Fisika Menjawab: Mengapa Gelas Terlihat Bening?

Molekul dari benda padat biasanya saling mengikat dengan rapat, karena itu umumnya sinar tidak dapat menembus benda padat. Pada cairan dan gas, molekul-molekul bergerak bebas dan memiliki banyak ruang kosong diantara molekulnya. Itulah sebabnya sinar dengan mudah menembus material seperti gas dan air. Gelas dibuat dengan cara melebur pasir dan mendinginkannya kembali. Bahan yang terbentuk akhirnya menjadi padat dan kaku, tetapi masih memiliki molekul yang bebas bergerak seperti sifat molekul pada cairan, sehingga ruang kosong diantara molekul gelas tersebut bisa dilewati oleh cahaya, walaupun gelas adalah benda padat.

Sumber

Fisika Menjawab: Bagaimana Pelangi Terbentuk?

Pelangi terbentuk karena pembiasan sinar matahari oleh tetesan air yang ada di atmosfir. Ketika sinar matahari melalui tetesan air, cahaya tersebut dibengkokkan sedemikian rupa sehingga membuat warna-warna yang ada pada cahaya tersebut terpisah. Tiap warna dibelokkan pada sudut yang berbeda, dan warna merah adalah warna yang paling terakhir dibengkokkan, sedangkan ungu adalah yang paling pertama. Fenomena ini yang kita lihat sebagai pelangi.

Sumber

Fisika Menjawab: Apa Itu Gas Rumah Kaca?

Gas rumah kaca adalah gas-gas yang ada di atmosfer yang menyebabkan efek rumah kaca. Gas-gas tersebut sebenarnya muncul secara alami di lingkungan, tetapi dapat juga timbul akibat aktivitas manusia. 

Gas rumah kaca yang paling banyak adalah uap air yang mencapai atmosfer akibat penguapan air dari laut, danau dan sungai. Karbondioksida adalah gas terbanyak kedua. Ia timbul dari berbagai proses alami seperti: letusan vulkanik; pernapasan hewan dan manusia (yang menghirup oksigen dan menghembuskan karbondioksida); dan pembakaran material organik (seperti tumbuhan). 

Karbondioksida dapat berkurang karena terserap oleh lautan dan diserap tanaman untuk digunakan dalam proses fotosintesis. Fotosintesis memecah karbondioksida dan melepaskan oksigen ke atmosfer serta mengambil atom karbonnya.

Sumber

Fisika Menjawab: Mengapa Bumi Berputar Namun Kita Tidak?

Pernahkah kamu bermain komedi putar?, naik kuda-kudaan yang berputar misalnya. Ketika kamu sendang berputar, kamu merasakan putaran itu dengan melihat seseorang temanmu yang menunggu di salah satu sisi. Sementara jika komedi putar itu ditutup dengan tabung dan tidak ada yang bisa membuktikan kamu berputar, mungkin kamu tidak akan merasakan putaran itu, karena kamu melihat orang lain yang juga naik kuda-kudaan di sekelilingmu tetap pada posisinya.

Sama halnya dengan bumi. Dibandingkan kecepatan bumi berputar dengan komidi putar, bumi berputar sangat lambat. Bumi membutuhkan ± 24 jam untuk sampai pada putaran penuh. Sementara bumi berputar, pohon, bangunan, orang, dan semua benda yang ada di bumi tetap pada posisinya, sehingga kita tidak merasakan putaran itu. Salahsatu bukti kuat yang bisa menyatakan kita berputar adalah Matahari. Matahari yang kita lihat sampai kembali ke posisi kita lihat, membuktikan bahwa kita sedang berputar.

Lantas apa yang menyebabkan bumi bisa berputar?
Jawaban dari pertanyaan ini masih merupakan perdebatan oleh para peneliti. tapi penjelasan umum yang paling simpel, mengacu kepada teori Big Bang (awal terjadinya tata surya).

Jauh sebelum tata surya terbentuk, angkasa merupakan kumpulan dari debu (cosmic dust). Setelah terjadi Big-Bang, debu-debu ini kemudian membentuk sistem tata surya. Namun, sebelum sistem itu menjadi rapih seperti yang telah kita ketahui sekarang, dalam angkasa banyak materi yang bertebaran. Para peneliti percaya, bumi kita telah ditabrak suatu objek yang besar, mungkin sebesar Mars. Tabrakan dari objek ini menyebabkan bumi itu memiliki rotasi, menyebabkan bumi memiliki sudut kemiringan 23.5° dan juga membentuk Bulan. Para peneliti juga percaya kalau dahulu kala ketika bumi baru jadi, ia memiliki waktu rotasi hanya 6 Jam. Karena angkasa merupakan ruangan yang hampa, maka putaran yang dialami bumi tidak akan bisa dihentikan sekalipun oleh gempa.

Gempa besar yang terjadi di bumi bisa merubah derajat dari rotasinya. Mengapa demikian? Anggaplah kamu sedang bemain gasing. gasing itu tetap pada sumbunya (pada posisi tegak) dikarenakan beratnya sudah proporsional (sudah pas). Coba kamu berikan penambahan berat yang cukup disalahsatu bagian dari gasing tersebut. mungkin putarannya tidak murni tegak. Sama halnya dengan bumi, ketika terjadi gempa, terjadilah perpindahan ukuran berat (massa) dari bumi menyebabkan kemiringan derajat bumi berubah.

Sudut kemiringan bumi bermanfaat menjaga suhu di kutub selatan bumi tetap pada suhunya. karena dengan kemiringan sudut bumi yang sekitar 23.5°, kutub selatan bumi hanya 6 bulan sekali mendapatkan sinar matahari. Kenapa bisa begitu? Lihat gambar diatas, Pada cakupan 0° matahari tidak pernah tenggelam, pada cakupan 66.5° waktu siang lebih lama dari malam. pada sudut 90° malam dan siang mendapatkan waktu yang sama, dan sebaliknya. Saat matahari nampak di kutub selatan, saat itulah hari yang pas dari kutub selatan menghadap matahari dalam bumi menelilingi matahari dalam kurun 365 hari (lihat gambar dengan melihat kebalikannya).

 

Sumber

Fisika Menjawab: Mengapa Langit Berwarna Biru?

Mengapa langit berwarna biru pada siang hari dan merah-kuning pada sore hari, sedangkan warna matahari kadang terlihat putih, kuning, dan merah pada waktu waktu yang berbeda? Saat mempelajari ilmu fisika yang begitu luas, terutama fisika optik, jawabannya saya temukan dalam teori hamburan, khususnya hamburan elastis oleh partikel yang memiliki diameter dibawah satu persepuluh dari panjang gelombang penghamburnya (matahari). Fenomena hamburan elastis ini dikenal dalam dunia fisika dengan jargon Hamburan Rayleigh. Penjelasan singkatnya:

1. Matahari memancarkan gelombang elektromagnetik dalam semua spektrum cahaya tampak, mulai dari mejikuhibiniu yakni merah hingga ungu (dan non visibel semacam UV dan IR dll.) dengan spektum maksimal di ranah panjang gelombang biru.

2. Karena matahari memancarkan semua spektrum cahaya tampak jika tidak ada partikel penghambur, warna matahari akan tampak putih (gabungan semua warna). Ini sebabnya astronot di luar angkasa melihat matahari berwarna putih (Tidak semua bintang berwarna putih, tergantung temperaturnya) dan ruang angkasa didominasi warna hitam.

3. Saat cahaya putih ini memasuki atmosfer bumi ia akan dihamburkan secara elastis oleh partikel nitrogen dan oksigen di atmosfer. Elastis artinya tidak ada perubahan penjang gelombang yang datang dengan yang dihamburkan (energi tetap). Karena diameter partikel penghambur ini lebih kecil dari sepersepuluh panjang gelombang matahari, proses fisika yang terjadi adalah hamburan Rayleigh

4. Menurut teori hamburan Rayleigh, intensitas hamburan berbanding terbalik dengan panjang gelombang pangkat empat penghamburnya (matahari), artinya semakin kecil panjang gelombang semakin besar intensitas hamburannya. Karena panjang gelombang biru dan violet lebih kecil dari warna lainnya dan karena spektrum matahari maksimal di panjang gelombang biru maka dari semua rentang visibel yang dihamburkan oleh atmosfer kita akan melihat campuran yang paling dominan yakni banyak sekali biru plus violet plus sedikit warna warna lainnya yang kemudian tampak sebagai biru cerah.

5. Warna matahari di siang hari sering terlihat kuning, ini disebabkan kita melihat spektrum putih matahari yang sudah melewati partikel penghambur dengan banyak hamburan di warna biru dan violet sehingga warna matahari yang terlihat bukan putih tetapi kekuningan (putih minus biru-violet).

6. Pada jarak dekat (misalnya vertikal dengan matahari) warna matahari akan tampak lebih putih, ini disebabkan cahaya matahari yang mengenai mata kita tidak banyak melewati partikel penghambur sehingga masih mengandung campuran semua warna (putih).

7. Pada saat kabut partikel gas atau debu di udara (diameter lebih dari sepersepuluh panjang gelombang sehingga bukan hamburan elastis) menyerap dan memblokir warna dominan biru yang dihamburkan oleh nitrogen dan oksigen sehingga di beberapa tempat hamburan biru tidak sampai ke mata kita.

8. Awan terlihat putih karena partikel uap air memiliki diameter diatas sepersepuluh panjang gelombang matahari sehingga yang terjadi adalah hamburan yang tidak bergantung secara dominan pada panjang gelombang. Dalam fisika ini dikenal sebagai teori hamburan Mie, sehingga ketika partikel awan terkena sinar putih matahari ia akan menghamburkannya dalam warna putih sehingga tampak putih oleh pengamat.

9. Pada sore hari matahari berada didekat horizon sehingga jarak tempuh ke pengamat lebih jauh. Semakin jauh jarak tempuh maka semakin banyak panjang gelombang biru, violet yang dihamburkan (seperti ketimun yang dipotong miring), dan warna hijau dan merah yang sebelumnya sedikit dihamburkan kini mulai signifikan.

10. Pada sore hari warna matahari akan terlihat merah atau oranye karena cahaya matahari yang sampai ke mata kita kini sudah dikurangi panjag gelombang biru, violet, dan hijau, plus bisa juga sedikit oranye sehingga awalnya tampak oranye, dan kemudian merah di mata pengamat.

11. Warna langit kuning kemerahan di sore hari karena keberadaan molekul debu dan partikel kecil disekitar matahari yang memantulkan cahaya matahari. Saat cahaya ini menempuh jalan menuju mata kita, panjang gelombang pendek (biru dan violet) dihamburkan keluar sehingga yang sampai adalah panjang gelombang yang lebih panjang yakni ada yang merah, oranye, dan kuning bercampur baur membentuk sunset beauty.

Sumber

Fisika Menjawab: Mengapa Pelangi Melengkung?

Tahukah anda, mengapa bentuk pelangi melengkung ? Mengapa bentuknya tidak bulat / persegi atau bentuk yang lainnya ? Mari kita ulas sedikit tantang terbentuknya pelangi yang indah itu. Pelangi merupakan salah satu pemandangan indah yang jarang kita lihat. Jika dilihat, bentuk pelangi seperti busur di langit biru yang muncul karena pembiasan dari sinar matahari ketika hujan kira-kira di mana ya pelangi bisa terlihat? Biasanya pelangi bisa dilihat di daerah pegunungan atau ketika mendung atau ketika hujan baru berhenti turun atau juga bisa kita liat di air terjun. 

Pelangi merupakan satu-satunya gelombang elektromagnetik yang dapat kita lihat. Ia terdiri dari beberapa spektrum warna. Apakah Anda bisa menyebutkan warna apa sajakah yang bisa kita lihat pada pelangi tersebut? dan sebenarnya ada warna-warna lain yang tidak dapat kita lihat langsung dengan mata. Warna merah memiliki panjang gelombang paling besar, sedangkan violet memiliki panjang gelombang terkecil. Bagaimana pelangi terbentuk ? Coba kita amati ketika sinar matahari mengenai cermin siku-siku atau tepi prisma gelas, atau permukaan buih sabun, kita melihat berbagai warna dalam cahaya. 

Apa yang terjadi adalah cahaya putih dibiaskan menjadi berbagai panjang gelombang cahaya yang terlihat oleh mata kita sebagai merah, jingga, kuning, hijau, biru, dan ungu. Panjang gelombang cahaya ini membentuk pita garis-garis paralel, tiap warna bernuansa dengan warna di sebelahnya. Pita ini disebut “spektrum”. Di dalam spektrum, garis merah selalu berada pada salah satu ujung dan biru serta ungu disisi lain, dan ini ditentukan oleh perbedaan panjang gelombang. Ketika kita melihat pelangi, sama saja dengan ketika kita melihat spektrum. Bahkan, pelangi adalah spektrum melengkung besar yang disebabkan oleh pembiasan cahaya matahari. 

Setelah kita membahas tentang apa itu pelangi dan bagaimana terbentuknya, sekarang mari kita ulas tentang mengapa pelangi berbentuk melengkung. Ternyata untuk melihat pelangi yang indah terdapat berbagai syarat. Syarat pertama ialah kita harus membelakangi sumber cahaya saat melihat pelangi. Dalam hal ini, sumber cahaya yang dimaksud ialah matahari. Syarat kedua ini adalah penyebab mengapa pelangi melengkung yaitu kita harus melihat pelangi dari sudut sekitar 40 derajat selain dari sudut ini pelangi tidak akan terlihat dengan baik. Oleh karena itu, pelangi terlihat melengkung di langit luas. Jadi dengan kata lain bentuk pelangi yang melengkung itu bukan semata-mata karena memang dia tercipta melengkung. Namun, karena sudut padang kita dan kemampuan bola mata kita lah yang membuatnya terlihat berbentuk melengkung.

Sumber

Fisika Menjawab: Mengapa Burung Tidak Kesetrum Di Kabel Listrik?

Pernahkah kalian melihat burung yang sedang hinggap di atas kabel listrik? Pernahkah kalian berfikir, mengapa burung-burung tersebut tidak kesetrum walaupun kaki-kakinya menyentuh kebel bertegangan tinggi? Bukan hanya burung, tupai pun tidak kesetrum walaupun bolak-balik melewati kabel bertegangan tinggi. Hmmm..kira-kira apa ya, yang membuat burung dan tupai itu bisa kebal terhadap aliran listrik tersebut? Yuk kita cari tahu. 

Sesuatu dapat terkena sengatan listrik apabila terjadi perbedaan tegangan. Sebagaimana air mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah, arus listrik mengalir dari tegangan tinggi ke tegangan rendah yang akan menimbulkan tegangan listrik. Bumi atau tanah memiliki tegangan rendah. Hal ini menyebabkan listrik selalu mengalir ke bumi dari sumber tegangan melalui konektor (konduktor). Jika kita kesetrum, itu berarti terjadi kontak antara tubuh kita sebagai konektor (konduktor) dengan sumber tegangan yang cukup tinggi sehingga menimbulkan arus melalui otot atau rambut kita. Jika ada sesuatu yang memberi jalan antara kabel listrik dan tanah (misalnya tubuh kita), maka listrik akan mengalir melewatinya. 

Pada saat burung hinggap di atas kabel listrik, mereka tidak akan kesetrum karena burung tersebut hanya hinggap pada sebuah kabel dan tidak menyebabkan terjadinya perubahan pada tegangan listrik pada kabel tersebut. Kaki mereka tidak menyentuh kabel netral atau ground(tanah). Jadi tidak ada aliran listrik melewati tubuh burung sehingga burung tidak akan kesetrum. Jika kita menyentuh kabel listrik seperti burung yang mencengkeram kabel, maka kita juga tidak akan tersetrum tentunya asalkan kaki kita tidak menyentuh tanah atau menggunakan alas kaki yang merupakan isolator (plastik, sandal karet, dan lain-lain). 

Sumber