Showing posts with label optik. Show all posts
Showing posts with label optik. Show all posts

Wednesday, October 7, 2009

Nobel Fisika 2009: Dari Fisika Untuk Anak Muda



“Eh..eh.. fotoan dulu yuk!” “Ntar gue upload di fb yah!” “Tag-in dong foto-foto lu.” Percakapan di atas sudah tidak asing lagi di telinga kita, apalagi di kalangan anak muda saat ini. Sudah cukup banyak remaja Indonesia yang bergabung dalam komunitas Facebook lengkap dengan album fotonya yang jumlah fotonya bisa mencapai lebih dari ratusan. Tentu saja semua foto tersebut diambil oleh kamera digital. (kecuali kalau ada yang tahan ngambil ratusan foto, terus cuci cetak, terus scan satu-satu ) Tak kalah banyaknya orang yang menggunakan kamera digital untuk keperluan dokumentasi, hobi ataupun narisisme. (alias tangan direntangkan, kamera digital diarahkan ke muka sendiri) Ya, kamera digital perlahan-lahan menjadi bagian tak terpisahkan dari kehidupan kita, terutama anak muda yang selalu update dengan perkembangan teknologi terbaru.

Jika saya tanya apa yang membedakan kamera digital dengan kamera film biasa, jawabannya sudah pasti: menggunakan kamera digital kita tidak perlu repot-repot cuci cetak film, tahu-tahu hasilnya sudah ada di kartu memori. Tapi kok bisa ya? Jawabannya adalah pada kamera digital ada sensor yang fungsinya menangkap sinyal cahaya dan mengubahnya dalam bentuk sinyal elektronik. Sensor ini biasanya berupa CCD atau CMOS. Nah, para penemu CCD ‘diganjar’ hadiah Nobel Fisika untuk tahun ini.

Bagaimana sih cerita CCD yang telah mengubah dunia ini ditemukan? Uniknya penemuan CCD ini terjadi setelah penemunya ditegur oleh atasan di tempat kerja. CCD ditemukan dua ilmuwan Willard Boyle dan George Smith yang bekerja di Bell Laboratory. Pada suatu pagi di bulan Oktober 1969, Willard Boyle mendapat telepon dari atasannya di lab. Atasannya, yang bernama Jack Morton, mengatakan bahwa divisi lain dari Bell Labs punya hasil kerja yang bagus dan meminta agar divisi Willard Boyle juga melakukan hal yang sama. Terpaksalah ia memanggil koleganya George Smith untuk bekerja sama. Setelah ngobrol-ngobrol (alias mikir bareng) selama beberapa beberapa jam, mereka kemudian merancang sebuah perangkat semikonduktor yang dapat menghantarkan arus di permukaannya. Rancangan yang dinamai CCD (Charged-coupled device) ini kemudian dicoba dibuat di laboratorium. Beberapa bulan eksperimen di laboratorium akhirnya lahirlah CCD yang sifatnya sama seperti rancangan yang telah dibuat. Sebagai bonus, CCD juga sensitif terhadap cahaya sehingga bisa digunakan untuk sensor cahaya. Dan akhirnya setelah 30 tahun, CCD menjadi bagian tak terpisahkan dari kamera digital. Jadi sebenarnya rahasia sukses penemuan CCD itu sederhana kok, pikir-rancang-lakukan. Cuma kalau kita yang kalah sukses ini sering mandeg di bagian lakukan, soalnya sering keluar malasnya, emang enakan main-main sih, he..he…

Sebenarnya CCD tidak hanya digunakan pada kamera digital saja kok. Banyak scanner juga menggunakan CCD sebagai sensor optiknya. Di dunia medis, CCD digunakan dalam berbagai alat pemindai tubuh. Kamera CCD digunakan oleh para astronom di seluruh dunia untuk mengambil gambar dari benda-benda langit. Bahkan gambar-gambar menakjubkan yang diambil oleh Hubble Space Telescope pun diambil menggunakan kamera CCD!

Ternyata penemuan CCD membawa berbagai manfaat di banyak bidang ya! Karena penemuan CCD juga telah mengubah wajah pergaulan anak muda masa kini, bisa dibilang bahwa CCD adalah hadiah dari Fisika buat anak muda. Jadi kapan ada hadiah balik dari anak muda Indonesia untuk Fisika untuk bangsa Indonesia?

NB: Sebelum diprotes saya mesti bilang bahwa Charles Kao juga mendapatkan Nobel Fisika tahun ini untuk penemuannya di bidang serat optik. Tapi saya tidak buatkan artikelnya, karena ntar kepanjangan tulisan ini (bilang aja males, he..he..)

Thursday, September 10, 2009

Benarkah Tembok Besar Cina Dapat Terlihat dari Bulan?

Pernah dengar cerita bahwa Tembok Cina merupakan satu-satunya obyek buatan manusia yang bisa terlihat oleh astronot di bulan? Hm.. mungkin juga ya? Soalnya Tembok Cina kan panjang banget, mungkin aja bisa kelihatan dari bulan. Apakah mitos tersebut benar? Yuk kita bahas kebenarannya.

Satu hal yang penting untuk dapat melihat benda dari jarak jauh adalah kemampuan dari mata untuk melihat detail dari obyek yang disebut dengan resolusi. Definisi yang lebih gampang lagi adalah seberapa jauhnya dua titik yang berbeda bisa dapat dibedakan oleh mata. Masalahnya sekarang berapa ya resolusi mata? Hm… salah satu cara menghitung resolusi dari alat optik (termasuk mata) adalah dengan menggunakan kriteria Rayleigh [1] yang pernah kita pelajari di SMA (dulu penulis belajar ini di SMA, nggak tahu ya kurikulum sekarang ) Masih ingat rumus ini?


Buat yang rada-rada lupa, ini adalah rumus untuk menghitung resolusi angular dari alat optik. adalah resolusi angular, adalah panjang gelombang cahaya, dan adalah diameter bukaan dari alat optik, dalam kasus kita bukaan dari mata adalah pupil. Hayo.. buka lagi buku SMAnya buat yang lupa…

Nah, sudah punya rumusnya tinggal masukkan angkanya. Buat panjang gelombang, kita bisa pakai panjang gelombang warna merah (700 nm), kan warna batanya Tembok Cina kira-kira merah. Terus diameter pupil menurut Wikipedia sekitar 5 mm [2]. Tinggal pakai kalkulator (awas, jangan lupa konversi unit!) kita dapat bahwa resolusi mata sekitar .

Sekarang kita harus menghitung berapa jarak minimum dua titik agar bisa terlihat oleh mata dari bulan. Kita tahu dari Wikipedia (lagi) kalau jarak bumi bulan sekitar 380.000 km [3]. Selanjutnya tinggal pakai geometri (lihat gambar) dan kita dapatkan bahwa jarak minimal dua titik agar dapat dibedakan dari bulan adalah 66 km. Sebuah benda harus punya ukuran minimal 66 km x 66 km supaya bisa terlihat dari bulan!



Sekarang balik ke masalah Tembok Cina. Panjang Tembok Cina memang luar biasa: 64.000 km. Tapi masalahnya… lebarnya Tembok Cina cuma 9 meter [4]. Jauuuuuhhhh dari ukuran minimal supaya bisa terlihat. Jadi kabar bahwa Tembok China bisa terlihat dari bulan itu… bohong besar!

Lebih parah lagi sebenarnya Tembok Cina tidak bisa dilihat oleh astronot yang mengorbit bumi! Ambil contoh International Space Station (ISS) yang mengorbit pada ketinggian 350 km. Dengan cara yang sama kita dapatkan bahwa ukuran minimum supaya benda bisa terlihat adalah 60 m x 60 m. Tetap saja tidak cukup buat terlihat oleh astronot di ISS. Astronot pertama China, Yang Liwei, mengaku dia tidak dapat melihat Tembok Cina dari luar angkasa [5]. Yang lebih gampang dilihat dari jendela ISS sebenarnya adalah Piramid Besar Giza yang ukurannya sekitar 230m x 230m [6]. Kalau dari bulan, bahkan Piramid Besar pun tidak telihat sama sekali…

Jadi… kalau dengar gossip-gossip, jangan langsung percaya. Dihitung-hitung dulu, dan dicek kebenarannya. (Kalau gossip artis gimana cara ngehitungnya ya… )



Sumber :