gelombang micro (microwave)

Gelombang Mikro (Microwave)

A.      Pengertian Gelombang Mikro (Microwave)

Gelombang mikro  (microwave) adalah gelombang elektromagnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency, SHF), yaitu di atas 3 GHz (3x109 Hz).  Gelombang ini tidak dapat dilihat dengan mata kita, karena panjang gelombang yang sangat pendek (walaupun sangat kecil dibanding gelombang radio),  dan jauh lebih besar daripada panjang
gelombang cahaya (di luar spektrum sinar tampak). Keduanya sama-sama terdapat dalam spektrum gelombang elektromagnetik.

Panjang gelombang cahaya berkisar antara 400-700 nm (1 nm = 10-9 m); sedangkan kisaran panjang gelombang mikro sekitar 1-30 cm (1 cm = 10-2m).

B.       Sejarah Gelombang Mikro (Microwave)

Radio Sebagai Nenek Moyang Microwave Bentuk awal radio lebih dikenal sebagai'wireless telegraphy' (telegrafi tanpa kabel). Istilah ini didapat karena pada masa itu (sekitar tahun 1900-an) masyarakat menganggap bahwa radio adalah suatu bentuk penyempurnaan dari telegraf. Teknologi ini digunakan untuk mengirim pesan dari suatu lokasi ke lokasi lain (point-to-point). Saat ini kita lebih mengenalnya sebagai
radio telephony (bentuk telepon tanpa kabel) dan radio broadcasting (transmisi dari suatu stasiun pemancar ke berbagai tempat di dunia).

Penggunaan teknologi point-to-point dan radio broadcasting semakin lama semakin luas. Tetapi penggunaan gelombang radio yang termasuk long waves ini mendapatkan suatu masalah. Semakin banyak stasiun radio yang beroperasi, semakin besar kemungkinan terjadinya interferensi gelombang. Untuk menghindari ini, masing-masing stasiun radio diberikan frekuensi khusus untuk menyiarkan programnya. Tetapi lama-kelamaan terjadiovercrowding seiring dengan semakin bertambahnya stasiun radio yang memancarkan siarannya.Ini mendorong para investor untuk memperbesar jangkuannya. Perusahaan-perusahaan besar mulai mencoba menggunakan wireless telephony untuk hubungan internasional antara Amerika Serikat dan Eropa. Saat melakukan penelitian untuk proyek-proyek besar itulah, mereka menemukan bahwa untuk jangkauan sedemikian luas dibutuhkan gelombang yang lebih pendek dari gelombang radio yang biasa mereka gunakan. Gelombang yang lebih pendek juga memungkinkan berkurangnya masalah overcrowding dan memberi kesempatan bagi penggunaan frekuensi yang sama untuk wilayah yang letaknya berjauhan tanpa terjadi interferensi (karena gelombangnya semakin melemah setelah beberapa ratus kilometer). Gelombang ini kemudian dikenal sebagai gelombang medium (medium waves). Salah satu contohnya adalah gelombang radio AM. 

Dipersenjatai dengan berbagai peralatan yang canggih, para peneliti menemukan bahwa gelombang yang lebih pendek lagi mampu berkeliaran ke seluruh dunia secara lebih baik lagi. Short waves atau gelombang pendek ini memiliki panjang gelombang sekitar 10-100 m. Frekuensinya sekitar 3-30 MHz. Gelombang ini memungkinkan transmisi dari suatu lokasi ke lokasi lain yang berada di belahan dunia lain, hanya dengan menggunakan sumber tenaga beberapa Watt saja (sangat murah!). 

Berdasarkan penemuan ini, peneliti-peneliti jadi semakin penasaran. Apa yang bakal didapatkan jika mereka bisa menggunakan gelombang yang bahkan lebih pendek lagi dari short waves ini? Itu kan berarti gelombangnya lebih pendek dari 10 m dan frekuensinya lebih tinggi dari 30 MHz! Dimulailah eksperimen-eksperimen untuk mendapatkan ultra-short waves atau microwaves.

C.       Sumber Gelombang Mikro (Microwave)

1.        Matahari, walaupun sebagian besar gelombang mikro terhalang oleh atmosfer bumi.

2.   Alat tabung vakum, cara kerjanya dengan menggunakan gerakan balistik electron dalam ruang hampa yang dipengaruhi oleh medan listrik.

Perangkat ini bekerja dalam modus kepadatan dimodulasi. Ini berarti bahwa komponen-komponen tadi bekerja atas dasar kumpulan elektron terbang ballistik melalui mereka, dengan menggunakan aliran kontinyu. 

3.   Sumber microwave yang membutuhkan energi kecil seperti tunnel diodes, Gunn diodes and IMPATT diodes.

4.      Maser, amplifier (penguat) yang membentuk gelombang elektromagnetik koheren disebabkan oleh emisi buatan.

maser adalah perangkat yang mirip dengan laser, yang menguatkan energi cahaya dengan merangsang radiasi yang dipancarkan. maser ini, memperkuat energi cahaya, memperkuat frekuensi yang lebih rendah, panjang gelombang microwave.

D.  Kegunaan Gelombang Mikro (Microwave)

Pemanfaatan gelombang elektromagnetik sangat luas dalam kehidupan sehari hari. Pemanfaatan gelombang elektromagnetik tersebut terutama untuk keperluan telekomunikasi. Berikut akan diuraikan secara khusus tentang pemanfaatan gelombang mikro:

1.Pemanasan
Gelombang mikro mempunyai energi yang sangat besar, karena frekuensinya yang sangat besar. Hal itu dapat kita ketahui dari persamaan E=hf, sehingga gelombang mikro dapat menghasilkan kalor yanga besar. Kita tentu tidak asing dengan nama microwave oven yang sehari-hari kita pakai untuk memanaskan makanan. Microwave oven menggunakan gelombang mikro dalam band frekuensi sekitar 2.45 GHz. Prinsip Dasar
Microwave adalah sebuah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 1 milimeter sampai 1 meter dan berfrekuensi antara 300 megahertz sampai 300 gigahertz. Oven adalah sebuah peralatan dapur yang digunakan untuk memasak atau memanaskan makanan. Microwave oven adalah adalah sebuah peralatan dapur yang menggunakan radiasi gelombang mikro untuk memasak atau memanaskan makanan.

2. Telekomunikasi

Bagi yang senang memanfaatkan fasilitas hotspot tentunya tidak asing dengan WiFi yang menggunakan band frekuensi ISM. Begitu juga yang gemar menggunakan bluetooth untuk transfer file antara handphone atau handphone dnegan komputer. Operator telekomunikasi juga memanfaatkan gelombang mikro untuk komunikasi antara BTS ataupun antara BTS dengan pelanggannya. di Eropa khususnya di Jerman sudah jarang terlihat penggunaan gelombang mikro untuk komunikasi dengan metode WDM antara BTS dengan BSC. Jaringan backbone komunikasi sudah memakai jarinagn fiber optis. Untuk komunikasi ke end user pada sistem selular tetap menggunakan gelombang mikro. Untuk di indonesia pada tower2 operator telekomunikasi sangat sering kita jumpai antena directional untuk komunikasi antara BTS . Untuk komunikasi ke end user operator GSM di indonesia memakai frekuensi di sekitar 800 MHz, 900MHz dan 1800MHz.

3. Radar

Radar merupakan pemanfaatan gelombang mikro pada rentang frekuensi 3 GHz. Radar adalah singkatan dari Radio Detection and Ranging. Antena radar dapat bertindak sebagai pemancar dan penerima gelombang elektromagnetik. Waktu antar transmit dan receive itu yang dipergunakan untuk mengitung jarak objek tersebut. pada sistem radar, pengolahan sinyal memainkan peranan yang penting untuk mengurangi interferens. Radar memancarkan dan menerima sinyal pantulan secara bergantian dengan sistem switch. Sisem kerja radar ini diterapkan pada sistem GPS. Setiap satelit secara periodis mengirimkan pesan yang isinya adalah waktu pengiriman pesan dan informasi orbit satelit. Receiver GPS akan menghitung jarak receiver dengan setiap satelit yang mengirimkan pesan – pesan tersebut. Dengan membandingkan jarak antara beberapa satelit ini dapat ditentukan letak GPS receiver tersebut.

sinar laser dari silikon

Sesudah lama mencari suatu semi-konduktor yang murah untuk memancarkan sinar laser terus-menerus, para ahli dari Amerika Serikat memilih silikon. Laser silikon bisa mengarah pada sistem berdasarkan cahaya yang tersedia yang menghasilkan bukan elektron melainkan foton untuk mengirimkan secara bolak-balik jumlah data yang sangat besar secara cepat, yaitu, pada tingkat multigigabit per detik. Dua kelompok riset – masing-masing dari Universitas Kalifornia di Los Angeles dan Perusahaan Intel – baru-baru ini melaporkan keberhasilannya dalam membuat silikon memancarkan cahaya laser non-stop.

Sebelum penemuan ini, kita sudah memakai laser dioda. Ini jenis laser yang dipakai, misalnya, dalam alat pemutar DVD (DVD player) dan peralatan telekomunikasi.

Kelompok Universitas Kalifornia (UCLA) yang ikut memakai silikon untuk memancarkan cahaya laser memulai risetnya di musim gugur 2004 dengan memusatkan perhatiannya pada efek Raman. Efek ini adalah suatu proses yang di dalamnya panjang-gelombang cahaya menjadi panjang sesudah ia memencarkan getaran atomik. Para periset Kalifornia lalu mencocokkan cahaya yang berpencar dengan energi pompa dari laser lain menurut suatu cara tertentu. Cara itu menghasilkan umpan-balik yang konstruktif yang menimbulkan suatu amplifikasi bersih dari cahaya.

Intel melaporkan suksesnya dalam menciptakan sebuah laser Raman beberapa bulan sesudah eksperimen kelompok Kalifornia. Para ilmuwan Intel yang membuat cip memasukkan cahaya dari sebuah laser terpisah ke dalam sebuah pandu-gelombang (atau pipa cahaya) dan menghasilkan cahaya laser Raman.

Meskipun teknologi laser dari silikon sudah ditemukan, laser Raman silikon bukan pengganti laser dioda. Laser Raman membutuhkan pemompaan dengan laser sementara laser dioda dipompa dengan listrik.

Bagaimana prospek penerapan laser dari silikon dalam kehidupan sehari-hari? Ada beberapa manfaat praktisnya. Pertama, suatu sinar laser yang dipancarkan terus-menerus bisa memangkas biaya dan mengatasi keterbatasan ukuran laser yang bisa dipakai dalam prosedur pembedahan. Kedua, teknologi laser baru ini bisa mendeteksi sejumlah sangat kecil zat kimiawi dalam lingkungan hidup. Ketiga, ia bisa memacetkan rudal pencari panas atau memampukan komunikasi optikal yang punya bandwidth tinggi (kapasitas tinggi). Keempat, teknologi laser baru ini diharapkan akan menghasilkan komputer yang sepenuhnya optikal. Komputer macam ini punya sistem digital yang supercepat karena bukan elektron melainkan fotonlah yang menjadi 0 dan 1. 

Daftar Pustaka 

Steven Ashley, “Making Light of Silicon” dalam Scientific American August 2005 halaman 11

peluruhan radioaktif

Peluruhan radioaktif adalah kumpulan beragam proses di mana sebuah inti atom yang tidak stabil memancarkan partikel subatomik (partikel radiasi). Peluruhan terjadi pada sebuahnukleus induk dan menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini adalah sebuah proses "acak" (random) sehingga sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom.

Satuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq). Jika sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah kejadian peluruhan tiap 1 detik, maka dikatakan material tersebut mempunyai aktivitas 1 Bq. Karena biasanya sebuah sampel material radioaktif mengandung banyak atom,1 becquerel akan tampak sebagai tingkat aktivitas yang rendah; satuan yang biasa digunakan adalah dalam orde gigabecquerels.

Pendahuluan

Neutron dan proton yang menyusun inti atom, terlihat seperti halnya partikel-partikel lain, diatur oleh beberapa interaksi.Gaya nuklir kuat, yang tidak teramati pada skala makroskopik, merupakan gaya terkuat pada skala subatomik. Hukum Coulomb atau gaya elektrostatik juga mempunyai peranan yang berarti pada ukuran ini. Gaya nuklir lemah sedikit berpengaruh pada interaksi ini. Gaya gravitasi tidak berpengaruh pada proses nuklir.

Interaksi gaya-gaya ini pada inti atom terjadi dengan kompleksitas yang tinggi. Ada sifat yang dimiliki susunan partikel di dalam inti atom, jika mereka sedikit saja bergeser dari posisinya, mereka dapat jatuh ke susunan energi yang lebih rendah. Mungkin bisa sedikit digambarkan dengan menara pasir yang kita buat di pantai: ketika gesekan yang terjadi antar pasir mampu menopang ketinggian menara, sebuah gangguan yang berasal dari luar dapat melepaskan gaya gravitasi dan membuat tower itu runtuh.

Keruntuhan menara (peluruhan) membutuhkan energi aktivasi tertentu. Pada kasus menara pasir, energi ini datang dari luar sistem, bisa dalam bentuk ditendang atau digeser tangan. Pada kasus peluruhan inti atom, energi aktivasi sudah tersedia dari dalam. Partikel mekanika kuantum tidak pernah dalam keadaan diam, mereka terus bergerak secara acak. Gerakan teratur pada partikel ini dapat membuat inti seketika tidak stabil. Hasil perubahan akan memengaruhi susunan inti atom; sehingga hal ini termasuk dalam reaksi nuklir, berlawanan dengan reaksi kimia yang hanya melibatkan perubahan susunan elektron di luar inti atom.

(Beberapa reaksi nuklir melibatkan sumber energi yang berasal dari luar, dalam bentuk "tumbukkan" dengan partikel luar misalnya. Akan tetapi, reaksi semacam ini tidak dipertimbangkan sebagai peluruhan. Reaksi seperti ini biasanya akan dimasukan dalam fisi nuklir/fusi nuklir.

Mode Peluruhan

Sebuah inti radioaktif dapat melakukan sejumlah reaksi peluruhan yang berbeda. Reaksi-reaksi tersebut disarikan dalam tabel berikut ini. Sebuah inti atom dengan muatan (nomor atom) Z dan berat atom A ditampilkan dengan (A, Z).

Mode peluruhan	Partikel yang terlibat	Inti anak
Peluruhan dengan emisi nukleon:
Peluruhan alfa	Sebuah partikel alfa (A=4, Z=2) dipancarkan dari inti	(A-4, Z-2)
Emisi proton	Sebuah proton dilepaskan dari inti	(A-1, Z-1)
Emisi neutron	Sebuah neutron dilepaskan dari inti	(A-1, Z)
Fisi spontan	Sebuah inti terpecah menjadi dua atau lebih atom dengan inti yang lebih kecil disertai dengan pemancaran partikel lainnya	-
Peluruhan cluster	Inti atom memancarkan inti lain yang lebih kecil tertentu (A1, Z1) yang lebih besar daripada partikel alfa	(A-A1, Z-Z1) + (A1,Z1)
Berbagai peluruhan beta:
Peluruhan beta	Sebuah inti memancarkan elektron dan sebuah antineutrino || (A, Z+1)
Emisi positron	Sebuah inti memancarkan positron dan sebuah neutrino	(A, Z-1)
Tangkapan elektron	Sebuah inti menangkap elektron yang mengorbit dan memancarkan sebuah neutrino	(A, Z-1)
Peluruhan beta ganda	Sebuah inti memancarkan dua elektron dan dua antineutrinos	(A, Z+2)
Tangkapan elektron ganda	Sebuah inti menyerap dua elektron yang mengorbit dan memancarkan dua neutrino	(A, Z-2)
Tangkapan elektron dengan emisi positron	Sebuah inti menangkap satu elektron yang mengorbit memancarkan satu positron dan dua neutrino	(A, Z-2)
Emisi positron ganda	Sebuah inti memancarkan dua positrons dan dua neutrino	(A, Z-2)
Transisi antar dua keadaan pada inti yang sama:
Peluruhan gamma	Sebuah inti yang tereksitasi melepaskan sebuah foton energi tinggi (sinar gamma)	(A, Z)
Konversi internal	Inti yang tereksitasi mengirim energinya pada sebuah elektron orbital dan melepaskannya	(A, Z)

Peluruhan radioaktif berakibat pada pengurangan massa, dimana menurut hukum relativitas khusus massa yang hilang diubah menjadi energi (pelepasan energi) sesuai dengan persamaan . Energi ini dilepaskan dalam bentuk energi kinetik dari partikel yang dipancarkan.

Rantai peluruhan dan mode peluruhan ganda

Banyak inti radioaktif yang mempunyai mode peluruhan berbeda. Sebagai contoh adalah Bismuth-212, yang mempunyai tiga.

Inti anak yang dihasilkan dari proses peluruhan biasanya juga tidak stabil, kadang lebih tidak stabil dari induknya. Bila kasus ini terjadi, inti anak tadi akan meluruh lagi. Proses kejadian peluruhan berurutan yang menghasilkan hasil akhir inti stabil, disebut rantai peluruhan.

Keberadaan dan penerapan

Menurut teori Big Bang, isotop radioaktif dari unsur teringan (H, He, dan Li) dihasilkan tidak berapa lama seteleah alam semesta terbentuk. Tetapi, inti-inti ini sangat tidak stabil sehingga tidak ada dari ketiganya yang masih ada saat ini. Karenanya sebagian besar inti radioaktif yang ada saat ini relatif berumur muda, yang terbentuk di bintang (khususnyasupernova) dan selama interaksi antara isotop stabil dan partikel berenergi. Sebagai contoh, karbon-14, inti radioaktif yang mempunyai umur-paruh hanya 5730 tahun, secara terus menerus terbentuk di atmosfer atas bumi akibat interaksi antara sinar kosmik dan Nitrogen.

Peluruhan radioaktif telah digunakan dalam teknik perunut radioaktif, yang digunakan untuk mengikuti perjalanan subtansi kimia di dalam sebuah sistem yang kompleks (seperti organisme hidup misalnya). Sebuah sampel dibuat dengan atom tidak stsbil konsentrasi tinggi. Keberadaan substansi di satu atau lebih bagian sistem diketahui dengan mendeteksi lokasi terjadinya peluruhan.

Dengan dasar bahwa proses peluruhan radioaktif adalah proses acak (bukan proses chaos), proses peluruhan telah digunakan dalam perangkat keras pembangkit bilangan-acak yang merupakan perangkat dalam meperkirakan umur absolutmaterial geologis dan bahan organik.

frekuensi radio

Frekuensi radio

Frekuensi radio mengacu kepada spektrum elektromagnetik di mana gelombang elektromagnetik dapat dihasilkan oleh pemberian arus bolak-balik ke sebuah antena. Frekuensi seperti ini termasuk bagian dari spektrum seperti dalam tabel di bawah ini.

Tabel Frekuensi Radio

Frekuensi	Panjang gelombang	Nama band	Singkatan[1]
3 – 30 Hz	104 – 105 km	Extremely low frequency	ELF
30 – 300 Hz	103 – 104 km	Super low frequency	SLF
300 – 3000 Hz	100 – 103 km	Ultra low frequency	ULF
3 – 30 kHz	10 – 100 km	Very low frequency	VLF
30 – 300 kHz	1 – 10 km	Low frequency	LF
300 kHz – 3 MHz	100 m – 1 km	Medium frequency	MF
3 – 30 MHz	10 – 100 m	High frequency	HF
30 – 300 MHz	1 – 10 m	Very high frequency	VHF
300 MHz – 3 GHz	10 cm – 1 m	Ultra high frequency	UHF
3 – 30 GHz	1 – 10 cm	Super high frequency	SHF
30 – 300 GHz	1 mm – 1 cm	Extremely high frequency	EHF
300 GHz - 3000 GHz	0.1 mm - 1 mm	Tremendously high frequency	THF

Catatan: di atas 300 GHz, penyerapan radiasi elektromagnetik oleh atmosfer bumi begitu besar sehingga atmosfer secara efektif menjadi "opak" ke frekuensi lebih tinggi dari radiasi elektromagnetik, sampai atmosfer menjadi transparan lagi pada yang disebut jangka frekuensi infrared dan jendela optikal.

Band ELF, SLF, ULF, dan VLF bertumpuk dengan spektrum AF, sekitar 20–20,000 Hz. Namun, suara disalurkan oleh kompresi atmosferik dan pengembangan, dan bukan oleh energi elektromagnetik.

Penghubung listrik didesain untuk bekerja pada frekuensi radio yang dikenal sebagai Penghubung RF. RF juga merupakan nama dari penghubung audio/video standar, yang juga disebutBNC (Bayonet Neill-Concelman).

sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensi_radio

pesawat tenaga surya swiss mendarat di india

Pesawat Solar Impulse 2 (Si2) mendarat di bandara Ahmadabad di negara bagian Gujarat,

 Selasa (10/3) malam, sekitar 16 jam setelah berangkat dari bandara Muscat, Oman.

Pesawat Solar Impulse-2 (Si2) terbang di atas Oman menuju ke Ahmedabad, 

India, Selasa (10/3).

 

Sebuah pesawat terbang bertenaga surya buatan Swiss tiba di India Selasa (10/3) malam, merampungkan tahap keduanya dalam misi penerbangan keliling dunia tanpa
menggunakan bahan bakar fosil sama sekali.

Pesawat Solar Impulse 2 (Si2) mendarat di bandara Ahmadabad di negara bagian
Gujarat sekitar 16 jam setelah berangkat dari Muscat di Oman dan terbang sejauh
1.465 kilometer. Itu adalah penerbangan pertama pesawat itu melintasi laut.
Pesawat pertama di dunia yang menggunakan tenaga matahari itu akan berada
di Ahmadabad selama dua hari sebelum terbang ke kota Varanasi di India utara
 hari Sabtu.
Kedua pilotnya – Betrand Piccard dan Andre Boschberg dari Swiss – bergiliran
menerbangkan pesawat itu untuk merampungkan perjalanan keliling dunia sejauh
kira-kira 35.000 kilometer.
Sayap-sayap pesawat itu dilapisi lebih dari 17.000 sel surya yang berfungsi
mengisi baterenya. Pesawat itu normalnya terbang pada kecepatan 45
kilometer per jam. Rentang kedua sayapnya mencapai 72 meter dan pesawat itu
memiliki berat sekitar 2.300 kilogram. Sebagai perbandingan, sebuah pesawat
Boeing 747 yang kosong beratnya kira-kira 180.000 kilogram.
Kedua pilot itu mengatakan ingin menunjukkan pentingnya sumber energi terbarukan
dan semangat inovasi.
Si2 akan berhenti 12 kali dalam perjalanannya, termasuk di Tiongkok dan
 Myanmar, sebelum melintasi Samudera Pasifik. Pesawat itu akan mendarat
 di Hawaii dan pesisir timur Amerika sebelum melintasi Samudera Atlantik.
Pesawat itu mungkin akan berhenti di Eropa selatan atau Afrika utara,
tergantung pada kondisi cuaca.
Kedua pilot itu telah berlatih keras untuk penerbangan ini yang akan memakan
waktu total lebih dari lima bulan.



Sumber :
http://www.voaindonesia.com/content/pesawat-tenaga-surya-mendarat-di-india-/2675015.html