecil. Tetapi, karena orientasi yang acak, sehingga total
dari
momen
menghasilkan
magnet
inormasi
tersebut yang
tidak dapat
dimanaatkan. 3. Penggunaan ultras$n$gra> alam &emer#ksaan !an#n 2ltrasonography &2$/' metode
diagnostik
merupakan suatu
dengan
menggunakan
gelombang ultrasonik. /elombang ultrasonik adalah suara atau getaran dengan rekuensi yang terlalu tinggi untuk bias didengar oleh manusia, yaitu kira-kira di atasa 3< kilohertz. 1elebihan gelombang ultrasonik yang tidak dapat didengar, bersiat langsung dan mudah diokuskan.
#arak
suatu
benda
yang
memanaatkan delay gelombang pantul dan gelombang datang seperti pada sistem radatr dan deteksi gerakan oleh sensor pada robot atau hewan. Dalam hal ini yag dimanaatkan
3;
adalah
kemampuan
gelombang
ultrasonik
dalam mengahancurkan sel-sel atau jaringan OberbahayaP
ini
kemudian
secara
luas
diterapkan pula untuk penyembuhan penyakitpenyakit
lainnya.
0isalnya:
terapi
untuk
penderita arthritis,haemorrhoids,asma,thyroto@icosis,ulcu s
pepticum&tukak
lambung',
elephanthiasisAkaki gajah', dan bahkan terapi untuk penderita angina pectoris &nyeri dada'. hal
tersebut
eksperimen dokter
karl
ahli
austria.
disimpulkan theodore
sara
dari
+ersama
reiderich,
seorang
berkat dussik,
seorang
uni%ersitas
dengan ahli
hasil
%ienna,
saudaranya,
fsika,
berhasil
menemukan lokasi sebuah tumor otak dan pembuluh mengukur 2.3
darah pada transmisi
otak
besar dengan
pantulan
gelombang
ultrasonik melalui tulang tengkorak. erm$>s#ka 2.3.1 Penahuluan Hukum erm$#nam#ka
Termodinamika &bahasa =unani: thermos C QpanasQ and dynamic C QperubahanQ' adalah fsika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. ukum kedua termodinamika mengatakan bahwa aliran kalor memiliki arah. Dengan kata lain, tidak
semua
proses
di
alam
adalah
re%ersibel
&arahnya dapat dibalik'. ukum kedua termodinamika menyatakan bahwa kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak pernah mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya. 0isalnya, jika sebuah kubus kecil 3A
dicelupkan ke dalam secangkir air kopi panas, kalor akan mengalir dari air kopi panas ke kubus es sampai suhu
keduanya
ukum
pertama
sama.
termodinamika
tidak
dapat
menjelaskan apakah suatu proses mungkin terjadi ataukah
tak
muncullah
mungkin
hukum
terjadi.
kedua
leh
karena
termodinamika
itu, yang
disusun tidak lepas dari usaha untuk mencari siat atau
besaran
keadaan.
sistem
Ternyata
yang
orang
merupakan
yang
ungsi
menemukannya
adalah (lausius dan besaran itu disebut entropi. ukum kedua ini dapat dirumuskan sebagai berikut: O"roses suatu sistem terisolasi yang disertai dengan penurunan entropi tidak mungkin terjadi. Dalam setiap proses yang terjadi pada sistem terisolasi, maka entropi sistem tersebut selalu naik atau tetap tidak
berubah.P
ukum kedua termodinamika memberikan batasan dasar pada efsiensi sebuah mesin atau pembangkit daya. ukum ini juga memberikan batasan energi masukan
minimum
yang
dibutuhkan
untuk
menjalankan sebuah sistem pendingin. ukum kedua termodinamika juga dapat dinyatakan dalam konsep entropi
yaitu
sebuah
ukuran
kuantitati
derajat
ketidakaturan atau keacakan sebuah sistem. 2.3.2 Reser*$#r Energ# Panas hermal EnergReser*$#r Thermal Energy eser%oir atau lebih umum disebut dengan reser%oir energi panas adalah suatu benda atau zat yang mempunyai kapasitas energi 4<
panas yang besar. rtinya reser%oir dapat menyerap atau menyuplai sejumlah energi panas yang tidak terbatas tanpa mengalami perubahan temperatur. (ontoh dari benda atau zay besar yang disebut reser%oir adalah samudera, danau, dan sungai untuk benda besar yang berwujud air dan atmoser untuk benda berwujud besar di udara. $istem dua asa juga dapat dimodelkan sebagau suatu reser%oir, karena sistem dua asa dapat menyerap dan melepaskan panas
tanpa
mengalami
perubahan
temperatur.
Dalam prakteknya, ukuran sebuah reser%oir menjadi relati.
0isalnya
sebuah
ruangan
dapat
disebut
sebagai sebuah reser%oir dalam suatu analisa panas yang dilepaskan oleh sebuah tele%isi. eser%oir yang menyuplai
energi
disebut
dengan
saurce
dan
reser%oir yang menyerap energi disebut dengan sink. 2.3.3 Mes#n 8al$r Heat Eng#nes 0esin kalor adalah sebutan untuk alat yang berungsi mengubah energi panas menjadi energi mekanik. $ebuah
mesin
kalor
dapat
di
karakteristikkan sebagai berikut: ).
mesin kalor menerima panas dari source
bertemperatur tinggi &energi matahari, bahan bakar, reaktor nuklir, dll'. 3.
mesin
kalor
mengkon%ensi
sebagian
panas menjadi kerja &umumnya dalam bentuk poros yang berputar' 4.
mesin kalor membuang sisa panas ke sink
bertemperatur rendah. 4)
5.
0esin
kalor
beroperasi
dalam
sebuah
siklus. $ebuah alat produksi kerja yang paling tepat mewakili
defnisi
dari
mesin
kalor
adalah
pembangkit listrik tenaga air, yang merupakan mesin pembakaran luar dimana 9uida kerja mengalami siklus termodinamika yang lengkap. 2.3.4 Mes#n Pen#ng#n an P$m&a 8al$r a. Mes#n Pen#ng#n 0esin pendingin, sama seperti mesin kalor, adalah sebuah alat siklus. luida kerjanya disebut dengan rerigerant. $iklus rerigerasi yang paling banyak digunakan adalah daur rerigerasi empat
kompresi-uap
komponen
:
yang
kompresor,
melibatkan kondensor,
katup ekspansi dan e%aporator. erigerant memasuki kompresor sebagai sebuah uap dan di kompres ketekanan kondensor. erugerant meninggalkan
kompresor
pada
temperatur
yang relati tinggi dan kemudian didinginkan dan mengalami kondensasi di kondensor yng membuang panasnya ke lingkungan. erigent kemudian memasuki tabung kapilar dimana tekanan rerigerant turun drastis karena eek throttling. erigerant bertemperatur rendah kemudian memasuki e%aporator, dimana disini rerigent menyerap panas dari ruang rerigerasi dan kemudian rerierant kembali memasuki kompresor. Efsiensi rerigerator disebut dengan istilah
coeRcient
o
dinotasikan dengan (". 43
perormance
&("',
0. P$m&a 8al$r "ompa kalor
adalah
mesin
yang
memindahkan panas dari satu lokasi &atau sumber' ke lokasi lainnya menggunakan kerja mekanis. $ebagian besar teknologi pompa kalor memindahkan panas dari sumber panas yang bertemperatur rendah ke lokasi bertemperatur lebih tinggi. (ontoh yang paling umum adalah lemari es, reezer, pendingin ruangan, dan sebagainya.
Tujuan
dari
mesin
pendingin
adalah untuk menjaga ruang rerigerasi tetap dingin
dengan
meyerap panas dari
ruang
tersebut. Tujuan pompa kalor adalah menjaga ruangan tetap bertemperatur tinggi. "roses pemberian panas ruangan tersebut disertai dengan
menyerap
panas
bertemperatur rendah. 2.3.5 Mes#n +erak :A0a#
dari
sumber
Per&etual7M$t#$n
Ma6h#nes 1ita mempunyai pernyataan yang berulangulang, bahwa
sebuah proses
berlangsung
jika
tidak
tidak akan dapat memenuhi
hukum
termodinamika pertama dan kedua. $emua alat yang melanggar
baik
hukum
pertama
dan
kedua
termodinamika disebut dengan mesin gerak abadi &"erpetual-0otion 0achines'. $ebuah alat yang
melanggar
hukum
termodinamika yang pertama disebut mesin gerak abadi tipe pertama &"erpetual-0otion 0achines o the frst kind' atau "007, sedangkan alat yang melanggar hukum termodinamika kedua disebut mesin gerak
44
abadi tipe kedua &"erpetual-0otion 0achines o the second kind'atau 1003.
BAB III PENUUP 3.1
8es#m&ulan Tokoh-tokoh utama dari teori gelombang cahaya adalah (hristian uygens dan robert ooke. 45
