Radiasi Elektromagnetik

Tingkat di mana obyek memancarkan energi sebanding dengan pangkat empat suhu mutlaknya. Dikenal sebagai Hukum Stefan, perilaku ini dinyatakan dalam bentuk persamaan sebagai

P =σAeT⁴                                                                                                                           (20.19)
di mana P adalah daya (dalam watt) gelombang elektromagnetik yang dipancarkan dari permukaan objek, σ adalah konstanta sebesar 5,669 6 X 10^-8 W/m².K⁴. A adalah luas permukaan obyek dalam meter persegi, e adalah emisivitas, dan T adalah suhu permukaan dalam kelvin. Nilai e dapat bervariasi antara nol dan kesatuan tergantung pada sifat dari permukaan objek. Emisivitas sama dengan absorptivity (daya serap), yang merupakan bagian kecil dari radiasi yang masuk, permukaan tersebut menyerapnya. Sebuah cermin memiliki daya serap yang sangat rendah karena memantulkan hampir semua cahaya datang. Oleh karena itu, permukaan cermin juga memiliki emisivitas yang sangat rendah. Namun di sisi lain, permukaan hitam memiliki absorptivitas tinggi dan emisivitas tinggi. Penyerap yang ideal didefinisikan sebagai objek yang menyerap semua energi yang datang di atasnya, dan untuk benda seperti ini, e = 1. Sebuah benda yang  memiliki nilai e = 1 sering disebut sebagai benda hitam. Kita akan menyelidiki pendekatan eksperimental dan teoritis untuk radiasi dari benda hitam dalam Bab 40.

Setiap detik, sekitar 1 370 J radiasi elektromagnetik dari Matahari melewati tegak lurus  setiap 1 m² di bagian atas atmosfer bumi. Radiasi ini terutama terdiri atas cahaya tampak dan inframerah disertai dengan sejumlah besar radiasi ultraviolet. Kita akan mempelajari jenis radiasi secara rinci dalam Bab 34. Energi yang cukup samapai di permukaan bumi setiap hari untuk menyediakan semua kebutuhan energi kita di planet ini ratusan kali lipat, jika hanya bisa ditangkap dan digunakan secara efisien. Pertumbuhan jumlah rumah yang sumber energinya  dari tenaga surya dibangun di Amerika Serikat mencerminkan meningkatnya upaya yang dilakukan untuk menggunakan energi yang melimpah.

Apa yang terjadi dengan suhu atmosfer di malam hari adalah contoh lain dari efek transfer energi oleh radiasi. Jika ada awan di atas bumi, uap air di awan menyerap sebagian radiasi infra merah yang dipancarkan oleh bumi dan memancarkannya kembali ke permukaan. Akibatnya, tingkat suhu di permukaan tetap sedang. Dengan tidak adanya awan ini yang menutupi, ada jalan yang kurang untuk mencegah radiasi ini lepas ke angkasa, sehingga suhu lebih menurun pada malam yang cerah dari pada malam yang berawan.

Ketika sebuah obyek memancarkan energi pada tingkat yang diberikan oleh Persamaan 20.19, juga menyerap radiasi elektromagnetik dari lingkungan, yang terdiri dari benda-benda lain yang memancarkan energi. Jika proses yang terakhir tidak terjadi, obyek akhirnya akan memancarkan semua energi dan suhu akan mencapai nol mutlak. Jika suatu benda berada pada suhu T dan sekitarnya berada pada suhu rata-rata T₀, total tingkat energi yang diperoleh atau hilang oleh obyek sebagai akibat dari radiasi adalah

P_net= σAe (T⁴- T₀⁴)                                                                                 (20.20)

Ketika sebuah benda berada dalam kesetimbangan dengan lingkungannya, ia memancarkan dan menyerap energi pada tingkat yang sama dan suhu tetap konstan. Ketika sebuah benda lebih panas dari sekitarnya, ia memancarkan energi yang lebih kemudian menyerap dan suhunya menurun.

The Dewar Flask

The Dewar flask (Termos Dewar) adalah wadah yang dirancang untuk meminimalkan transfer energi dengan konduksi, konveksi, dan radiasi. Wadah tersebut digunakan untuk menyimpan cairan dingin atau panas untuk jangka waktu yang lama. (Sebuah botol terisolasi, seperti termos, adalah setara rumah tangga biasa dari termos.Dewar) Standar konstruksi (Gambar 20.17) terdiri dari sebuah bejana gelas Pyrex berdinding ganda dengan dinding perak. Ruang antara dinding dievakuasi untuk meminimalkan transfer energi secara konduksi dan konveksi. Permukaan perak meminimalkan transfer energi oleh radiasi karena perak reflektor yang sangat baik dan memiliki emisivitas yang sangat rendah. Penurunan lebih lanjut dalam hal kehilangan energi diperoleh dengan mengurangi ukuran leher. Termos Dewar biasanya digunakan untuk menyimpan nitrogen cair (titik didih 77 K) dan oksigen cair (titik didih 90 K).

Untuk membatasi helium cair (titik didih 4.2 K), yang memiliki kaloruap yang sangat rendah, ia sering kali perlu untuk menggunakan sistem Dewar ganda di mana labu Dewar berisi cairan ini dikelilingi oleh termos Dewar kedua. Ruang antara dua termos diisi dengan nitrogen cair.

Desain baru dari wadah penyimpanan menggunakan "super isolasi" yang terdiri dari banyak lapisan yang mencerminkan materi dipisahkan oleh fiberglass. Semua bahan ini dalam ruang hampa, dan tidak ada nitrogen cair diperlukan dengan desain ini (Serway, 588-589 : 2010).

Penguraian Air dengan Gelombang Radio

 

Pepatah lama yang mengatakan bahwa air adalah lawannya api mungkin sudah tidak relevan lagi digunakan pada jaman modern sekarang. Hal ini secara tidak sengaja ditemukan oleh seorang peneliti dari USA yang bernama John Kanizius.

Dalam tulisannya yang berjudul “Observations of polarised RF radiation catalysis of dissociation of H2O-NaCl solutions”, Kanizius mengatakan bahwa, larutan garam (H2O-NaCl dengan konsentrasi 1 – 30%) akan menghasilkan gas hidrogen dan oksigen yang dapat menimbulkan nyala api, ketika dikenai gelombang radio sebesar 13,56 MHz pada suhu kamar. Gambar muka adalah nyala api yang ditimbulkan oleh larutan 0.3% NaCl.

Temuan spektekuler ini sempat menjadi kontroversi di kalangan ilmuan USA karena isu ini berkembang secara meluas sebagai teknik yang cukup efisien untuk memecah air menjadi komponen-komponennya. Dengan kata lain, teknik ini cukup efisien untuk memecah air menjadi hidrogen yang kemudian bisa digunakan sebagai energi alternatif pengganti fossil fuel. Untuk membuktikan hasil penemuannya, Kanizius kemudian diminta memverifikasi hasil temuannya tersebut oleh salah satu Profesor dari Penn State University, Prof. Rustum Roy. Hasil verifikasi yang mereka lakukan adalah bahwa ternyata benar bahwa gelombang radio dengan keberadaan garam NaCl dapat menyebabkan pemecahan molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Dia menyimpulkan bahwa campuran gas hidrogen dan oksigen dari air serta udara sekitar lah yang menyebabkan terciptanya nyala api. Namun, dari hasil verifikasi tersebut, John Kanzius juga tidak pernah mengklaim bahwa penemuannya adalah proses yang efisien secara energi untuk memecah air. Serta memastikan bahwa ini merupakan suatu fenomena baru.

Dibuktikan bahwa tinggi nyala api yang dihasilkan bekisar antara 4-5 inci pada larutan dengan konsentrasi NaCl yang cukup tinggi. Hal ini terjadi secara spontan setelah gelombang radio diaplikasikan kepada sistem. Namun sebaliknya, apabila gelombang radio dipadamkan, nyala api akan padam pula. Kanizius mengatakan bahwa kunci dari fenomena ini adalah penggunaan radiasi elektromagnetik lemah untuk mendisosiasi air menjadi hidrogen dan oksigen. Selain itu, spektral raman dari larutan garam menunjukkan bahwa adanya perubahan struktural pada struktur air yang terjadi sebelum dan sesudah pembakaran dilakukan.

Sumber:

Observations of polarised RF radiation catalysis of dissociation of H2O-NaCl solutions
Authors: Roy, R.; Rao, M.L.; Kanzius, J.
Source: Materials Research Innovations, Volume 12, Number 1, March 2008 , pp. 3-6(4)

Laser Semikonduktor Terkecil di Dunia

 

Para peneliti pada Universitas California, Berkeley, telah memperoleh suatu tonggak sejarah dalam fisika laser dengan menciptakan laser semikonduktor terkecil di dunia dan sanggup menghasilkan cahaya yang dapat terlihat di ruang angkasa dari pada suatu molekul protein tunggal.
Terobosan ini, yang dijelaskan lebih lanjut pada publikasi online jurnal Nature pada tanggal 30 Agustus, membuat dasar baru dalam bidang optik. Tim UC Berkeley tidak hanya saja berhasil menekan cahaya pada suatu rung yang sempit, tetapi juga menemukan cara baru menjaga energi cahaya tersebut dari menghamburnya saat bergerak, dengan demikian memperoleh aksi laser tersebut.
“Pekerjaan ini memecahkan dugaan tradisional tentang batasan laser, dan membuat keuntungan besar terhadap aplikasi dalam biomedikal, bidang komunikasi dan komputer,” kata Xiang Zhang, profesor teknik mesin dan direktur Nanoscale Science and Engineering Center di UC Berkeley, yang didanai oleh National Science Foundation (NSF), dan kepala tim penelitian dibalik pekerjaan ini.
Pencapaian ini mampu membantu mengembangkan suatu inovasi seperti nanolaser yang dapat menyelidiki, memanupulasi dan mengkarateristikkan molekul – molekul DNA; komunikasi berbasis optik beberapa kali lebih cepat dari pada teknologi sekarang ini; dan komputer optikal dimana cahaya menggantikan rangkaian elektronik menyesuaikan dengan kecepatan lompatan dan tenaga pemrosesan.
Sementara hal ini secara tradisional dapat diterima bahwasannya suatu gelombang elektromagnetis – meliputi sinar laser – tidak dapat terfokus melampaui ukuran dari setengahnya panjang gelombang ini, tim peneliti di seluruh dunia telah menemukan suatu cara untuk mengkompres cahaya dibawah lusinan nanometer dengan menyatukannya pada elektron – elektron yang mana secara kolektif  bergerak kesana kemari pada permukaan metal. Interaksi antara cahay dan electron – electron yang bergerak dikenal dengan surface plasmons.
Para ilmuwan telah berlomba – lomba untuk membangun laser surface plasmon yang dapat bertahan dan menggunakan eksitasi optikal yang teramat kecil tersebut. Bagaimanapun, sifat resistansi However, pada metal menyebabkan surface plasmons tersebut berhamburan hampir sesegera mungkin setelah dihasilkan dan memiliki suatu tantangan kritis dalam memperoleh penambah dari medan elektromagnetis yang diperlukan untuk melaserkannya.
Zhang dan tim penelitinya mengambil pendekatan baru  untuk membendung hilangnya energyi cahaya dengan memasangkan cadmium sulfide nanowire – 1.000 kali lebih kecil dari pada rambut manusia – dengan suatu permukaan perak yang dipisahkan oleh gap pembatas yang hanya 5 nanometer, ukuran dari suatu molekul protein tunggal. Pada struktur ini, daerah gap tersebut menyimpan cahaya didalam suatu area yang 20 kali lebih kecil dari pada panjang gelombangnya. Karena energi cahaya sebagian besar disimpan pada gap non-metalik yang kecil maka kehilangannya dapat secara signifikan dapat ditekan.
Dengan akhir kehilangan dibawah pengawasan hingga keunikannya ini, desain “hybrid”, para peneliti  kemudian dapat bekerja pada pengampifikasian cahaya.
“Saat anda bekerja pada suatu skala yang kecil, anda tidak memiliki banyak ruang untuk bermain – main,” kata Rupert Oulton, rekanan peneliti di laboratorium Zhang yang pertama kali menteorikan pendekatan ini tahun lalu dan pemimpin penulis studi ini. “Dalam desain kami, nanowire berperan sebagai kedua mekanisme pembatasan dan suatu amplifier. Ini membutuhkan kerja ganda.”
Menjebak dan mendukung cahaya dalam ruang yang sempit menciptakan suatu keadaan ekstrem  yang mana interaksi cahaya dan bahannya sangatlah kuat diubah, penjelasan penulis studi ini. Suatu kenaikkan dalam tingkat emisi cahaya yang spontan merupakan tanda penunjuk dari interaksi berubah ini; dalam studi ini, para peniliti memperkirakan kenaikan enam kali lipat pada tingkat emisi cahaya yang spontan pada ukuran gap 5 nanometer.
Baru – baru ini, para peneliti dari Universitas Norfolk State melaporkan bahwa aksi pelaseran bidang emas pada suatu celupan yang terisi, semacam kerangka kaca yang terbenam pada suatu larutan. Celupan ganda pada bidang emas dapat menghasilkan surface plasmons saat terekspos cahaya.
Para peneliti UC Berkeley menggunakan bahan semikonduktor dan teknologi fabrikasi yang umumnya  dipergunakan pada pabrikan elektronik modern. Dengan rekayasa hybrid surface plasmons dalam gap tersebut antara semikonduktor dan metal, mereka mampu untuk menahan cukup lama kuatnya cahaya yang terbatas dimana osilasinya distabilkan kedalam keadaan koheren yang merupakan kunci penting dari karakteristik suatu laser.
“Apa yang menggembirakan khususnya tentang laser plasmonic yang kita demonstrasikan disini adalah bahwa mereka solid dan sangat kompatibel dengan pabrikasi semikonduktor, sehinggan mereka mampu dipompa secara elektrik dan secara penuh terintegrasi pada skala chip,” kata Volker Sorger, seorang mahasiswa Ph.D. student dilaboratorium Zhang pimpinan penulis studi ini.
“Laser plasmon mewakili golongan penggiat dari sumber – sumber cahaya koheren yang mampu pada pembatasan sangat kecil secara ekstrim,” kata Zhang. “Pekerjaan ini dapat menjembatani dunia elektronik dan optic pada panjang skala molekuar sesungguhnya
Para ilmuwan pada akhirnya berharap  menyusutkan cahaya pada ukuran panjang gelombang electron, yang mana sekitar nanometer, atau sepermilyar meter, sehingga keduanya dapat bekerja bersama – sama pada kedudukan sejajar.
“Keuntungan optic – optic pada bidang elektronik sangatlah banyak,” tambah Thomas Zentgraf, seorang mahasiswa post-doctoral di laboratorium  Zhang dan pimpinan penulis lain dari makalah Nature. “Suatu contoh, peralatan akan lebih bertenaga dan efisien pada waktu bersamaan mereka memberikan kenaikan kecepatan atau bandwidth.”

sumber: http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_fisika/laser-semikonduktor-terkecil-di-dunia/

Menekan Cahaya Hingga pada Ruang yang Lebih Sempit

Para peneliti pada Universitas Institute for Photonics & Advanced Sensing (IPAS) telah menemukan bahwa cahaya didalam fiber optik dapat ditekan ke dalam ruang yang lebih sempit lagi yang mana sebelumnya dianggap mungkin. Fiber optic biasanya berperan sebagai pipa bagi cahaya, dengan cahaya yang memantul dalam pipa tersebut. Sebagaimana anda menyusutkan ukuran fiber tersebut maka cahaya menjadi lebih dan lebih terbatas, sampai anda mencapai batas akhir – titik dimana cahaya tidak dapat ditekan ke dalam bentuk yang terkecil.

Batas akhir ini muncul saat untaian kaca hanya bediameter mendekati seratus nanometer, sekitar sepeeribu ukuran dari rambut manusia. Jika anda meneruskan sampai ukuran terkecil dari ini maka cahaya mulai tersebar kembali. Para peneliti di Adelaide telah menemukan bahwa mereka dapat menekan melampaui batasan tersebut dengan setidaknya dua faktor. Mereka dapat melakukan hal ini dikarenakan terobosan baru dalam pemahaman teoritikal tentang bagaimana cahaya berperilaku pada skala nano, dan bersyukur kepada penggunaan generasi skala nano pada fiber optik yang sedang dikembangkan di Institut ini. Penemuan ini diharapkan menuntun pada lebih efisiennya peralatan bagi pemrosesan data optic di bidang jaringan pertelekomunikasian dan perkomputeran optik dan sama halnya dengan sumber cahaya baru.

Rekan peneliti dari IPAS yaitu Dr Shahraam Afshar telah membuat penemuan ini selangkah ke depan pada saat peluncuran sekarang ini di institut baru Institute for Photonics & Advanced Sensing. Pemerintahan Australia yaitu Pemerintah Australia Selatan bidang Defence Science & Technology Organisation (DSTO), Defence SA dan Universitas Adelaide telah berkomitmen untuk berkombinasi total dengan lebih dari $38 juta unutk mendukung pembangunan institut baru ini. IPAS merupakan pemimpin dunia di bidang ilmu dan aplikasi cahaya, yang mengembangkan sinar laser unik, fiber optik dan beberapa sensor untuk mengukur berbagai macam aspek di dunia sekitar kita. Fokus yang kuat dari institute baru ini adalah berkolaborasi dengan bidang penelitian lainnya untuk menemukan solusi bagi berbagai bidang permasalahan.

“Dengan kemampuan menggunakan fiber optic kami sebagai sensor – ketimbang hanya menggunakan mereka sebagai pipa untuk mengirimkan cahaya – kami dapat mengembangkan peralatan, sebagai contoh dapat dengan mudah mendeteksi keberadaan virus flu di bandara; dapat membantu para spesialis IVF (fertilisasi buatan/in vitro) untk menentukan telur mana yang harus dipilih untuk fertilisasi; dapat memperkirakan keamanan air minum; atau dapat mengingatkan tim pemeliharaan akan adanya karatan yang muncul di struktur pesawat terbang,” kata Professor Tanya Monro, Federation Fellow di Universitas Adelaide dan Direktur IPAS.

Professor Monro mengatakan bahwa temuan Dr Afshar merupakan “suatu terobosan fundamental dalam ilmu cahaya “. Peneliti IPAS lainnya yaitu Dr Yinlan Ruan baru – baru ini telah menciptakan apa yang dianggap sebagai lubang terkecil di dunia di dalam fiber optik – hanya berdiameter 25 nanometer.

“Terobosan ini berkaitan langsung dengan pekerjaan yang kita lakukan untuk mengembangkan sensor berskala nanodan mereka adalah contoh yang sempurna dari budaya keungulan penelitian yang berada pada anggota tim kami,” jelas Professor Monro.

“Mereka memudahkan kita ntuk memelajari aplikasi cahaya pada skala yang lebih kecil yang mana kita pernah anggap mungkin. Hal ni akan membantu kita untuk memeahami dengan baik dan menyelidiki  dunia kita bahkan pada dimensi yang teramat kecil.”

Vivanco Sajikan Solusi Kabel Serat Optik Berkualitas

 

Makin besarnya aktivitas yang melibatkan trafik data yang tinggi membuat bisnis fiber optic memiliki peluang besar di tanah air. Vivanco pun menawarkan solusi yang menyeluruh. Perusahaan asal Jerman yang berdiri sejak tahun 1920 ini melihat bahwa kebutuhan sistem kabel data di tanah air masih cukup tinggi namun infrastrukturnya banyak yang belum sempurna. “Umumnya instalasi serat optik di kota-kota besar di Indonesia terbilang mengganggu pengguna jalan karena membuat bahu jalanan rusak. Sistem yang kami tawarkan salah satunya adalah meminimalkan hal tersebut,” jelas Karunia Widjaya, Direktur PT Adi Inti Mandiri Solusi (AIMS) yang ditunjuk oleh Vivanco sebagai distributor utama. Lebih lanjut Karunia juga memaparkan bahwa kabel serat optik dari Vivanco hanya berukuran 5,5mm yang bahkan mampu menampung hingga 72 core. Mereka pun merancang lapisan pelindung berbasis PE yang kuat untuk menjamin ketahanan dan kekuatan kabel ukuran kecil tersebut. Kabel dengan modul pelindung (conduit) yang ramping ini hanya memerlukan galian lubang yang kecil untuk penanamannya sehingga mencegah kerusakan jalan dan juga mempermudah penutupannya. Sistem conduit yang ramping ini dapat dimanfaatkan berbagai operator untuk memanfaatkan jalur serat optik yang dikelola pemerintah daerah setempat. Biaya instalasi dan operasional pun jadi lebih hemat. Structure Cabling System yang ditawarkan Vivanco ini diklaim lebih unggul dan menghadirkan layanan menyeluruh (end-to-end) untuk kebutuhan akan jaringan data, telepon, suara hingga rack. Vivanco pun menawarkan solusi pendinginan data center yang lebih optimal dengan struktur pendinginan dari arah bawah (floor). Mereka pun berani memberi jaminan purnajual hingga 25 tahun. Guna mendukung sistem kabelnya ini, Vivanco juga memproduksi kabel sendiri yang memiliki kualitas lebih tinggi dibandingkan kabel jaringan umumnya. Kabel ini pun dibungkus pelindung dengan material ramah lingkungan yang lebih aman bagi makhluk hidup.

Dalam pengenalan solusi cabling-nya, Vivanco bersama Psiber turut memperkenalkan perangkat penguji kabel jaringan WireXpert yang tahan banting dan air. Modul yang mampu mengetahui apakah sebuah kabel jaringan memiliki kualitas bagus atau buruk ini mampu menangani hingga standar tertinggi CAT8 yang memungkinkan arus data hingga 40 gigabit (40GBase-T) dengan frekuensi hingga 2,5GHz. Vivanco pun membuktikan kabel produksi mereka mencapai nilai tinggi melalui tes dengan WireXpert.

Meski termasuk pionir dalam pasar komersial, Vivanco berharap meraih pasar minimal 10% dalam 3 tahun. Mereka pun optimis dengan pertumbuhan segmen Big Data yang cukup tinggi di Indonesia sehingga memudahkan Vivanco menawarkan solusi ke pemerintahan, rumah sakit, properti, dan lainnya yang membutuhkan sistem kabel menyeluruh.

sumber: http://www.infokomputer.com/2014/09/berita/berita-reguler/vivanco-sajikan-solusi-kabel-serat-fiber-berkualitas/

Helm Canggih yang Dilengkapi dengan LED

Sebagian besar orang berpendapat, bahwasannya helm hanya berfungsi sebagai pelindung kepala disaat sedang mengendarai sepeda motor. Akan tetapi, kini kegunaan helm tidak hanya untuk pelindung kepala saja, ada banyak fungsi yang ditawarkan oleh helm-helm modern.

Seperti yang dikabarkan oleh situs Autovolution pada hari sabtu, tanggal 21 Februari 2015. Bahwasannya, sebuah perusahaan Nand Logic tengah mengembangkan desain helm terbaru yang kaya akan teknologi canggih. Desain helmnyapun lain daripada yang lain, yaitu agak lancip dibagian belakangnya, mirip dengan helem yang biasa dipakai oleh para pembalap sepeda. Bentuk tersebut dipilih karena dianggap dapat mengurangi kendala angin, sehingga leher pengendaranya tidak mudah merasa pegal. Kemudian, pada bagian depannya juga dapat dibuka, sehingga menjadi bentuk half-face. Tentunya tidak ketinggalan kaca pelindung mata supaya dapat mengurangi teriknya sinar matahari yang dipasang dibagian belakang kaca utama helm.

Bukan hanya itu saja, keunggulan utama helm tersebut terletak pada teknologi yang ada padanya. Anda penasaran seperti apa teknologi tercanggih yang digunakan pada helm tersebut? Berikut ini akan diuraikan lebih lanjut;

1. Lampu bagian depan, bagian samping dan bagian belakang helm
Pada lampu tersebut telah diterapkan teknologi LED. Lampu depan, berfungsi sebagai penambah penerangan, sedangkan untuk lampu bagian samping akan menyala apabila si pengendara hendak berbelok.

2. Dilengkapi dengan sensor, mulai dari suhu akselerasi. Sensor percepatan tersebut, terhubung dengan lampu bagian belakang helm. Dan akan menyala apabila si pengendara melakukan pengereman. Kemudian, pada kondisi darurat, seperti pengereman mendadak, maka lampu belakang tersebut akan berkedip dengan cepat, sebagai sinyal bagi pengendara jalan yang lain (yang berada dibelakangnya) supaya menjaga jarak.

3. Dilengkapi dengan dua buah kamere
Helem ini juga dilengkapi dengan dua buah kamera, yang satu di depan dan yang satunya lagi dibelakang. Fungsi dari kamera tersebut untuk memantau situasi lalulintas. Selain itu, kamera tersebut juga memiliki sistem komputer, kamera dapat mendetaksi adanya bahaya, contohnya seperti akan ada kendaraan lain yang memotong jalan, serta memberitahu si pengguna helm melalui pengeras suara.

4. Dilengkapi dengan sistem Audio.
Sistem ini dirancang khusus untuk kenyamanan pengguna. Sistem Audio ini dapat mendeteksi suara sirine atau klakson. Sistem tersebut memiliki komputer sendiri, juga dapat dihubungkan dengan beragam gadget, seperti ponsel atau GPS.

5. Teknologi terahir pada helm, adalah adanya kipas angin kecil di bagian dalam helm. Kipas tersebut akan dapat berfungsi waktu suhu yang dideteksi melalui sensor dan kelembaban.

Bagaiman, Anda tertarik untuk memilikinya? Akan tetapi, sayangnya Nand Logic belum mengumumkan, berapa harga yang dibandrol untuk dapat memiliki helm tersebut. Akan tetapi, mereka memastikan bahwa harga helm tidak lebih dari US$500.

sumber: http://www.teknofun.net/2015/03/10/telah-hadir-helm-tercanggih-di-tahun-2015/3459/

Sinar-X

Sinar-X atau sinar Röntgen adalah salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer ke 100 pikometer (mirip dengan frekuensi dalam jangka 30 PHz to 60 EHz). Sinar-X umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medis dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya.

Sinar X dalam Fisika - Sinar X ditemukan pada tanggal 8 November 1895 oleh Wilhelm Conrad Roentgen seorang profesor Fisika dan rektor Universitas Wurzburg di Jerman. Roentgen melakukan penelitian dengan menggunakan tabung sinar katoda. Dinamakan Sinar X karena “X” menyatakan besaran yang tidak diketahui. Atas penemuannya, Roentgen mendapatkan hadiah Nobel yang pertama dalam Fisika pada tahun 1901.

Gambar 1. Tabung Sinar – X

TERJADINYA SINAR-X

1.    Sinar X Karakteristik

Sinar X yang terbentuk melalui proses perpindahan elektron atom dari tingkat energi yang lebih tinggi menuju tingkat energi yang lebih rendah. Sinar X yang terbentuk melalui proses ini mempunyai energi yang sama dengan selisih energi antara kedua tingkat energi elektron tersebut.

2.    Sinar X Bremsstrahlung

Sinar X yang diproduksi dengan jalan menembaki target logam dengan elektron cepat dalam suatu tabung vakum sinar katoda. Elektron sebagai proyektil dihasilkan dari pemanasan filament yang juga berfungsi sebagai katoda. Elektron dari filament dipercepat gerakannya menggunakan tegangan listrik berorde 102 – 106 Volt. Elektron yang bergerak sangat cepat itu akhirnya ditumbukkan ke target logam bernomor atom tinggi dan suhu lelehnya juga tinggi. Target logam ini sekaligus juga berfungsi sebagai anoda. Ketika elektron berenergi tinggi itu menumbuk target logam, maka sinar X akan terpancar dari permukaan logam tersebut. Sinar X yang terbentuk melalui proses ini mempunyai energi maksimal sama dengan energi kinetic elektron oada saat terjadinya perlambatan.

 

BERKAS SINAR-X DAN PEMBENTUKAN CITRA

Berkas sinar-X dalam penyebaranya dari sumber melalui suatu garis yang menyebar ke segala arah kecuali dihentikan oleh bahan penyerap sinar-X. Oleh karena itu, tabung sinar-X ditutup dalam suatu rumah tabung logam yang mampu menghentikan sebagian besar radiasi sinar-X, hanya sinar-X yang berguna dibiarkan keluar dari tabung melalui sebuah jendela/window. Sinar-X adalah foton foton yang mempunyai energi tinggi, karena elektron memancarkan energi maka energy kinetik elektron akan berkurang dan akhirnya akan kehilangan seluruh energi kinetiknya.

Jadi dalam proses ini akan terjadi spectrum kontinyu, spektrum tersebut mempunyai frekuensi cut off (batasan) atau panjang gelombang cut off yang tergantung pada potensial percepatan. Elektron-elektron yang ditembakan akan mengeksitasi elektron dalam atom target. Jika elektron yang ditembakkan cukup besar energinya maka akan mampu melepaskan elektron target dari kulitnya. Kemudian kekosongan kulit yang ditinggalkan elektron akan diisi oleh elektron yang lebih luar dengan memancarkan radiasi. Transisi ini akan menyebabkan sederet baris (garis-garis) spectrum yang dalam notasi sinar- X disebut garis-garis Kα, Kβ, Kγ dan seterusnya.

Pada sistem pencitraan sinar-X diperlukan tegangan tinggi, dengan tujuan agar dapat dihasilkan berkas sinar-X. Untuk itu rangkaian listriknya dirancang sedemikian rupa sehingga tegangan tingginya dapat diatur dengan rentang yang besar yaitu antara 30 Kv sampai 100 kV. Jika kVnya rendah maka sinar- X memiliki gelombang yang panjang sehingga akan mudah diserap oleh atom dari targed (anoda), kemudian disebut sebagai soft x-ray.

Radiasi yang dihasilkan dengan pengaturan tegangan yang cukup tinggi maka akan dihasilkan sinar-X dengan daya tembus yang besar dan panjang gelombang yang pendek. Sinar-X merupakan gelombang elektromagnetik yang dapat menembus suatu bahan, tetapi hanya sinar-X yang mempunyai energi yang tinggi yang dapat menembus bahan yang dilaluinya, selain itu akan diserap oleh bahan tersebut. Sinar-X yang mampu menembus bahan itulah yang akan membentuk gambar atau bayangan.

Gambar 2. Foto Rontgen

FAKTOR-FAKTOR YANG BERPENGARUH PADA CITRA

1.    Pengaruh Arus (mA)

Arus akan berpengaruh pada intensitas sinar-X atau derajat terang/brightnees. Dengan peningkatan mA akan menambah intensitas sinar-X dan sebaliknya. Oleh sebab itu derajat terang dapat diatur dengan mengubah mA.

1.    Pengaruh jarak dan waktu pencitraan (exposure)

Di samping arus (mA) jarak dan waktu pencitraan juga berpengaruh pada intensitas. Waktu exposure yang lama juga akan meningkatkan intensitas dari sinar-X. Untuk itu dalam setiap pengoperasian pesawat sinar-X selalu dilakukan pengaturan waktu (S) dan arus (mA) atau biasa disebut dengan mAS yang bergantung pada obyek yang disinari. Jika tabung didekatkan pada obyek maka intensitas akan naik dan hasil gambar jelas dan terang. Sebaliknya jika tabung dijauhkan dari obyek maka intensitas akan menurun. Dari sini dapat disimpulkan bahwa cahaya dan sinar-X merambat dalam pancaran garis lurus yang melebar.

2.    Pengaruh Tegangan (kV)

Tegangan tinggi merupakan daya dorong elektron di dalam tabung dari katoda ke anoda. Supaya dapat menghasilkan sinar-X daya dorong ini harus kuat sehingga mampu menembus obyek. Dengan demikian perubahan kV sangat berpengaruh terhadap daya tembus sinar- X.

2.    Penyerapan Sinar-X

Penyerapan sinar-X oleh suatu bahan tergantung pada tiga faktor sebagai berikut :

1.    Panjang gelombang sinar-X

Jika kV rendah maka akan dihasilkan sinar-X dengan gelombang yang panjang dan sebaliknya dengan kV tinggi maka panjang gelombang sinar-X akan semakin pendek.

2.    Susunan obyek yang terdapat pada alur berkas sinar-X

Penyerapan sinar-X oleh suatu bahan juga tergantung pada susunan obyek yang dilaluinya, sedangkan susunan obyek tergantung pada nomor atom unsur, misalnya nomor atom alumunium lebih rendah dari nomor atom tembaga. Ternyata penyerapan sinar-X alumunium lebih rendah dari penyerapan sinar-X oleh tembaga. Timah hitam mempunyai nomor atom yang besar, maka daya serap terhadap sinar-X juga besar.

3.    Ketebalan dan kerapatan obyek

Bahan yang tebal akan lebih banyak menyerap sinar-X dibanding dengan bahan yang tipis, tentunya pada unsur yang sama. Penyerapan sinar-X oleh tubuh manusia pada proses photo Rontgen dapat dijelaskan sebagai berikut. Tubuh manusia dibentuk oleh unsur-unsur yang sangat komplek. Oleh sebab itu, penyerapan sinar-X oleh tubuh pada proses Rontgen tidak sama, misalnya tulang akan lebih banyak menyerap sinar-X dibanding dengan otot atau daging. Bagian tulang yang sakit atau daging akan lebih besar menyerap sinar-X dibanding kondisi normal. Usia juga akan menjadi penyebab perbedaan penyerapan sinar- X. Tulang orang tua yang telah kekurangan kalsium, maka penyerapan sinar-X akan berkurang dibanding tulang anak muda.

INSTRUMENTASI PESAWAT SINAR-X

Pesawat sinar-X adalah pesawat yang dipakai untuk memproduksi sinar-X. Untuk dapat menghasilkan suatu pencitraan sinar-X diperlukan beberapa instrumetasi yang baku sebagai berikut :

1. Tabung sinar-X

2. Trafo Tegangan Tinggi

3. Instrumentasi control

Instrumentasi kontrol terbagi menjadi 5 modul yaitu :

a. modul Power supplay (Catu daya DC )

b. modul pengatur tegangan (kV)

c. modul pengatur arus (mA)

d. modul pengatur waktu pencitraan (S)

e. modul Kendali sistem

f. catu daya AC dari sumber PLN.

Keadaan fisik dari Sinar X yang menjadi sifat-sifat dari Sinar-X antara lain adalah daya tembusnya besar dengan frekuensi yang tinggi, memiliki berkas sinar yang lurus dan koheren, dalam medan magnet maupun medan listrik tidak dibelokkan karena tidak bermuatan, dapat menghitamkan plat film, dan dapat menyebabakan bahan flouresens berpendar serta Sinar X dalam Fisika termasuk dalam Gelombang Elektromagnetik.Dalam perkembangannya, Sinar X telah banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang kehidupan manusia. Salah satunya adalah penggunaan Sinar X dalam bidang medis yaitu untuk proses foto Roentgen pada organ tertentu tubuh manusia atau terapi, seperti CT Scan untuk tubuh ataupun kepala. Selain itu Sinar X umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medikal dan Kristalografi Sinar X.

Tahun 1895 itu Roentgen sendirian melakukan penelitian sinar X dan meneliti sifat-sifatnya. Pada tahun itu juga Roentgen mempublikasikan laporan penelitiannya. Berikut ini adalah sifat-sifat sinar-X:

·         Sinar-X dipancarkan dari tempat yang paling kuat tersinari oleh sinar katoda.

·         Intensitas cahaya yang dihasilkan pelat fotoluminesensi, berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik terjadinya sinar-X dengan pelat fotoluminesensi. Meskipun pelat dijauhkan sekitar 2 m, cahaya masih dapat terdeteksi.

·         Sinar-X dapat menembus buku 1000 halaman tetapi hampir seluruhnya terserap oleh timbal setebal 1,5 mm.

 

·       Pelat fotografi sensitif terhadap sinar-X.

·        Ketika tangan terpapari sinar-X di atas pelat fotografi, maka akan tergambar foto tulang tersebut pada pelat fotografi.

·         Lintasan sinar-X tidak dibelokkan oleh medan magnet (daya tembus dan lintasan yang tidak terbelokkan oleh medan magnet merupakan sifat yang membuat sinar-X berbeda dengan sinar katoda).

Sinar X dalam Fisika adalah bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya.  Tabung Sinar X terdiri dari sebuah tabung hampa yang diberi dua buah elektroda yaitu anoda dan katoda serta filamen pemanas. Katoda yang telah dipanaskan akan melepas elektron-elektron. Akibatnya adanya beda potensial yang di berikan antara anoda dan katoda yang berasal dari sumber tegangan tinggi, maka elektron-elektron dari katoda akan tertarik ke anoda. Pada saat elektron-elektron menumbuk anoda, mereka diperlambat sehingga tenaga kinetiknya berubah menjadi panas dan Gelombang Elektromagnetik, yang tidak lain adalah Sinar X. Peritiwa tersebut sering dinamakan Bremstahlung.

Spektrum Sinar X yang dihasilkan oleh tabung sinar X terdiri atas dua bagian, yaitu bagian yang kontinue akibat gerakan elektron-elektron yang diperlambat dan bagian diskrit (tampak sebagai puncak-puncak spektrum) sebagai akibat elektron-elektron dari katoda ada yang menumbuk elektron atom anoda sehingga terpental meninggalkan lintasannya dan terjadilah kekosongan elektron pada kulit atom anoda tersebut (yang biasanya kebolehjadian paling besar, terjadi pada kulit bagian dalam). Kekosongan pada kulit atom-atom anoda tersebut akan segera diisi oleh elektron-elektron dari kulit sebelah luarnya, yang disertai oleh pancaran tenaga transisi sebagai Sinar X Karakteristik, dimana tenaganya atau panjang gelombangnya bersifat diskrit yang merupakan ciri atau karakter dari bahan anoda tersebut, sehingga biasa pula disebut Sinar X Karakteristik.