Kesetimbangan

Alat dan Bahan

1. 6 buah tabung reaksi
2. penyangga
3. pipet
4. larutan H2SO4
5. larutan HCl
6. pita magnesium
7. isi steples
8. kertas alumunium
9. stopwatch
10. gunting

Langkah Kerja

1. Siapkan tabung reaksi, bagilah 6 tabung tersebut menjadi 2 kelompok, 1 kelompok @ 3 tabung reaksi.
2. Siapkan gelas ukur, pipet, penyangga, larutan HCl dan larutan H2SO4, pita magnesium, isi steples, alumunium, stopwatch, dan gunting.
3. Gunting pita magnesium sampai berukuran 0,5 cm x 0,5 cm, 7 buah.
4. Guntinglah kertas alumunium sampai berukuran 0,3 cm x 2 cm. 7 buah.
5. Siapkan isi steples 7 buah.

Percobaan ke-1

1. Siapkan 6 tabung reaksi, bagi menjadi 2 kelompok dan isilah masing-masing kelompok tabung tersebut dengan larutan H2SO4 dan larutan HCl dengan jumlah volume yang sama memakai pipet.
2. Masukkan pita magnesium yang telah dipotong kecil dengan perbandingan 1:2:4 atau masukkan 1 buah pita magnesium ke dalam tabung pertama yang berisi larutan HCl, 2 buah pita magnesium ke dalam tabung kedua berisi larutan HCl dan 4 pita magnesium ke dalam tabung ketiga berisi larutan HCl lakukanlah hal tersebut untuk larutan H2SO4.






1 : 2 : 4 1 : 2 : 4

Larutan H2SO4 +Mg Larutan HCl+Mg

3. Hitunglah waktu yang diperlukan menggunakan stopwatch untuk masing-masing reaksi untuk mencapai kesetimbangan, dan catatlah.




Percobaan ke-2

1. Cuci tabung yang sebelumnya telah di isi larutan H2SO4 dan Larutan HCl yang telah bereaksi dengan pita magnesium. Keringkan.
2. Siapkan kembali 6 tabung reaksi tersebut, bagi menjadi 2 kelompok dan isilah masing-masing kelompok tabung tersebut dengan larutan H2SO4 dan larutan HCl dengan jumlah volume yang sama memakai pipet.
3. Masukkan kertas alumunium yang telah dipotong kecil dengan perbandingan 1:2:4 atau masukkan 1 lembar kertas alumunium tersebut ke dalam tabung pertama yang berisi larutan HCl, 2 lembar kertas alumunium ke dalam tabung kedua berisi larutan HCl dan 4 lembar kertas alumunium ke dalam tabung ketiga berisi larutan HCl lakukanlah hal tersebut untuk larutan H2SO4.
4. Hitunglah waktu yang diperlukan menggunakan stopwatch untuk masing-masing reaksi untuk mencapai kesetimbangan, dan catatlah.


Percobaan ke-3

1. Lakukan langkah 1 dan 2 seperti pada percobaan ke-2.
2. Masukkan isi steples dengan perbandingan 1:2:4 atau masukkan 1 buah isi steples tersebut ke dalam tabung pertama yang berisi larutan HCl, 2 buah isi steples ke dalam tabung kedua berisi larutan HCl dan 4 buah isi steples ke dalam tabung ketiga berisi larutan HCl lakukanlah hal tersebut untuk larutan H2SO4.
3. Hitunglah waktu yang diperlukan menggunakan stopwatch untuk masing-masing reaksi untuk mencapai kesetimbangan, dan catatlah.

Data Hasil Pengamatan

a. H2SO4 +Mg
Tabung ke-1 (1 potong ) Tabung ke-2 (2 potong) Tabung ke-3 (4 potong)
Waktu setimbang 1 mnt 43 dtk 2 mnt 30 dtk 5 mnt 21 dtk
Adanya gelembung gas Ada(di permukaan larutan) Banyak(di permukaan larutan) Sangat banyak(di permukaan larutan)
Adanya perubahan warna larutan - - -
Adanya perubahan suhu Lebih panas Lebih panas Lebih panas
Waktu setimbang : ketika gelembung gas tidak lagi terdapat dalam reaksi.

b. HCl+Mg
Tabung ke-1 (1 potong ) Tabung ke-2 (2 potong) Tabung ke-3 (4 potong)
Waktu setimbang 1 mnt 4 dtk 2 mnt 2 dtk 5 mnt 39 dtk
Adanya gelembung gas ada banyak Sangat banyak
Adanya perubahan warna larutan - - -
Adanya perubahan suhu Lebih panas Lebih panas Lebih panas






c. H2SO4 +Fe
Tabung ke-1 (1 buah ) Tabung ke-2 (2 buah) Tabung ke-3 (4 buah)
Waktu setimbang 15 mnt (belum terbentuk produk)
Adanya gelembung gas Sangat sedikit(pada Fe) Agak banyak(pada Fe) banyak(pada Fe)
Adanya perubahan warna larutan - - -
Adanya perubahan suhu Lebih panas Lebih panas Lebih panas

d. HCl+Fe
Tabung ke-1 (1 buah ) Tabung ke-2 (2 buah) Tabung ke-3 (4 buah)
Waktu setimbang 16 mnt 12 dtk (belum terbentuk produk)
Adanya gelembung gas Sangat sedikit(pada Fe) Agak banyak(pada Fe) banyak(pada Fe)
Adanya perubahan warna larutan - - -
Adanya perubahan suhu Lebih panas Lebih panas Lebih panas

e. H2SO4 +Al
Tabung ke-1 (1 buah ) Tabung ke-2 (2 buah) Tabung ke-3 (4 buah)
Waktu setimbang 20 mnt 31 dtk (belum terbentuk produk)
Adanya gelembung gas Sangat sedikit(pada Al) Sangat sedikit(pada Al) Sangat sedikit(pada Al)
Adanya perubahan warna larutan - - -
Adanya perubahan suhu Lebih panas Lebih panas Lebih panas

f. HCl+Al
Tabung ke-1 (1 buah ) Tabung ke-2 (2 buah) Tabung ke-3 (4 buah)
Waktu setimbang 18 mnt 51 dtk (belum terbentuk produk)
Adanya gelembung gas Sangat sedikit(pada Al) Sangat sedikit(pada Al) Sangat sedikit(pada Al)
Adanya perubahan warna larutan - - -
Adanya perubahan suhu Lebih panas Lebih panas Lebih panas

Pembahasan

Kali ini, kami akan membahas tentang kesetimbangan dan laju reaksi, yang kita tahu, laju reaksi dapat dipengaruhi oleh volume, jenis zat, dan luas permukaan, suhu, katalis. Kesetimbangan adalah proses bolak-balik dengan laju yang sama untuk kedua arah.
Yang sudah kita ketahui bahwa yang mempengaruhi keadaan setimbang suatu reaksi adalah volum, konsentrasi, tekanan, suhu, dan penambahan katalisator. Dalam bab ini, terdapat azas Le Chatelier yaitu, jika dalam suatu system kesetimbangan diberikan aksi, maka system akan berubah sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi itu sekecil mungkin.
Dalam percobaan ini, kita akan membuktikan bahwa konsentrasi, suhu, penambahan katalisator dapat mempengaruhi kesetimbangan. Kita membuat percobaan dengan menggunakan larutan asam sulfat, asam klorida, besi, aluminium, dan magnesium. Dan unsur-unsur diatas telah di senyawakan dan menjadi senyawa ion karena salah satu unsur adalah logam dan yang lainnya adalah nonlogam. Zat yang kita gunakan untuk percobaan berbentuk larutan dan padatan. Larutan berupa asam sulfat dan asam klorida, dan padatan adalah besi, alumunium, dan magnesium. Disini kita juga membandingkan antara kedua larutan tersebut yang lebih cepat dalam mencapai waktu kesetimbangan dengan cara direaksikan dengan zat yang sama dan dengan volum yang sama pula. Tetapi zat yang direaksikan dibuat perbandingan untuk melihat apakah terdapat perbedaan laju antara larutan yang direaksikan dengan zat yang jumlah luas permukaan lebih sedikit ataupun yang banyak.
Dari table diatas, ketika pita magnesium direaksikan dengan larutan asam sulfat dan asam klorida, terdapat gelembung-gelembung gas, hal itu merupakan ciri reaksi berlangsung selain dengan bertanmbahnya jumlah produk. Senyawa tersebut akan setimbang apabila tidak terdapat lagi gelembung-gelembung gas tersebut.
Reaksi kimia dapat dibagi menjadi 2, yaitu reaksi endoterm dan eksoterm. Endoterm karena reaksi tersebut menyerap panas. Dan eksoterm karena reaksi tersebut mengeluarkan panas. Dari ketiga percobaan diatas dapat kita ketahui bahwa reaksi tersebut merupakan reaksi eksoterm, karena mengeluarkan panas ketika bereaksi. Hal ini dapat dirasakan ketika besi, aluminium, dan magnesium di reaksikan dengan asam sulfat dan asam klorida.
Dalam percobaan asam sulfat dengan besi dan aluminium dan asam klorida dengan alumunium dan besi, kelompok kami belum menemukan gejala untuk mencapai kesetimbangan, bahkan dalam waktu yang lama. Hal tersebut dikarenakan energi aktifasi yang besar sehingga harus menambahkan katalis atau menaikkan suhu.
Mengapa pada asam klorida dan magnesium dan asam sulfat dan magnesium, lebih cepat bereaksi magnesium yang pebandingannya hanya satu, karena jika magnesium ditambah jumlahnya, maka luas permukaan bidang sentuh akan semakin besar dan akan membutuhkan energi aktifasi yang lebih tinggi.dan denga perbedaan waktu reaksi, hal tersebut dikarenakan penbedaan harga derajat ionisasi.

Kesimpulan
1. Kesetimbangan dipengaruhi oleh volum, konsentrasi, tekanan, suhu, dan penambahan katalisator.
2. Ciri-ciri adanya reaksi pada senyawa adalah munculnya gelembung-gelembung gas.
3. Agar kesetimbangan diperoleh dalam waktu singkat, sebaiknya dilakukan dengan penambahan katalis atau menaikkan suhu.
4. Dalam percobaan kali ini, reaksi merupakan reaksi eksoterm karena melepaskan panas ke lingkungan.

Emansipasi Wanita

Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh

Segala puji bagi Allah subhana wata’ala yang telah menjadikan orang-orang beriman saling bersaudara. Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurah kepada utusan-Nya yang paling mulia, Nabi kita Muhammad salallahu ‘alaihi wassalam, keluarganya, para sahabatnya serta orang-orang yang mengikuti jalannya.

Pada hari ini saya akan memberikan sedikit informasi dari berbagai sumber yang telah saya dapatkan. Dewasa ini, masyarakat di dunia khususnya kaum hawa sedang gencar-gencarnya menjunjung kata emansipasi. Hal ini terjadi pula di Indonesia. Kata emansipasi telah kita kenal lama, tapi apakah sebenarnya arti dari emansipasi itu sendiri? Dalam kamus ilmiah popular, emansipasi dapat diartikan sebuah gerakan untuk memperoleh pengakuan persamaan kedudukan, derajat serta hak dan kewajiban dalam hukum bagi wanita.

Emansipasi muncul setelah adanya kebangkitan wanita yang tidak setuju dengan perbudakan dan anggapan bahwa wanita hanya pemuas nafsu belaka. Presiden Republik Indonesia yang pertama, Ir. Soekarno, pun ikut berbicara. Melalui bukunya yang berjudul Sarinah, ia menguak sejarah kelam kehidupan wanita di belahan Eropa, terkhusus Perancis. Dituturkan bahwa 6 Oktober 1789 merupakan tonggak awal munculnya aksi-aksi para wanita. Mereka menyuarakan kesetaraan jender. Menuntut perlakuan yang sama dengan kaum pria. Pemberontakan kaum wanita Perancis dilatari perlakuan sewenang-wenang berbagai pihak terhadap para wanita. Mereka diperlakukan tidak adil, dihinakan, bagai seonggok tubuh yang tiada lagi guna. Setelah aksi para wanita Perancis, 6 Oktober 1789, di depan Gedung Balai Kota Paris yang lantas bergeser ke depan istana raja, Versailles, bermunculan organisasi-organisasi kewanitaan. Menjamurnya berbagai organisasi kewanitaan tak semata di Perancis, tapi menyebar ke Inggris, Jerman, dan belahan Eropa lainnya. Gaung slogan emansipasi pun makin membahana.
Di Indonesia, dahulu ketika zaman penjajahan Belanda, wanita-wanita Indonesia tidak dapat menganyam bangku sekolah bahkan wanita-wanita tersebut menjadi pemuas nafsu belaka. Permasalahan ini membuat seorang wanita yang memiliki jiwa sosial yang tinggi mempunyai motivasi untuk melepaskan wanita-wanita Indonesia ini dari keterpurukan. Seorang wanita itu adalah Raden Adjeng Kartini, beliau adalah seorang muslimah. Beliau memperjuangkan hak-hak wanita dalam hal memperoleh pendidikan. Beliau pun pada saat itu mengusulkan agar Al-Quran diartikan ke dalam bahasa Indonesia agar masyarakat dapat mengerti dan memahami kandungan yang terdapat dalam kitab suci tersebut.

Di Indonesia, setiap tanggal 21 April diperingati sebagai hari kartini. Tanggal tersebut merupakan tanggal lahir Kartini. Masyarakat menyebutkan bahwa beliau merupakan pelopor kebangkitan wanita Indonesia pada saat penjajahan belanda. Jasa-jasa beliau haruslah kita hargai, karena dia dan dengan takdir Allah, wanita Indonesia dapat mendapatkan pendidikan yang sama.

Tapi sangatlah miris, jika kita lihat pada zaman sekarang, emansipasi terlalu menjadi-jadi dan bahkan mendekati bebas. Emansipasi telah menyalahi aturan dan dalam syariat islam, teori emansipasi yang menyatakan harusnya adanya persamaan hak dan kewajiban di segala bidang antara pria dan wanita tidaklah dibenarkan, karena emansipasi hanya merupakan tipu daya dari musuh-musuh islam yang bertujuan untuk memporak-porandakan islam sampai tidak ada lagi keimanan dalam diri seorang muslim dan muslimah.
Teori emansipasi ini seakan-akan mengesankan bahwa islam adalah agama yang memasung hak-hak kaum wanita. Sebelum datangnya islam, wanita tidak dihargai sedikitpun, bahkan apabila lahir seorang bayi perempuan. Bayi tersebut akan dikubur hidup-hidup karena kaum jahilliyah menganggap bahwa hal tersebut adalah aib.
Dan ketika agama islam diajarkan oleh Rasulullah, tidak ada lagi hal seperti diatas. Rasulullah adalah seorang yang sangat menjunjung tinggi hak seorang wanita.





Wanita dalam Islam

Kaum wanita memiliki kedudukan yang tinggi di dalam Islam dan memiliki hak yang sama dalam mengamalkan agama. Di mana Allah Subhanahu wa Ta'ala telah memperlakukan mereka dan membebankan hukum-hukum syariat sesuai dengan fitrah penciptaannya. Hal ini masuk dalam keumuman firman-Nya:

لاَ يُكَلِّفُ اللهُ نَفْسًا إِلاَّ وُسْعَهَا

“Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya.” (Al-Baqarah: 286)

Allah Maha Adil dalam menentukan syariat-Nya, dan Maha Bijaksana dalam meletakkan hukum-hukum-Nya untuk mereka. Allah Subhanahu wa Ta'ala telah memuliakan mereka dengan berbagai bentuk dan cara. Di antaranya:

1. Allah Subhanahu wa Ta'ala memerintahkan mereka untuk tinggal di rumah-rumah mereka, agar terjaga kehormatan mereka. Sebagaimana dalam surat Al-Ahzab ayat 33:

وَقَرْنَ فِي بُيُوتِكُنَّ

"Dan hendaklah kalian (para wanita) tetap di rumah kalian."

2. Allah Subhanahu wa Ta'ala tidak membebankan mereka untuk mencari nafkah bagi anak-anak mereka, sebagaimana di dalam surat An-Nisa` ayat 34:

الرِّجَالُ قَوَّامُونَ عَلَى النِّسَاءِ بِمَا فَضَّلَ اللهُ بَعْضَهُمْ عَلَى بَعْضٍ وَبِمَا أَنْفَقُوا مِنْ أَمْوَالِهِمْ

“Kaum laki-laki itu adalah pemimpin bagi kaum wanita, oleh karena Allah telah melebihkan sebahagian mereka (laki-laki) atas sebahagian yang lain (wanita), dan karena mereka (laki-laki) telah menafkahkan sebagian dari harta mereka.” (An-Nisa`: 34)

3. Tidak diwajibkan bagi wanita untuk ikut memikul amanat jihad fi sabilillah, sebagaimana telah dibebankan kepada kaum lelaki. (lihat kitab Kasyful Wa’tsa` Bizajril Khubatsa` Ad-Da’in ila Musawatin Nisa` bir Rijal wa Ilgha` Fawariqil Untsa karya Asy-Syaikh Abu Abdurrahman Yahya bin ‘Ali Al-Hajuri)

4. Allah Subhana wa Ta’ala tidak membeda-bedakan antara laki-laki dan perempuan dalam menuntut ilmu. Sebagaimana hadist dibawah ini.

مَنْ سَلَكَ طَرِيقًا يَلْتَمِسُ فِيْهِ عِلْمًا سَهَّلَ اللهُ لَهُ بِهِ طَرِيقًا إِلَى الْجَنَّةِ

“Barangsiapa yang berjalan dalam rangka mencari ilmu maka Allah akan mudahkan jalannya menuju surga.”
Rasulullah Shallallahu ‘alaihi wa sallam bersabda kepada para suami:

Rasulullah bersabda :

لاَ تَضْرِبُوا إِمَاءَ اللهِ
“Janganlah kalian memukul hamba-hamba perempuan Allah.”

Hadist diatas menjelaskan bahwa di dalam agama islam tidak ada kekerasan terhadap wanita yang sering kali kita lihat di acara-acar televisi. Sesungguhnya di dalam islam hanya ada kedamaian.

Beberapa bentuk perlakuan Allah Subhanahu wa Ta'ala terhadap kaum wanita di atas, jika dipelajari dan ditinjau dengan akal yang sehat dan fitrah yang bersih, akan diketahui bahwa itu semua merupakan cara untuk menjaga eksistensi wanita. Dan semuanya adalah perlakuan yang bijak dan adil, sesuai dengan kodrat mereka.

Sebagai akibat buruk dari emansipasi ini adalah suatu kebobrokan moral. Masalah ini telah menjadi penyakit mematikan yang sulit untuk diobati. Sekarang ini, semankin meningkat jumlah wanita tunasusila(PSK) yang dalih mereka adalah untuk memenuhi kebutuhan mereka yang mewajibkan mereka untuk bekerja. Semakin meningkat pula angka kematian bayi yang digugurkan akibat dari pergaulan bebas yang meniadakan aturan. Contoh yang paling sederhana adalah di dalam bis, anak muda laki-laki tidak mau mengalah kepada seorang wanita atau seorang ibu yang bekerja, karena terfikir oleh laki-laki tersebut bahwa persamaan hak dan kewajiban antara ia dan wanita adalah sama jadi tidak ada kata mengalah.

Emansipasi bukanlah teori yang berasal dari islam, oleh karena itu sebaiknya kita berfikir ulang untuk menjunjung slogan ini. Kita harus menolak dengan tegas slogan ini. Karena Allah telah memberikan wahyu yang mengatakan bahwa Laki-laki dan wanita sangatlah berbeda. Allah telah mengatur segalanya, sehingga menjadikan wanita kaum yang mulia.

Maka dari itu saya menghimbau kepada para pendengar, agar tidak mudah terpengaruh terhadap iming-iming kata emansipasi yang selalu dikumandangkan oleh orang-orang kafir untuk memecah belah agama islam.
wassalamu’alaikum wr.wb

Pembuatan Telur Asin

Alat dan Bahan

1. 10 butir telur bebek mentah yang masih bercangkang
2. Air
3. Garam kristal
4. Amplas
5. Stoples
6. Timbangan
7. Kertas tulis
8. Pulpen

Langkah Kerja

1. Cuci bersih telur mentah dengan air (suhu normal).
2. Amplas cangkang telur
3. Cuci lagi dengan air hangat
4. Timbang telur
5. Amati kondisi telur sebelum direndam selama 21 hari
6. Catat kondisi telur
7. Siapkan garam dan air panas(100C), dengan perbandingan air dengan garam 1:3 (air : 1 ml, garam : 330 ml/330 gr)
8. Larutkan garam pada air panas
9. Diamkan larutan tsb sampai suhu sama dengan suhu ruangan
10. Masukkan telur dalam stoples yang telah dicuci bersih
11. Siram telur tsb dengan larutan bersuhu sama dengan suhu ruangan
12. Tutup rapat toples
13. Simpan di tempat yang aman dan tidak terkena sinar matahari langsung
14. Rendam telur tsb sampai 21 hari

Hasil Pengamatan

Keadaan Utuh:

No. Pengamatan Sebelum Telur direndam Setelah Telur direndam
1 Berat rata-rata Telur 63,6 gr 74 gr
2 Kondisi telur Normal Bertambah besar
3 Volume larutan garam 1300 ml 1130 ml









4 Kondisi larutan garam - Bening
- Terdapat endapan berwarna putih.
- Berbau garam. - Larutan garam berkurang.
- Bening.
- Terdapat endapan berwarna putih dan hitam.
- Berbau garam dan amis.



Keadaan telur yang mentah (isi telur) :

No. Pengamatan Sebelum direndam di larutan garam Setelah direndam di larutan garam
1 Putih telur - Seperti lendir.
- Bening(transparan)
- Lengket - Encer.
- sebagian berwarna kuning, sebagian transparan.
2 Kuning telur - kenyal (seperti gel).
- berwarna kuning pucat.
- jika dibelah, isi akn keluar dan bercampur dengan putih telur.
- Bentuk teratur(simetris). - Keras
- Berwarna kuning cerah.
- Jika dibelah isi tidak keluar dan bercampur dengan putih telur karena memadat.
- Bentuk tidak teratur(asimetris).


setelah direndam(kanan), sebelum direndam(kiri)






Kondisi setelah dimasak (isi telur) :

No. Pengamatan Sebelum direndam di larutan garam Setelah direndam di larutan garam
1 Putih telur - Berwarna putih keabu-abuan.
- Kenyal.
- Tidak mudah hancur.
- Sedikit transparan. - Berwarna putih cerah.
- Tidak kenyal
- Mudah hancur.
- Tidak transparan.
- Terdapat minyak dipinggir.
2 Kuning telur - Berwarna kuning pucat.
- Mudah hancur. - Berwarna oranye kecoklatan.
- Padat, tidak mudah hancur.
3 Rasa Tawar Asin


gambar telur yang telah direndam di
larutan garam(kanan) dan yang tidak
direndam.


Dari data diatas, dapat kita membuat pertanyaan yang berhubungan dengan percobaan ini, yaitu :
1. Peristiwa apa yang terjadi dengan telur tersebut, mengapa telur menjadi asin?
2. Mengapa telur diamplas sebelum direndam?
3. Mengapa garam yang dipakai adalah garam kristal, dan bukan garam halus?
4. Mengapa telur dicuci dengan air hangat sebelum direndam?
5. Apakah pada pembuatan telur asin ini sama dengan pembuatan telur asin pada umumnya yang menggunakan abu gosok?
6. Mengapa berat telur bertambah setelah perendaman, dan volume air berkurang?
7. Apa yang akan terjadi apabila jumlah air tetap tetapi jumlah garam dikurangi mis: 1:4(air1L) atau 1:5(air 1L)
8. Mengapa endapan hitam lebih banyak terdapat di larutan yang konsentrasi garamnya lebih sedikit ?
9. Mengapa putih telur sebelum dan sesudah perendaman berbeda kondisinya, apa yang menyebabkan hal tersebut?
10. Mengapa kuning telur dari telur yang telah direndam air garam menjadi padat?
11. Mengapa di dalam telur yang telah direndam, kuning telur menjadi padat/ mengeras dan putih telur lebih encer?
12. Mengapa setelah direbus, putih telur asin cepat hancur dan kuning telur lebih kokoh(tidak mudah hancur) daripada telur yang tidak diasinkan?

Penjelasan

Telur yang direndam di dalam larutan garam akan mengalami osmosis, mengapa? Karena telur tersebut ditempatkan ditempat/lingkungan yang konsentrasinya lebih encer daripada di dalam telur(isi telur). Kita anggap telur sebagai sel tunggal yang terbungkus cangkang yang memiliki pori-pori dan merupakan membrane yang bersifat selektif permeable, kuning telur sebagai inti. Oleh karena itu, hal ini menyebabkan air dan garam masuk ke dalam telur melewati membrane/cangkang telur karena konsentrasi di dalam lebih tinggi daripada di luar, sehingga telur menjadi asin setelah perendaman 21 hari, hal ini sesuai dengan pengertian osmosis yaitu proses perpindahan molekul-molekul zat terlarut dari konsentrasi rendah(hipotonik) ke konsentrasi yang lebih tinggi(hipertonik).
Untuk membuktikan ada tidaknya mlekul yang masuk, lihat hasil pengamatan di atas, berat telur bertambah, hal tersebut menunjukkan bahwa volume telur bertambah akibat masuknya sesuatu molekul ke dalam telur, dalam hal ini air dan garamlah yang masuk ke telur, dan bukti lain yang menunjukkan bahwa air tsb masuk ke dalam telur adalah berubahnya volume air sebelum dan setelah perendaman. Volume air setelah merendam telur selama 21 hari lebih sedikit daripada volume air pada saat sebelumnya. Hal ini menunjukkan air masuk ke dalam telur bukan isi telur yang keluar.
Dalam mempersiapkan telur yang akan direndam, telur sebaiknya diamplas dahulu. Karena hal tersebut dapat mengikis kalsium yang ada di cangkangnya dan dapat mempermudah molekul agar dapat masuk ke dalam telur.
Untuk pencucian dengan air hangat, hal tersebut berfungsi untuk membunuh mikroorganisme sehingga telur tsb steril ketika dimasukkan ke dalam larutan. Tetapi larutan garam dapat berfungsi sebagai pengawet karena garam dapat membunuh mikroorganisme dan mikroorganisme pun tidak dapat hidup di lingkungan ini.
Dalam percobaan ini, kami memilih garam kristal sebagai zat yang terlarut karena garam kristal memiliki konsentrasi lebih tinggi dan garam tersebut lebih asin daripada garam dapur biasa.
Telur asin yang di buat dengan memakai abu gosok pada dasarnya sama dengan telur asin yang dibuat delangan larutan garam, hanya saja telur yang direndam lebih terjamin mutunya dibanding yang memakai abu gosok karena telur hanya kontak dengan larutan garam saja dan pembuatannya pun juga lebih steril dan bersih.
Berat telur bertambah dan volume air berkurang dikarenakan molekul air dan garam bergerak masuk ke dalam telur karena larutan garam lebih hipotonik dibanding isi telur yang hipertonik. Sehingga menyebabkan hemolisis atau masuknya molekul air dan garam ke dalam telur, sehingga berat telur bertambah tetapi volume air di luar berkurang.
Semakin encer larutan garam(jumlah garam lebih sedikit) maka akan semakin lama pula proses pengasinan, karena garam yang masuk lebih sedikit dibandingkan dengan garam yang masuk ke dalam telur ketika berada di larutan yang pekat(garam yang lebih banyak). Dan dapat kita katakan jika telur di rendam di larutan garam yang encer maka akan terjadi hal seperti dibawah ini (dibanding dengan larutan garam yang lebih pekat) :
- Semakin sedikit air yang masuk ke dalam telur
- Pertambahan berat telur sedikit
- Kuning telur kurang padat
- Terdapat endapan hitam lebih banyak
endapan hitam ini berasal dari garam kristal, karena penyerapan / masuknya air dan garam ke dalam telur tidak sebaik ketika telur berada di lingkungan yang lebih pekat, maka karena terlalu lama tidak terserap, kotoran dari garam yang berwarna hitam akan mengendap.
Kondisi putih telur sebelum direndam transparan, seperti lender, lengket, sedangkan kondisi putih telur setelah direndam kurang transparan, encer/lebih cair, tidak lengket. Hal itu disebabkan molekul air dan garam masuk melalui membrane selektif permeable dan bercampur dengan putih telur, larutan garam yang sedikit keruh mempengaruhi warna putih telur dan menyebabkan putih telur menjadi kurang transparan dan larutan garam yang lebih encer daripada putih telur itu bercampur dengan putih telur yang seperti lender/ gel/ kental berkurang kepekatannya dan menyebabkan putih telur menjadi lebih encer dari semula(sebelum perendaman).
Berbeda dengan putih telur, kuning telur dari telur yang telah direndam selama 21 hari jauh lebih keras atau lebih padat dibanding kuning dari telur yang tidak direndam. Hal ini disebabkan ketika molekul air dan garam masuk ke dalam telur, maka air dan garam masuk ke putih telur karena konsentrasi putih telur lebih pekat daripada konsentrasi larutan garam, tetapi ingat, di dalam telur masih ada kuning telur yang konsentrasinya jauh lebih pekat dibanding dengan putih telur dan larutan garam. Sehingga molekul air dan garam masuk ke kuning telur, tapi lebih banyak garam yang masuk dibanding air, semakin lama, garam yang terdapat di kuning telur akan menumpuk dan kuning telur lama kelamaan akan mengeras karena kelebihan mineral garam. Sehingga ketika kita membelahnya, tidak ada lagi cairan yang semula sangat kenyal seperti gel yang keluar dari kuning telur, dengan kata lain kuning telur telah mengeras.

gambar kuning telur yang
telah mengeras sehingga
dapat diangkat.
Hal tersebut sama dengan yang terjadi pada telur dinosaurus yang terkubur di dalam tanah jutaan tahun, isi telur itu menjadi sangat keras bahkan seperti batu dikarenakan telur menyerap mineral yang ada disekitarnya dan lama kelamaan akan bertumpuk dan menjadi keras.
Putih telur asin matang mudah hancur karena putih telur tersebut telah bercampur dengan larutan garam, sehingga konsentrasi kepekatannya turun menjadi encer dan daya ikat antar molekul putih telur yang sebelumnya kuat menjadi berkurang karena putih telur asin encer dan hasilnya putih telur asin lebih mudah hancur dibanding putih telur yang bukan telur asin. Sedangkan pada kuning telur, kuning telur asin mentah sangat keras dibanding yang bukan telur asin itu berarti daya ikat antar molekulnya lebih kuat daripada yang bukan telur asin. Sehingga ketika telah matang, kuning telur tidak mudah hancur.


Kesimpulan

- Proses perpindahan molekul yang terjadi pada percobaan telur asin ini adalah osmosis.
- Peristiwa osmosis pada percobaan kali ini adalah perpindahan molekul air dan garam dari konsentrasi rendah(larutan garam) ke konsentrasi tinggi(telur).
- Peristiwa osmosis ini mempengaruhi berat dan ukuran telur, pada percobaan kali ini, berat dan ukuran telur bertambah besar karena larutan garam masuk ke dalam telur dan juga mempengaruhi volume larutan di luar telur
- Bakteri dan mikroorganisme tidak mampu hidup di larutan garam, maka seringkali kita mengawetkan makanan dengan cara mengasinkan makanan tsb sebagai contoh, telur asin yang kita buat ini.
- Cangkang pada telur merupakan membrane yang memiliki pori-pori dan bersifat selektif permeable, sehingga molekul air dan garam dapat masuk.
- Pengamplasan pada telur bebek dimaksudkan untuk mengikis kalsium agar mempermudah molekur dapat masuk.
- Hasil yang telur diperoleh dari larutan garam yang encer berbeda dengan hasil telur yang akan diperoleh dari larutan garam yang pekat.
- Peristiwa osmosis ini dapat mempengaruhi kondisi di dalam telur.
- Larutan garam yang masuk akan bercampur dengan putih telur dan mengakibatkan putih telur akan menjadi lebih encer dibandingkan yang tidak direndam pada larutan garam.
- Larutan garam yang masuk ke kuning telur akan bertambah dan lama kelamaan garam bertumpuk di kuning dan menjadi keras.
- Putih telur asin yang telah dimasak akan cepat hancur dibanding putih telur yang bukan dari telur asin.
- Kuning telur asin yang matang tidak mudah hancur karena banyak kandungan mineral garam yang mengeras di dalamnya.












Percobaan Usus

Alat dan Bahan

1. Usus ayam, usus kambing, usus sapi
2. Larutan gula
3. Air bersih
4. Corong
5. Karet gelang
6. Gelas ukur transparan

Cara kerja

1. Siapkan bahan-bahan yang dibutuhkan.
2. Cuci semua usus sampai bersih di air yang mengalir sampai tidak ada lagi kotoran di dalamnya, jangan sampai usus sobek.
3. Ikat bagian bawah usus, diikat simpul dengan usus itu sendiri lalu diikat dengan karet.
4. Siapkan larutan gula.
5. Masukkan larutan gula ke dalam masing-masing usus dengan menggunakan corong.
6. Ikat kembali bagian atas usus seperti dikatakan pada point 3
Percobaan ke-1
1. Gantung usus yang di dalamnya telah ada larutan gula di ruangan terbuka.
2. Tunggu sampai 24 jam/1 hari.
3. Catat hasil pengamatan.
Percobaan ke-2
1. Siapkan 1 gelas ukur besar air jernih.
2. Masukkan usus yang telah diisi air gula ke dalam air tersebut.
3. Rendam usus sampai 24 jam/1 hari.
4. Catat hasil pengamatan.

Hasil Pengamatan

Pada percobaan kali ini, kita mengamati apa yang terjadi pada usus yang telah di tempatkan di tempat yang berbeda, usus yang kita gunakan adalah usus pada bagian rectum, usus ini adalah usus yang paling tebal daripada bagian usus yang lain. Kita tidak dapat melihat hasil yang signifikan dalam waktu yang sebentar, oleh karena itu kita harus menunggu selama 1 hari untuk melihat apa yang terjadi pada usus tersebut. Pada percobaan 1 dan percobaan 2, usus ditempatkan di ruangan yang sama. Hanya saja pada percobaan 1 usus di gantung, sehingga terjadi kontak langsung dengan udara. Dan pada percobaan 2 usus direndam di air jernih.
Setelah 1 hari dapat kita lihat, bahwa pada percobaan ke-1, usus yang digantung di ruangan berubah menjadi kecil/mengkerut atau ter jadi plasmolisis. Jadi yang terjadi pada usus yang berada di ruangan terbuka adalah peristiwa osmosis. Yaitu proses perpindahan molekul dari tempat yang berkonsentrasi rendah(hipotonis) ke tempat yang berkonsentrasi tinggi(hipertonis).
Mengapa terjadi krenasi? Apa buktinya? krenasi terjadi karena larutan yang ada di dalam usus lebih rendah konsentrasinya daripada udara yang konsentrasinya tinggi sehingga cairan yang ada di dalam usus keluar dari usus dalam hal ini adalah larutan gula. Sehingga usus kekurangan air gula. Hal ini dibuktikan dengan adanya tetesan air gula di bawah tempat usus digantungkan. Larutan gula tsb keluar dengan cara osmosis. Dan juga banyak semut yang menerubungi usus tersebut karena pada permukaan usus terdapat gula.


Gambar usus yang di gantung di rungan bintik hitam adalah semut, terlihat di tengah usus mengkerut.
Sedangkan pada percobaan ke-2, yang terjadi sangat bertolak belakang dengan apa yang terjadi pada pada percobaan ke-1. yang terjadi adalah usus semakin bertambah besar, peristiwa ini disebut hemolisis, hal ini disebabkan air jernih lebih hipotonis daripada air gula yang hipertonis. Oleh karena keadaan di luar lebih hipotonis, maka air jernih masuk kedalam usus dan bercampur dengan larutan gula dan lama kelamaan, usus akan banyak diisi oleh air, sehingga usus akan terus menerus membesar dan dapat pecah. Terdapat endapan putih di dasar gelas, endapan ini berasal dari dalam usus air menjadi keruh. Bukti bahwa hemolisis terjadi pada usus ini adalah usus menjadi jauh lebih besar daripada sebelumnya dan air di luar usus volumenya menjadi lebih sedikit karena ada sebagian yang masuk ke dalam usus.
gambar usus sapi yang mangalami hemolisis, usus tampak menggembung.

Kesimpulan
- Pada percobaan kali ini peristiwa yang terjadi adalah proses osmosis.
- Pada percobaan ke-1 usus mengalami krenasi karena usus mengkerut karena konsentrasi di luar(udara) lebih tinggi daripada konsentrasi di dalam usus, sehingga larutan gula terus menerus keluar.
- Pada percobaan ke-2 usus mengalami hemolisis karena usus membesar karena kelebihan air karena konsentrasi air lebih rendah daripada konsentrasi air gula, sehingga air masuk dan lama kelamaan usus akan pecah..
- Jika usus direndam, maka usus akan menghasilkan endapan yang membuat air keruh.

Pengaruh Radiasi Matahari Terhadap Bumi

BAB I

Pendahuluan

A. Latar Belakang

Matahari mungkin sesuatu yang paling sering kita lihat sepanjang hidup kita. Kapan pun kita menengadahkan muka ke langit di siang hari, kita bisa melihat sinarnya yang menyilaukan. Jika seseorang bertanya, "Apa manfaat matahari?" mungkin kita akan menjawab tanpa berpikir sama sekali bahwa matahari memberi kita cahaya dan panas. Jawaban tersebut, meskipun dangkal, sesungguhnya benar. Oleh karena itu, saya memilih judul “ Pengaruh Radiasi Sinar Matahari Terhadap Kehidupan di Bumi “ karena semua orang tahu betapa penting matahari untuk kehidupan di muka bumi ini, Makin banyaknya intensitas sinar matahari yang diterima bumi pada akhir-akhir ini, dan Masyarakat yang belum mengetahui mengapa ini terjadi dan apakah ada akibat yang akan kita dapatkan dari hal tersebut. Matahari merupakan energi yang terbesar yang ada di bumi kita ini. Setiap hari, kita terkena sinar matahari, apakah kita tahu bagaimana matahari yang jauhnya 149.680.000 kilometer (93.026.724 mil) dari bumi, sinarnya dapat kita rasakan? Seperti yang disebutkan diatas, matahari merupakan energi yang terbesar di bumi, kita bisa menjadikan matahari sebagai pembangkit listrik, karena seperti yang kita tahu Indonesia sedang sulit dalam mencari sumber untuk dijadikan pembangkit listrik untuk kebutuhan listrik rakyat, padahal ada energi yang bisa kita gunakan sepuasnya dan gratis, tidak seperti minyak bumi atau batu bara yang harus dibeli terlebih dahulu.

Matahari pun sangat penting untuk kita, contoh kecil, jika kita mencuci pakaian dan kita ingin memakainya lagi, tentu kita harus menjemurnya di bawah sinar matahari, dan dalam beberapa jam pakaian kita akan kering. Pakaian yang dijemur di bawah sinar matahari akan lebih cepat kering dibandingkan pakaian yang dijemur di dalam rumah dan tidak terkena sinar matahari. Dan saya pun memilih judul “ Pengaruh Radiasi Sinar Matahari Terhadap Kehidupan Manusia “, karena bagi kita yang hidup di bumi ini sinar matahari sangat penting bagi kita. Dan untuk mengetahui adakah hal yang merugikan yang disebabkan oleh radiasi sinar matahari. Matahari mempunyai fungsi penting bagi bumi, Energi pancaran matahari telah membuat bumi tetap hangat bagi kehidupan, membuat udara dan air di bumi bersirkulasi, tumbuhan bisa berfotosintesis, dan banyak hal lainnya. Mengontrol stabilitas peredaran bumi yang juga berarti mengontrol terjadinya siang dan malam, tahun serta mengontrol planet lainnya. Tanpa matahari, sulit membayangkan kalau akan ada kehidupan di bumi.

Tanpa matahari, mungkin dunia akan gelap gulita. Pada malam hari saja, ketika bulan nampak penuh dan memantulkan sinar matahari, kita sulit sekali melihat tanpa penerangan. Bagaimana jika matahari benar-benar tidak ada. Mungkin tidak ada kehidupan di bumi, tumbuhan tidak dapat hidup dan mungkin bumi akan membeku.

B. Permasalahan

Semakin lama kita membicarakan tentang matahari, semakin banyak pertanyaan-pertanyaan yang muncul dalam benak kita,

· Bagaimanakah sinar matahari dapat mencapai bumi sehingga membuat bumi kita hangat?

· Bagaimana perpindahan kalor dari cahaya matahari dapat melalui ruang hampa udara (vakum) ke bumi?

· Apakah cahaya termasuk gelombang elektromagnetik?

· Apakah ada sinar lain yang menyertai sinar matahari ketika memasuki atmosfer bumi?

· Dalam bentuk apakah sinar matahari mencapai bumi kita?

· Adakah faktor yang menyebabkan sinar matahari tidak dapat atau sulit mencapai bumi?

· Apakah ada faktor yang menyebabkan perbedaan dalam penyerapan kalor dari matahari?

· Apakah semua benda dapat ditembus oleh sinar matahari?

· Adakah benda yang tidak dapat ditembus oleh sinar matahari?

· Adakah faktor-faktor yang mempengaruhi laju kalor radiasi?

· Apa manfaat yang kita terima dari sinar matahari?

· Adakah dampak negatif yang disebabkan oleh radiasi ini?

Semua pertanyaan kita ini berkaitan dengan perpindahan kalor, pertanyaan ini akan di jawab dan dijelaskan di bab analisis materi.

C. Tujuan Penulisan

Dalam penulisan karya ilmiah ini saya membuatnya dengan sebaik-baiknya, dan tujuan saya membuat karya ilmiah ini yang pertama adalah untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan yang telah disebutkan diatas. Karena pertanyaan-pertanyaan diatas adalah pertanyaan yang mendasar tentang sinar matahari yang kita rasakan setiap hari, yang memberikan manfaat yang banyak untuk kehidupan di bumi ini. Agar kita semua mengetahui adanya hubungan antara fisika dan kehidupan kita dan fisika merupakan sebuah kajian untuk kita mengetahui bagaimana sinar matahari ini dapat menembus atmosfer bumi.

Yang kedua adalah untuk memenuhi kewajiban saya sebagai pelajar untuk mengerjakan tugas yang diberikan oleh guru bidang studi fisika saya di SMA Negeri 8, yaitu Bapak Sudaryono untuk mengisi nilai praktek fisika semester genap ini. Karena tanpa mengerjakan tugas ini, saya dan teman-teman saya tidak akan mendapatkan nilai praktek fisika di rapor. Tugas ini pun merupakan tugas akhir semester yang biasa diberikan oleh Bapak Sudaryono dan guru-guru lain.

Yang ketiga adalah untuk memberikan informasi kepada khalayak ramai tentang pengaruh radiasi sinar matahari terhadap kehidupan di bumi. Karena betapa pentingnya sinar matahari untuk kita, dalam setiap bidang. Sebagai contoh untuk kesehatan kita. tetapi kita tidak mengetahui tentang bagaimana sinar matahari yang dapat kita rasakan ini mencapai bumi. Kita hanya menerima semuanya tanpa mencari tahu bagaimana ini terjadi dan saya harap dengan karya ilmiah ini, kita dapat memenuhi rasa ingin tahu tentang pembahasan kita ini.

Oleh karena itu, saya membuat karya ilmiah ini agar semua tujuan yang telah saya sampaikan di atas dapat tercapai dan karya ilmiah ini dapat diterima dengan baik.

BAB II

Kajian Pustaka

A. Dasar Teori

Dalam karya ilmiah ini saya akan membahas tentang pengaruh radiasi sinar matahari terhadap kehidupan di bumi. Pertama, kita akan membahas tentang radiasi, pada buku fisika untuk SMA kelas 1 semester 2 yang dikarang oleh Marthen Kanginan yang menjadi sumber utama kajian karya ilmiah ini radiasi dibahas dalam Bab Suhu dan Kalor.

Dalam bab tersebut, suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda. Ukuran kelajuan gerak partikel-partikel dalam suatu benda. Atau, yang lebih umum ukuran energi kinetik rata-rata partikel dalam suatu benda. Dan kalor adalah proses perpindahan energi dari satu benda atau system ke benda atau sistem lain akibat selisih temperatur. Kalor timbul akibat perbedaan suhu, maka sampai dengan pertengahan abad ke delapan belas, istilah kalor dan suhu memiliki arti yang sama. Joseph Black pada tahun 1760 merupakan orang pertama yang menyatakan perbedaan antara suhu dan kalor. Suhu adalah derajat panas atau dinginnya suatu benda yang diukur dengan thermometer, sedangkan kalor adalah sesuatu yang mengalir dari benda panas ke benda lebih dingin untuk menyamakan suhunya. Begitu proses perpindahan energi ini berhenti, maka kalor tidak lagi memiliki arti. Jadi, kalor bukanlah jumlah energi yang dikandung dalam suatu benda. Karena itu, tidaklah tepat bahwa sesuatu mengandung kalor.

Radiasi, konveksi, dan konduksi dibahas dalam sub bab perpindahan kalor. Jika suhu benda panas turun, sedangkan suhu benda dingin naik. Hal ini terjadi karena benda panas memberikan kalor kepada benda dingin. Jadi, kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Ada tiga cara perpindahan kalor, yaitu: 1. konduksi, 2. konveksi, dan 3. radiasi.

Konduksi adalah perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan partikel. Sebagai contoh, apabila kita membuat teh yang diseduh oleh air yang mendidih, kita ingin menambah rasa manis dan mencampurkan gula ke dalamnya, dan ketika kita mengaduk teh tersebut dengan sendok yang terbuat dari logam atau dari perak, tangan kita terasa panas padahal kita tidak menyentuh langsung air teh tersebut tetapi melalui media sendok. Hal tersebut menjelaskan kepada kita bahwa konduksi merupakan perpindahan kalor melalui perantara.

Coba letakkan tangan anda di ats nyala lilin sejauh kira-kira 10 cm. Anda akan merasakan udara hangat yang naik dari nyala lilin. Ketika udara yang dekat nyala lilin dipanasi, udara itu memuai dan massa jenisnya menjadi lebih kecil. Udara hangat dengan massa jenis lebih kecil akan naik dan tempatnya digantikan oleh udara dingin yang bermassa jenis lebih besar. Proses perpindahan kalor dari satu bagian fluida ke bagian lain fluida oleh pergerakan fluida itu sendiri dinamakan konveksi.

Kalor dari matahari dapat sampai ke Bumi melalui ruang hampa tanpa zat perantara (medium). Perpindahan kalor tersebut disebut radiasi. Perpindahan kalor dapat melalui ruang hampa karena energi kalor dibawa dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Jadi, radiasi atau pancaran adalah perpindahan energi kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik.

Sinar matahari atau energi kalor dari matahari dapat mencapai bumi dan menghangatkan bumi tidak secara konduksi karena udara yang terdapat di atmosfer merupakan konduktor paling buruk. Kalor dari matahari juga tidak dapat sampai ke bumi secara konveksi karena konveksi selalu diawali dengan pemanasan bumi terlebih dahulu.

Terdapat faktor-faktor yang mempengaruhi laju kalor radiasi, Joseph Stefan melakukan pengukuran daya total yang dipancarkan oleh benda hitam sempurna, benda hitam sempurna adalah penyerap dan sekaligus pemancar kalor radiasi terbaik. Dia menyatakan bahwa daya total itu sebanding dengan pangkat empat suhu mutlaknya. Lima tahun kemudian, Ludwig Boltzmann menurunkan hubungn yang sama. Persamaan yang didapat dari hubungan ini dikenal sebagai hukum Stefan-Boltzmann, yang berbunyi: energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan hitam dalam bentuk radiasi kalor tiap satuan waktu (Q/t) sebanding dengan luas permukaan (A) dan sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak permukaan itu (T⁴).

Secara matematis ditulis:

Q/t = 5,67x10^-8 A T⁴

5,67x10^-8 dikenal sebagai tetapan Stefan-Boltzmann dan dalam satuan SI.

Dengan e adalah koefisien yang disebut emisivitas. Emisivitas adalah suatu ukuran seberapa besar pemancaran radiasi kalor suatu bendahitam sempurna. Emisivitas tidak memiliki satuan, nilainya terletak diantara 0 dan 1 (0<= e <=1). Dan bergantung pada jenis zat dan keadaan permukaan. Permukaan mengkilap memiliki nilai e yang lebih kecil daripada permukaan kasar. Pemantulan sempurna (penyerap paling jelek)memiliki e = 0, sedangkan penyerap sempurna sekaligus pemancar sempurna, yaitu benda hitam sempurna memiliki e = 1. dan emivisitas tubuh manusia bergantung pada warna kulit, tetapi nilai hampirannya adalah e = 0,98.

Hal inilah yang kita jadikan sebagai dasar teori untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan pada sus bab permasalahan. Dan dasar untuk kita menganalisis materi di sub bab setelah ini, analisis materi.

B. Analisis Materi

Sangat banyak pengaruh radiasi sinar matahari terhadap kehidupan di Bumi, dalam segala bidang. Tanpa sinar matahari, mungkin tidak ada kehidupan di bumi. Matahari sebagai energi kalor yang besar, merupakan bahan utama untuk proses fotosintesis disamping klorofil dan CO₂. Tanpa energi atau sinar matahari, tumbuhan tidak akan dapat melakukan fotosintesis untuk membuat makanan. Tidak hanya itu, sinar matahari juga bermanfaat untuk kesehatan manusia, sinar matahari dapat menguraikan protein menjadi vitamin D untuk proses pertumbuhan, oleh karena itu Bayi sangat dianjurkan berjemur untuk mendapatkan sinar matahari di pagi hari.

Sebelum kita masuk ke dalam pokok pembahasan, sebaiknya kita mengetahui dan mengenali lebih jelas apa yang dimaksud dengan radiasi dan matahari itu sendiri.

Radiasi biasanya berarti transmisi gelombang, objek atau informasi dari sebuah sumber ke medium atau tujuan sekitarnya.

Dalam fisika, konsep yang berhubungan adalah:

· Radiasi ionisasi adalah sebuah semburan partikel (seperti photon) dengan energi yang berkecukupan untuk menyebabkan ionisasi atom atau molekul.

· Radiasi non-ionisasi seperti di atas hanya tidak memiliki cukup energi.

· Radiasi elektromagnetik: cahaya adalah salah satu bentuknya yang tampak mata; radiasi thermal adalah bentuk panas. Keseluruhan, jangkauan panjang gelombang mencakup gelombang Frekuensi sangat rendah dengan panjang dalam km, radio AM, radio FM, TV dan gelombang mikro, inframerah (panas) gelombang, cahaya tampak, ultraungu, sinar-X, dan sinar gamma.

· Radiasi gravitasi

· Radiasi partikel adalah sebuah bentuk radiasi dimana unsur individual bersikap seperti partikel, contohnya radiasi neutron cepat atau lambat

· Radiasi Cherenkov adalah pemancaran radiasi elektromagnetik oleh partikel bermuatan bergerak melalui sebuah medium terinsulasi lebih cepat dari kecepatan cahaya dalam medium tersebut.

· Radiasi synchotron dipancarkan oleh partikel bermuatan yang dipercepat dalam medan magnet dan bergerak mendekati kecepatan cahaya. Ini terjadi, contohnya, bila partikel bergerak dalam lingkaran, seperti dalam synchrotron.

Dalam Biologi, radiasi adaptive adalah sebuah proses dalam biologi evolusi dimana satu spesies menjadi banyak dalam rangka beradaptasi ke niche ekologi tertentu.

Radiasi kadangkala juga digunakan, tidak tepat, untuk menunjuk ke kontaminasi radioaktif, pembebasan isotop radioaktif ke lingkungan. Isotop tersebut kemudian melepaskan radiasi terionisasi, yang dapat membuat parah apabila isotop tersebut diserap oleh tumbuhan, hewan atau manusia, karena isotop kemudian melepas radiasi terionisasi dari dalam organisme.

Menurut pengertian diatas, radiasi sinar atau energi matahari merupakan radiasi elektromagnetik. Karena cahaya adalah salah satu bentuknya yang tampak mata.

Matahari adalah bintang terdekat dengan Bumi dengan jarak rata-rata 149.680.000 kilometer (93.026.724 mil). Matahari serta kedelapan buah planet (yang sudah diketahui/ditemukan oleh manusia) membentuk Tata Surya. Matahari dikategorikan sebagai bintang kecil jenis G.

Matahari adalah suatu bola gas yang pijar dan ternyata tidak berbentuk bulat betul. Matahari mempunyai katulistiwa dan kutub karena gerak rotasinya. Garis tengah ekuatorialnya 864.000 mil, sedangkan garis tengah antar kutubnya 43 mil lebih pendek. Matahari merupakan anggota Tata Surya yang paling besar, karena 98% massa Tata Surya terkumpul pada matahari.

Di samping sebagai pusat peredaran, matahari juga merupakan pusat sumber tenaga di lingkungan tata surya. Matahari terdiri dari inti dan tiga lapisan kulit, masing-masing fotosfer, kromosfer dan korona. Untuk terus bersinar, matahari, yang terdiri dari gas panas menukar zat hidrogen dengan zat helium melalui reaksi fusi nuklir pada kadar 600 juta ton, dengan itu kehilangan empat juta ton massa setiap saat.

Matahari dipercayai terbentuk pada 4,6 miliar tahun lalu. Kepadatan massa matahari adalah 1,41 berbanding massa air. Jumlah tenaga matahari yang sampai ke permukaan Bumi yang dikenali sebagai konstan surya menyamai 1.370 watt per meter persegi setiap saat. Matahari sebagai pusat Tata Surya merupakan bintang generasi kedua. Material dari matahari terbentuk dari ledakan bintang generasi pertama seperti yang diyakini oleh ilmuwan, bahwasanya alam semesta ini terbentuk oleh ledakan big bang sekitar 14.000 juta tahun lalu.

Cahaya dan panas adalah dua perwujudan berbeda radiasi elektro-magnetik. Dalam semua perwujudannya, radiasi elektromagnetik merambat di ruang angkasa dalam gelombang yang serupa dengan gelombang yang terbentuk ketika sebuah batu dilemparkan ke danau. Riak air yang terbentuk oleh batu itu dapat memiliki ketinggian yang berbeda, dan jarak antarpuncak riak mungkin bervariasi pula. Demikian juga radiasi elektromagnetik, dapat memiliki panjang gelombang yang berbeda.

PERBEDAAN PANJANG GELOMBANG RADIASI ELEKTROMAGNET Bintang-bintang dan sumber-sumber cahaya lain di alam semesta tidak semuanya memberikan jenis radiasi yang sama. Sebaliknya, mereka memancarkan energi dalam rentang panjang gelombang yang luas. Sinar gamma, yang memiliki panjang gelombang terpendek, hanya 1/1025 dari panjang gelombang radio terpanjang. Cukup aneh, hampir semua radiasi yang dipancarkan matahari jatuh ke dalam pita tunggal yang juga 1/1025 dari keseluruhan spektrum. Alasannya adalah bahwa hanya jenis-jenis radiasi yang penting dan sesuai bagi kehidupan yang jatuh pada pita sempit ini.

Namun, analogi ini sebaiknya tidak diambil terlalu jauh karena ada perbedaan yang sangat besar dalam panjang gelombang radiasi elektro-magnetik. Beberapa di antaranya memiliki panjang beberapa kilometer sedangkan lainnya lebih pendek dari sepermiliar sentimeter, dan panjang gelombang lain dapat ditemukan pada spektrum kontinu dan tanpa tersela di antara kedua angka ini. Untuk mempermudah, para ilmuwan membagi spektrum ini berdasarkan panjang gelombang, dan mereka memberi nama berbeda bagi setiap bagian. Misalnya, radiasi dengan panjang gelombang terpendek (sepertriliun sentimeter) disebut "sinar Gamma"; sinar Gamma memiliki energi yang sangat besar. Panjang gelombang terpanjang disebut "gelombang radio"; gelombang ini panjangnya mencapai beberapa kilometer namun membawa energi sangat kecil (karena kandungan energi ini, gelombang radio sama sekali tidak berbahaya bagi kita, sementara terpapar sinar Gamma bisa berakibat fatal). Cahaya adalah sebuah bentuk radiasi elektromagnetik yang terletak di antara kedua ekstrem panjang gelombang tersebut.

Hal pertama untuk diperhatikan tentang spektrum elektromagnetik adalah betapa lebarnya spektrum tersebut: Panjang gelombang terpanjang adalah 10²⁵ kali ukuran panjang gelombang terpendek. Jika ditulis secara lengkap, 10²⁵ tampak seperti di bawah ini:

10. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 000

Angka sebesar itu tidak berarti dengan sendirinya. Mari kita membuat beberapa perbandingan.

Misalnya, 4 miliar tahun (perkiraan umur bumi) berarti sama dengan sekitar 10¹⁷ detik. Jika Anda ingin menghitung dari 1 sampai 10²⁵, dan melakukannya dengan kecepatan satu angka per detik tanpa berhenti, siang dan malam, penghitungan ini akan menghabiskan waktu 100 juta kali lebih lama daripada umur bumi itu sendiri! Jika kita menyusun tumpukan 10²⁵ lembar kartu, kita akan mendapatkan tumpukan yang merentang mencapai separo alam semesta yang teramati.

Ini merupakan spektrum sangat lebar yang di dalamnya tersebar panjang gelombang berbeda-beda dari energi elektromagnetik alam semesta. Sekarang, yang menarik tentang hal ini adalah bahwa energi elektromagnetik yang diradiasikan oleh matahari kita berada pada bagian spektrum yang sangat, sangat sempit. Sebanyak 70% radiasi matahari mempunyai panjang gelombang antara 0,3 dan 1,5 mikron, dan dalam pita sempit tersebut terdapat tiga jenis cahaya: cahaya tampak, cahaya infra-merah-dekat, dan cahaya ultraviolet.

Tiga jenis cahaya itu tampaknya sudah cukup, namun gabungan ketiganya merupakan bagian yang hampir tidak berarti dibandingkan keseluruhan spektrum. Ingat 10²⁵ kartu yang merentang sejauh separo alam semesta? Dibandingkan dengan seluruhnya, lebar pita cahaya yang diradiasikan matahari sama dengan satu kartu saja!

Mengapa cahaya matahari dibatasi pada cakupan yang begitu sempit?

Jawaban pertanyaan itu sangat penting karena satu-satunya radiasi yang mampu mendukung kehidupan di bumi adalah radiasi dengan panjang gelombang yang berada dalam batas sempit ini.

Dalam buku Energy and the Atmosphere, fisikawan dari Inggris, Ian Campbell, menjawab pertanyaan ini dan menyatakan, "Sungguh luar biasa bahwa radiasi dari matahari (dan dari banyak rangkaian bintang) harus termampatkan dalam pita spektrum elektromagnetik yang sangat sempit sehingga memancarkan radiasi yang tepat bagi kesinambungan seluruh kehidupan di bumi." Menurut Campbell, situasi ini "menakjubkan".

Telah disebutkan, terdapat selisih 1:10²⁵ dalam ukuran panjang gelombang elektromagnetik terpanjang dan terpendek. Telah disebutkan pula bahwa kandungan energi bergantung pada panjang gelombang: panjang gelombang lebih pendek mengandung energi lebih besar dari pada panjang gelombang lebih panjang. Perbedaan lainnya mengenai bagaimana radiasi pada panjang gelombang yang berbeda berinteraksi dengan materi.

Bentuk-bentuk radiasi terpendek disebut (dengan urutan panjang gelombang meningkat) "sinar gamma", "sinar X", dan "sinar ultraviolet". Semua radiasi ini memiliki kemampuan membelah atom karena kandungan energinya yang begitu besar. Ketiga radiasi tersebut dapat menyebabkan molekul-molekul khususnya molekul organik terurai. Dampaknya, ketiga radiasi tersebut menguraikan materi pada level atom atau molekul.

Radiasi dengan panjang gelombang lebih panjang daripada cahaya tampak dimulai dari inframerah, dan melebar hingga gelombang radio. Pengaruh radiasi ini terhadap materi kurang serius karena energinya tidak terlalu besar.

"Pengaruh terhadap materi" tersebut berkaitan dengan reaksi kimia. Sejumlah reaksi kimia yang penting dapat terjadi hanya jika energi ditambahkan pada reaksi tersebut. Energi yang dibutuhkan untuk memulai reaksi kimia disebut "ambang batas energi (energy threshold)". Jika energi kurang dari ambang batas ini, reaksi tidak akan pernah dimulai dan jika energi lebih besar, tidak ada gunanya: dalam kedua kasus, energi akan terbuang.

Dalam keseluruhan spektrum elektromagnetik, hanya terdapat satu pita kecil yang mempunyai energi sesuai dengan ambang batas energi. Panjang gelombangnya berkisar antara 0,7 mikron dan 0,4 mikron, dan jika Anda ingin melihatnya, Anda bisa: hanya dengan menengadahkan kepala dan melihat sekeliling, dan ini disebut "cahaya tampak". Radiasi ini menyebabkan terjadinya reaksi kimia dalam mata Anda, dan karena itulah Anda dapat melihat.

Radiasi yang disebut sebagai "cahaya-tampak" membentuk 41% cahaya matahari, meskipun radiasi ini menempati kurang dari 1/10²⁵ dari keseluruhan spektrum elektromagnetik. Dalam artikelnya yang terkenal, "Life and Light", pada Scientific American, fisikawan terkenal, George Wald, mengupas masalah ini dan menulis, "Radiasi yang berguna untuk memulai reaksi kimia yang teratur terdiri dari sebagian besar radiasi matahari kita." Bahwa matahari harus meradiasikan cahaya yang begitu tepat untuk kehidupan, benar-benar merupakan contoh rancangan yang luar biasa.

Hampir seluruh radiasi matahari termampatkan pada pita sempit panjang gelombang yang berkisar antara 0,3 sampai 1,5 mikron. Pita ini mencakup sinar ultraviolet-dekat, cahaya-tampak dan sinar inframerah.

Apakah sisa cahaya yang diradiasikan matahari ada gunanya?

Ketika kita mengamati bagian cahaya ini, kita mendapati bahwa sebagian besar radiasi matahari yang jatuh di luar rentang cahaya tampak berada pada bagian spektrum yang disebut "inframerah-dekat". Infra-merah-dekat dimulai setelah cahaya tampak berakhir dan sekali lagi, meliputi bagian yang sangat kecil dari keseluruhan spektrum kurang dari 1/10²⁵.

Apakah sinar inframerah berguna? Ya, namun kali ini tidak ada gunanya mengamati sekeliling karena Anda tidak dapat melihatnya dengan mata telanjang. Tetapi, Anda dengan mudah dapat merasakannya: Kehangatan yang Anda rasakan pada wajah saat memandang matahari yang bersinar pada musim panas atau musim semi disebabkan oleh radiasi inframerah dari matahari.

Radiasi inframerah matahari adalah radiasi yang membawa energi panas, yang menjaga bumi tetap panas. Radiasi ini juga penting bagi kehidupan seperti halnya cahaya tampak. Dan yang menarik adalah bahwa matahari kita agaknya diciptakan hanya untuk melayani kedua tujuan ini, karena kedua jenis cahaya ini menyusun bagian terbesar matahari.

Dan bagian ketiga matahari? Apakah bermanfaat?

Anda boleh yakin terhadapnya. Ini adalah "sinar ultra-violet-dekat" dan membentuk bagian terkecil dari sinar matahari. Seperti semua sinar ultraviolet, sinar ini berenergi tinggi dan dapat menyebabkan kerusakan sel hidup. Namun sinar ultraviolet matahari merupakan jenis "paling kurang berbahaya" karena paling dekat dengan cahaya tampak. Meskipun paparan berlebihan terhadap sinar ultra-violet matahari telah terbukti menyebabkan kanker dan mutasi sel, sinar ini memiliki satu manfaat: Sinar ultraviolet yang berada pada pita begitu sempit ini diperlukan untuk pembentukan vitamin D pada manusia dan binatang bertulang belakang. (Vitamin D penting untuk pembentukan dan makanan tulang: Tanpa vitamin D tulang menjadi lunak atau cacat, disebut penyakit rachitis yang terjadi pada orang-orang yang tidak terkena cahaya matahari dalam waktu yang sangat lama.)

Dengan kata lain, semua radiasi yang dipancarkan oleh matahari penting bagi kehidupan: tidak sedikit pun sia-sia. Yang menarik adalah bahwa semua radiasi ini dibatasi pada cakupan 1/10²⁵ dari keseluruhan spektrum elektromagnetik, namun cukup untuk menjaga kita tetap hangat, bisa melihat, dan memungkinkan terjadinya semua reaksi kimia yang diperlukan kehidupan.

Bahkan kalaupun semua kondisi lain yang diperlukan kehidupan telah ada, jika cahaya yang diradiasikan matahari jatuh pada bagian lain spektrum elektromagnetik, maka tidak akan ada kehidupan di atas bumi ini. Sangat tidak mungkin menjelaskan terpenuhinya persyaratan ini, yang memiliki kemungkinan 1 banding 10²⁵, dengan logika kebetulan.

Dan kalau semua ini belum cukup, cahaya melakukan hal lain: cahaya juga memungkinkan kita kenyang!

Fotosintesis adalah sebuah proses kimia yang namanya dikenal hampir oleh semua orang yang pernah bersekolah. Tetapi, kebanyakan orang tidak menyadari betapa sangat pentingnya proses ini bagi kehidupan di atas bumi, atau misteri apa yang ada di dalam proses ini.

Pertama, mari kita lupakan ilmu kimia SMU kita, dan perhatikan rumus reaksi fotosintesis ini:

6H₂O + 6CO₂ + cahaya matahari Z C₆H₁₂O₆ + 6O₂ Glukosa

Artinya: Air dan karbondioksida dan cahaya matahari menghasilkan gula dan oksigen.

Secara lebih terperinci, yang terjadi dalam reaksi kimia ini adalah, enam molekul air (H₂O) bergabung dengan enam molekul karbondioksida (CO₂) dalam reaksi yang mendapatkan energi dari sinar matahari. Saat reaksi selesai, hasilnya adalah sebuah molekul glukosa (C₆H₁₂O₆), gula sederhana yang merupakan elemen makanan yang penting, dan enam molekul gas oksigen (O₂). Sebagai sumber semua makanan di planet kita, glukosa mengandung energi yang sangat besar.

Selama ratusan juta tahun, tumbuh-tumbuhan sibuk melakukan sesuatu yang tidak dapat ditiru laboratorium mana pun: menggunakan cahaya matahari, mereka menghasilkan makanan. Tetapi persyaratan penting untuk transformasi luar biasa ini adalah bahwa cahaya yang diterima tumbuh-tumbuhan harus tepat untuk berlangsungnya fotosintesis.

Walaupun reaksi ini tampaknya sederhana, ternyata sangat rumit. Hanya ada satu tempat di mana reaksi ini terjadi: pada tumbuh-tumbuhan. Tumbuh-tumbuhan di dunia ini menghasilkan makanan dasar bagi semua makhluk hidup. Setiap makhluk hidup lainnya pada akhirnya mendapat asupan glukosa dengan berbagai cara. Binatang herbivora memakan tumbuh-tumbuhan secara langsung, dan binatang karnivora memakan tumbuh-tumbuhan dan/atau binatang lain. Manusia tidak terkecuali: Energi kita dihasilkan dari makanan yang kita makan dan berasal dari sumber yang sama. Apel, kentang, coklat, atau steak, atau apa pun yang Anda makan memberikan energi yang berasal dari matahari.

Akan tetapi, fotosintesis penting untuk alasan lain. Reaksi ini menghasilkan dua produk: Di samping glukosa, reaksi ini juga melepaskan enam molekul oksigen. Yang terjadi di sini adalah bahwa tumbuh-tumbuhan selalu membersihkan atmosfer yang terus-menerus "terpolusi" oleh makhluk bernapas manusia dan binatang, yang energinya berasal dari pembakaran dengan oksigen, sebuah reaksi yang menghasilkan karbondioksida. Jika tumbuh-tumbuhan tidak melepaskan oksigen, penghirup oksigen akhirnya akan menghabiskan semua oksigen dalam atmosfer, dan ini akan menjadi akhir bagi makhluk-makhluk tersebut. Alih-alih, oksigen di atmosfer secara terus-menerus diperbarui oleh tumbuh-tumbuhan.

Tanpa fotosintesis, kehidupan tumbuh-tumbuhan tidak akan ada; dan tanpa kehidupan tumbuh-tumbuhan, tidak akan ada kehidupan binatang atau manusia. Reaksi kimia yang mengagumkan ini, yang belum pernah ditiru laboratorium mana pun, terjadi pada rerumputan yang Anda injak, dan pada pepohonan yang mungkin bahkan tidak pernah Anda tengok. Ini juga pernah terjadi pada sayuran di atas piring makan malam Anda. Ini merupakan salah satu proses dasar kehidupan.

Yang menarik adalah betapa cermatnya rancangan proses fotosintesis ini. Ketika kita mempelajarinya, tidak akan luput dari pengamatan kita bahwa ada keseimbangan yang sempurna antara fotosintesis tumbuh-tumbuhan dan penggunaan energi oleh penghirup oksigen. Tanaman menyediakan glukosa dan oksigen. Penghirup oksigen membakar glukosa dengan oksigen di dalam sel-sel mereka untuk mendapatkan energi dan melepaskan karbondioksida dan air (dengan kata lain, mereka membalikkan reaksi fotosintesis) yang digunakan tumbuh-tumbuhan untuk membuat lebih banyak glukosa dan oksigen. Dan demikianlah proses ini berlangsung, sebuah siklus berkesinambungan yang disebut "siklus karbon", dan siklus ini digerakkan oleh energi dari matahari.

Untuk melihat betapa sempurnanya siklus ini diciptakan, mari kita pusatkan sesaat perhatian kita hanya pada salah satu unsur siklus tersebut: sinar matahari.

Pada bagian pertama bab ini, kita membahas cahaya matahari, dan mendapati bahwa komponen radiasinya dirancang secara khusus untuk memungkinkan kehidupan di bumi. Mungkinkah matahari sengaja dirancang juga untuk fotosintesis? Atau apakah tumbuh-tumbuhan cukup fleksibel sehingga dapat melangsungkan reaksi ini tanpa peduli cahaya apa pun yang mengenainya?

Ahli astronomi Amerika, George Greenstein membahasnya dalam The Symbiotic Universe:

Klorofil adalah molekul yang melangsungkan fotosintesis. Mekanisme fotosintesis dimulai dengan penyerapan cahaya matahari oleh molekul klorofil. Namun agar fotosintesis terjadi, cahaya yang diterima harus berupa warna yang sesuai. Cahaya dari warna yang salah tidak akan menghasilkan keajaiban ini.

Analogi yang bagus adalah sebuah televisi. Agar TV menerima saluran (gelombang) yang dikehendaki, TV harus ditala pada saluran tersebut: Talakan TV pada saluran yang berbeda, maka tidak akan terjadi penerimaan. Ini sama dengan fotosintesis, dalam analogi ini matahari berfungsi sebagai transmiter dan molekul klorofil sebagai TV. Jika molekul dan cahaya matahari tidak saling sesuai - disesuaikan dalam hal warna - fotosintesis tidak akan terjadi. Kenyataannya, warna matahari sudah tepat.

Pada bab terakhir, kami menunjukkan kesalahan pada gagasan tentang kemampuan kehidupan untuk beradaptasi. Sebagian evolusionis berpendapat bahwa "kalau kondisi berbeda, kehidupan juga akan berevolusi agar sesuai sempurna dengan keadaan tersebut". Berpikir secara dangkal tentang fotosintesis dan tumbuhan, seseorang bisa saja sampai pada kesimpulan serupa: "Andaikan cahaya matahari berbeda, tumbuhan akan berevolusi sesuai dengannya". Namun kenyataannya ini tidak mungkin.

Meskipun dia sendiri seorang evolusionis, George Greenstein mengakui bahwa:

Orang mungkin berpikir bahwa suatu adaptasi telah terjadi: adaptasi kehidupan tumbuh-tumbuhan terhadap sifat cahaya matahari. Bagaimanapun, andaikan matahari memiliki suhu berbeda dengan suhunya saat ini, bisakah molekul lain yang beradaptasi untuk menyerap cahaya dengan warna berbeda menggantikan klorofil? Cukup jelas jawabannya adalah tidak, sebab dalam batasan luas, seluruh molekul menyerap cahaya dari warna yang sama. Penyerapan cahaya dilakukan melalui eksitasi elektron dalam molekul ke keadaan energi yang lebih tinggi, dan hal yang sama terjadi pada molekul mana pun. Lebih lanjut, cahaya tersusun dari foton, paket-paket energi, dan foton dengan energi yang salah sama sekali tidak dapat diserap.... Sebagaimana kenyataannya, terdapat kesesuaian yang sempurna antara sifat fisika bintang dan molekul. Andaikan kesesuaian tersebut tidak terpenuhi, tentu saja, tidak mungkin terdapat kehidupan.

KESESUAIAN CAHAYA MATAHARI DAN KLOROFIL Tumbuhan mampu melakukan fotosintesis karena molekul klorofil dalam selnya sensitif terhadap cahaya matahari. Namun klorofil hanya mampu menggunakan kisaran panjang gelombang yang sangat terbatas, dan kisaran panjang gelombang tersebut adalah yang diradiasikan matahari paling kuat. Yang lebih menarik adalah kisaran ini hanya setara dengan 1/1025 dari keseluruhan spektrum elektromagnetik. Pada dua grafik di atas, kesesuaian yang luar biasa antara cahaya matahari dengan klorofil dapat terlihat. Diagram paling atas adalah diagram yang menunjukkan distribusi cahaya yang dipancarkan oleh matahari. Diagram bawah adalah diagram yang menunjukkan cahaya yang memungkinkan fotosintesis berlangsung. Kenyataan bahwa kedua kurva ini hampir serupa menunjukkan bagaimana sempurnanya rancangan pada cahaya tampak.

Secara singkat, yang dikatakan Greenstein adalah: Tidak ada tumbuhan yang mampu melakukan fotosintesis kecuali dalam batas yang sangat sempit dari panjang gelombang cahaya. Dan batasan tersebut persis dengan cahaya yang diberikan oleh matahari.

Keharmonisan antara sifat fisika bintang dan molekul klorofil yang dimaksud Greenstein adalah sebuah keharmonisan yang terlalu luar biasa untuk dijelaskan sebagai kebetulan. Hanya terdapat satu peluang dari 10²⁵ kemungkinan bahwa matahari akan menyediakan jenis cahaya yang penting bagi kita, dan harus terdapat molekul dalam dunia kita yang mampu memanfaatkan cahaya itu.

Kita telah mengamati bagaimana cahaya matahari yang hanya terdiri dari tiga berkas sempit spektrum elektromagnetik sampai kepada kita:

1. Cahaya inframerah, dengan panjang gelombang lebih panjang daripada cahaya- tampak dan yang menjaga bumi tetap hangat.

2. Sejumlah kecil cahaya ultraviolet, dengan panjang gelombang lebih pendek daripada cahaya tampak dan salah satu manfaatnya untuk pembentukan vitamin D.

3. Cahaya tampak, yang memungkinkan penglihatan dan mendukung tumbuhan berfotosintesis.

Keberadaan "cahaya tampak" penting untuk penglihatan biologis di samping untuk proses fotosintesis. Alasannya adalah, tidak mungkin bagi mata biologis untuk melihat pita spektrum mana pun di luar spektrum cahaya-tampak dan sedikit inframerah-dekat.

Untuk menerangkan mengapa harus seperti itu, pertama-tama kita perlu memahami bagaimana proses melihat terjadi. Proses ini dimulai dari partikel cahaya yang disebut "foton" yang melalui pupil mata, dan menimpa permukaan retina yang terletak di bagian belakang mata. Retina mengandung sel yang sensitif terhadap cahaya. Sel tersebut begitu sensitif sehingga setiap sel dapat mengenali sekalipun hanya sebuah foton yang menimpa retina. Energi foton mengaktifkan "rhodopsin", suatu molekul kompleks yang banyak terkandung dalam sel retina. Selanjutnya rhodopsin mengaktifkan sel-sel lain, dan sel lain tersebut pada gilirannya mengaktifkan sel yang lain lagi.72 Akhirnya arus listrik dibangkitkan dan diantarkan ke otak oleh syaraf optik.

Persyaratan pertama agar sistem ini bekerja adalah sel retina tersebut harus mampu mengenali foton ketika menimpanya. Agar terjadi, foton harus membawa jumlah energi yang sesuai: Jika energi tersebut terlalu banyak atau kurang, foton tidak akan mengaktifkan susunan rhodopsin. Mengubah ukuran mata tidak ada pengaruhnya; yang penting adalah keserasian antara ukuran sel dan panjang gelombang foton yang masuk.

Hanya sinar cahaya yang sesuai untuk penglihatan biologis yang memiliki panjang gelombang yang jatuh dalam batas yang disebut "visible light." Bagian yang luas dari energi yang dipancarakan oleh matahari jatuh pada batas tersebut.

Merancang mata organik yang dapat melihat bagian lain spektrum elektromagnetik ternyata tidak mungkin di dalam dunia yang didominasi oleh kehidupan yang berbasis karbon. Dalam Nature's Destiny, Michael Denton membahas hal ini secara terperinci dan menyetujui bahwa mata organik hanya dapat melihat dalam kisaran spektrum cahaya tampak. Sementara model mata lain yang, secara teoritis, dapat dirancang, tidak ada satu pun yang dapat melihat kisaran spektrum lain. Denton mengungkapkan alasannya:

Sinar UV, X, dan sinar Gamma terlalu berenergi dan sangat merusak, sedangkan inframerah dan gelombang radio terlalu lemah untuk dideteksi karena energi mereka untuk berinteraksi dengan materi terlalu kecil.... Jadi akan jelas bahwa untuk beberapa alasan berbeda, bagian tampak spektrum elektromagnetik merupakan bagian yang sangat sesuai untuk penglihatan biologis, dan terutama untuk mata-kamera vertebrata yang beresolusi tinggi dan yang memiliki rancangan dan bentuk sangat mendekati mata manusia.

Setelah jeda untuk memikirkan apa yang telah dijelaskan sejauh ini, kita sampai pada kesimpulan ini: Matahari memancarkan energi dalam pita sempit (begitu sempit, hanya selebar 1/10²⁵ saja dari keseluruhan spektrum elektromagnetik) yang telah dipilih secara hati-hati. Begitu tepat pita ini disesuaikan sehingga menjaga dunia tetap hangat, mendukung fungsi biologis bentuk-bentuk kehidupan yang kompleks, memungkinkan fotosintesis, dan memungkinkan makhluk hidup di dunia ini untuk melihat.

telah kita bahas radiasi yang dipancarkan matahari dan bagaimana matahari dirancang secara khusus untuk mendukung kehidupan. Masih terdapat faktor penting lain yang belum kita singgung: Agar radiasi ini mampu mencapai permukaan bumi, radiasi harus melewati atmosfer.

Matahari kita mempunyai temperatur permukaan sekitar 6.000oC. Andaikan temperatur permukaan sedikit lebih besar atau kecil, cahaya yang dihasilkan tidak akan mampu mendukung kehidupan.

Sinar matahari tentu saja tidak memberikan manfaat jika atmosfer tidak membiarkannya menembus. Namun ini terjadi; bahkan, atmosfer kita dirancang khusus agar mudah tembus bagi radiasi yang menguntungkan ini.

Yang menarik bukan bagaimana atmosfer memungkinkan cahaya matahari yang menguntungkan melewatinya, melainkan kenyataan bahwa hanya cahaya matahari yang dibiarkan tembus. Atmosfer membiarkan masuk cahaya tampak dan inframerah-dekat yang penting bagi kehidupan namun menahan radiasi lain yang mematikan. Akibatnya, atmosfer menjadi penyaring penting terhadap radiasi kosmik yang mencapai bumi dari matahari dan sumber lain. Denton menyatakan:

Gas-gas dalam atmosfer itu sendiri menyerap radiasi elektromagnetik selain cahaya tampak dan inframerah-dekat.... Dari seluruh radiasi elektro-magnetik, dari gelombang radio hingga sinar gamma, satu-satunya bagian spektrum yang diperbolehkan melewati atmosfer merupakan berkas yang sangat sempit yang mencakup cahaya tampak dan inframerah-dekat. Nyaris tidak terdapat radiasi gamma, X, ultraviolet, inframerah-jauh, dan gelombang mikro yang mencapai permukaan bumi.

Tidak mungkin mengabaikan keahlian rancangan ini. Matahari memancarkan hanya 1/10²⁵ dari keseluruhan selang radiasi elektromagnetik yang mungkin dipancarkan, yang kebetulan merupakan kisaran yang sesuai hanya untuk kita, dan radiasi itulah yang dibiarkan lewat oleh atmosfer! Sampai di sini juga perlu dijelaskan bahwa hampir semua ultraviolet-dekat yang dipancarkan matahari terperangkap lapisan ozon atmosfer.

Meskipun menghalangi semua bentuk radiasi lainnya, air membiarkan cahaya-tampak menembus bermeter-meter kedalamannya. Akibatnya, tumbuh-tumbuhan di dalam laut mampu melakukan fotosintesis. Andaikan air tidak memiliki sifat ini, keseimbangan ekologi yang penting bagi kehidupan di planet kita tidak dapat terjadi.

Satu hal lagi yang membuat radiasi elektromagnetik ini bahkan lebih menarik adalah, seperti halnya udara, air juga memiliki keter-tembusan yang sangat khusus: Satu-satunya radiasi yang mampu menyebar melalui air adalah bagian cahaya tampak. Bahkan radiasi infra-merah-dekat, yang menembus atmosfer (dan yang menyediakan panas), menembus hanya beberapa milimeter ke dalam air. Karena itulah, hanya beberapa milimeter permukaan lautan yang dipanaskan oleh radiasi dari matahari. Panas ini secara bertahap dibawa ke kedalaman dan sebagai hasilnya, pada kedalaman tertentu, temperatur air laut hampir sama di seluruh dunia. Tentu saja ini menciptakan lingkungan yang sangat sesuai bagi kehidupan.

Hal lain yang menarik tentang air adalah bahwa warna yang berbeda dari cahaya tampak mampu menembus jarak yang berbeda dalam air. Lebih dari delapan belas meter, misalnya, cahaya merah tidak mampu menembus, sedangkan cahaya kuning mampu mencapai kedalaman seratus meter. Di lain pihak, cahaya biru dan hijau menembus sampai 240 meter. Ini merupakan rancangan yang sangat penting karena cahaya yang justru sangat penting bagi proses fotosintesis adalah cahaya biru dan hijau. Karena air memungkinkan warna-warna ini menembus lebih dalam daripada cahaya lain, tumbuh-tumbuhan yang berfotosintesis dapat hidup sampai 240 meter di bawah permukaan.

Ini semua merupakan fakta yang paling penting. Hukum fisika apa pun yang berhubungan dengan cahaya yang kita amati, kita mendapati bahwa segala sesuatunya telah diatur dengan tepat agar kehidupan dapat terwujud. Mengomentari situasi ini, Encyclopedia Britannica mengakui betapa luar biasanya semua itu:

Ketika memikirkan pentingnya cahaya-tampak dari matahari bagi semua aspek kehidupan di bumi, tak pelak seseorang akan dicengangkan oleh celah yang begitu sempit pada penyerapan atmosfer dan pada spektrum penyerapan air.

Fungsi Radiasi Sinar Matahari

Sumber daya untuk pembangkit listrik di Indonesia mengalami masa kritis, kebutuhan akan adanya listrik makin lama makin besar, bahkan kebutuhan energi global dalam 30 tahun ke depan akan meningkat dua kali lipat per tahunnya. Pada 40 tahun mendatang, kebutuhan meningkat lagi menjadi tiga kali lipat atau setara dengan energi 20 miliar ton minyak bumi. Memang selama ini menurut Energy Information Administration (EIA) memperkirakan pemakaian energi hingga tahun 2025 masih didominasi bahan bakar fosil, yakni minyak bumi, gas alam, dan batubara. Permasalahannya yaitu menurut data Departemen ESDM juga menyebutkan, cadangan minyak bumi di Indonesia hanya cukup untuk 18 tahun kedepan, sedangkan gas bumi masih bisa mencukupi hingga 61 tahun lagi. Kemudian cadangan batubara diperkirakan habis dalam waktu 147 tahun lagi. Sebagai salah satu solusi masalah energi diatas yaitu energi matahari atau tenaga surya. Energi matahari yang dipancarkan ke planet bumi adalah 15.000 kali lebih besar dibandingkan dengan penggunaan energi global dan 100 kali lebih besar dibandingkan dengan cadangan batubara, gas, dan minyak bumi.

Permasalahan ini mendorong para ilmuwan untuk meneliti adanya energi alternative agar permasalahan tersebut dapat terselesaikan. Sebenarnya secara teknologi bangsa Indonesia sudah mampu mengelolanya. Bahkan teknologi mutakhir telah mampu mengubah 10-20 % pancaran sinar matahari menjadi tenaga surya. Secara teoritis untuk mencukupi kebutuhan energi global, penempatan peralatan tersebut hanya memerlukan kurang dari satu persen permukaan bumi, bukankah suatu hal yang efisien!

Namun sebagai negara yang terletak di garis khatulistiwa bumi sehingga memiliki energi sinar matahari berlimpah tidak dapat memanfaatkannya secara baik. Pemanfaatan energi matahari selama ini baru digunakan sebagai pemanas air di rumah-rumah mewah maupun hotel, itupun masih produk impor. Padahal, di negara-negara Eropa utara yang relatif miskin sinar matahari, justru banyak memanfaatkan energi matahari sebagai energi terbaharukan, ramah lingkungan, dan murah. Bagaimana dengan bangsa Indonesia?

Eropa - Komisi Eropa menetapkan target 12% dari seluruh konsumsi energi domestik harus berasal dari sumber yang dapat diperbaharui pada tahun 2010. Kini, hanya 6% dari konsumsi energi di Inggris yang berasal dari sumber yang dapat diperbaharui tetapi masyarakat di Inggris telah mengganti bahan bakar dengan yang ramah lingkungan dan mulai menyusul negara-negara Eropa tetangganya.

Panel surya telah di pasang pada puluhan ribu rumah di seluruh Inggris. Banyak dari mereka telah memakai panel surya sejak tahun 2001, mereka menggunakan panel surya ini untuk memanaskan air sepanjang musim semi, panas, dan gugur. Mereka tidak pernah mendapatkan masalah sejak pertama kali memakainya. Panel surya ini dapat mengurangi dampak negative yang dapat mempengaruhi lingkungan. Walaupun panel tenaga matahari ini masih relatif mahal tetapi ada beberapa keuntungannya. Sama baiknya dengan sumber energi yang dapat diperbaharui, mengurangi efek gas rumah kaca dan penggunaan bahan bakar fosil dan panel surya ini dapat mengurangi konsumsi listrik.

Dapat kita simak bahwa di Negara maju seperti di Inggris panel surya telah dipakai oleh hampir semua rumah. Lain halnya dengan Indonesia, pemerintah belum mensosialisasi adanya energi alternative yang gratis ini, padahal Indonesia adalah tempat yang kaya akan sinar matahari, mungkin kendala utamanya adalah alat yang dipakai untuk dijadikan panel surya masih mahal, tetapi hal tersebut dapat tergantikan dengan mendapatkan energi gratis dan dapat mengurangi biaya pemakaian listrik. Di Indonesia hanya orang-orang kaya saja yang memakai panel surya sebagai pemanas air, yang biasa kita lihat diatas atap-atap rumah.

Afrika - Beberapa organisasi pengembangan serta pemerintah di Afrika Timur dan Afrika Selatan saat ini sedang memulai proyek baru penggunaan energi matahari sebagai energi untuk teknologi informasi komunikasi di kawasan pedalaman.

Menurut Paul Zambezi, sekretaris tetap kementrian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, energi matahari diyakini memiliki dampak positif di komunitas pedalaman dengan memungkinkan mereka mengakses komputer dan Internet.

Langkah ini dilakukan mengingat kurangnya sumber daya listrik yang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan pihak ISP (Internet Service Provider) maupun penyedia layanan ponsel. Kekurangan ini menyebabkan dua pihak tersebut ragu
untuk membangun proyek mereka di kawasan pedalaman. Akibatnya, kebanyakan penduduk Afrika pedalaman kurang memiliki kemampuan dalam mengoperasikan Internet.

"Penggunaan energi matahari akan memberikan kesempatan bagi warga di pedalaman untuk mengakses informasi dengan teknologi informasi dan komunikasi," ujar Zambezi seperti dikutip detikINET dari InfoWorld, Rabu (28/3/2007).

Apa yang dikatakan Zambezi memang sedang dijalankan dan pemerintah Afrika memang tidak main-main dengan cita-citanya untuk memajukan kemajuan teknologi di negaranya. Selain usaha pemberdayaan matahari, Afrika juga sedang disibukkan dengan proyek e-school. Proyek yang digawangi oleh New Partnership for Africa's Development ini juga menggunakan energi matahari untuk menjalankan komputer di kawasan terpencil, dimana sekolah-sekolah di area tersebut tidak terhubung dengan jaringan listrik nasional.

E-Africa Commision, komisi yang mengembangkan teknologi Afrika di Johannesburg menginginkan 500 ribu sekolah di seluruh Afrika terhubung dengan Internet menjelang 2015 kelak.

C. Komentar Kritis

Banyak inovasi-inovasi yang dibuat oleh Negara-negara berkembang, Negara-negara tsb membuat teknologi yang memanfaatkan energi yang mungkin saja di masa yang akan datang menjadi energi utama di Bumi, matahari. Panel surya merupakan teknologi yang sudah kita kenal lama. Telah kita ketahui hampir semua rumah-rumah di Inggris memakainya sebagai pemanas air. Karena, jika mereka memakai listrik atau gas untuk memanaskan air lebih lagi ketika musim dingin, semi atau gugur, harga yang harus dibayar labih besar daripada mereka membeli panel surya. Dan telah terbukti bahwa matahari merupakan energi yang mudah didapat dan gratis.

Di Indonesia, kita pun telah mengetahui akan guna dari panel surya, tetapi jarang sekali rumah-rumah di Indonesia memakainya, hanya orang kaya yang memakainya. Negeri kita seperti tertinggal jauh dengan Inggris, China, bahkan Afrika, mereka telah banyak menciptakan teknologi untuk memenfaatkan energi matahari ini.

Banyak teknologi yang dapat kita pakai untuk menyimpan energi matahari untuk kegiatan sehari-hari. Begitu pula dengan persoalan yang dihadapi oleh pemerintahan Indonesia, yaitu sulitnya mencari sumber-sumber pembangkit listrik. Karena mungkin sumber-sumber seperti minyak bumi, gas alam, atau batu bara, telah langka. Seharusnya pemerintah menyuruh para ilmuwan Indonesia untuk membuat pembangkit listrik tenaga matahari dan alat penyimpan energi matahari untuk rumah-rumah di Indonesia.

Indonesia hanya bisa membuat kalkulator bertenaga matahari, seharusnya para ilmuwan Indonesia membuat alat yang bisa menyimpan energi matahari dengan pengisian energi matahari selama 1 jam maka dapat digunakan untuk kegiatan sehari-hari dan sebagai sumber pembangkit listrik untuk 1 rumah dan dapat dipakai untuk 10 hari kedepan. Kita tidak memanfaatkan intensitas matahari yang diterima Indonesia sebagai daerah khatulistiwa yang memiliki intensitas cahaya matahari tinggi, kita hanya memanfaatkan sinar matahari untuk penjemuran. Sehingga pemanfaatan terhadap energi matahari belum maksimal, padahal untuk mendapatkennya kita tidak perlu mengeluarkan biaya.

Di jerman, ada yang memanfaatkan energi matahari untuk memisahkan hydrogen dan oksigen dari air. Sehingga kebutuhan oksigen di Negara tersebut dapat dipenuhi. Dan mereka dapat menyimpan hydrogen tsb untuk digunakan di masa depan sebagai bahan baker masa depan.

BAB III

Kesimpulan dan Saran

A. Kesimpulan

· Dari hal yang telah dibahas diatas, sekarang kita tahu bahwa sinar matahari dapat mencapai bumi sehingga membuat bumi menjadi hangat adalah dengan radiasi. Matahari memindahkan energinya melalui radiasi.

· Perpindahan kalor secara radiasi tidah membutuhkan media untuk menghantarkan panasnya. Dan cahaya pun merupakan gelombang elektromagnetik, sehingga dapat melalui ruang hampa udara (vakum).

· Hampir seluruh radiasi matahari termampatkan pada pita sempit panjang gelombang yang berkisar antara 0,3 sampai 1,5 mikron. Pita ini mencakup sinar ultraviolet-dekat, cahaya-tampak dan sinar inframerah. Dan semua ini masuk ke dalam atmosfer Bumi.

· Terdapat suatu hal atau kejadian alam yang dapat menyebabkan sinar matahari tertahan di atmosfer. Contohnya adalah kejadian yang terjadi akhir-akhir ini, di benua Antartika (kutub selatan) dan Artika (kutub utara) mencatat penurunan intensitas radiasi matahari yang diterima bumi sebesar 10% dari akhir tahun 1950 sampai dengan awal 1990, atau sekitar 2 - 3% untuk setiap dekade. Bahkan untuk beberapa wilayah Asia, Amerika Serikat dan Eropa, dimana industri berkembang sangat pesat, terjadi penurunan dalam jumlah yang lebih besar, seperti halnya Hongkong: 37%. (The New York Time, 13 Mei, 2004). Teori yang berkembang menjelaskan sinar matahari dapat membawa jelaga partikel (dalam bentuk aerosol dan sejenisnya) kembali ke angkasa. Polusi yang terjadi di atmosfer menyebabkan peningkatan proses kondensasi pada tetes air (droplet) di udara, menjadi awan tebal yang lebih gelap dan dapat menahan serta mengurangi intensitas transmisi sinar matahari (dimming) mencapai permukaan bumi. Hasil penelitian melihat pengaruh awan terhadap keseimbangan neraca energi global menunjukkan terjadi peningkatan albedo (perbedaan radiasi matahari yang dipantulkan dan yang diterima bumi) dari 15% menjadi 30%. Kuantitas yang sama dengan energi hilang sebesar 50 W/m2. Awan mengurangi emisi sinar infra merah sebesar 30 W/m2, sehingga pengaruh awan dalam sistem neraca keseimbangan global telah menyebabkan kehilangan energi sebesar 20 W/m2. Bandingkan kuantitas tersebut dengan pengaruh efek rumah kaca (green house effect) yang memicu pemanasan global sebesar 4 W/m2, meskipun diberikan penambahan kandungan CO2 di atmosfer dua kali lebih besar dari kondisi saat ini (Intergovernmental Panel on Climate Change, 2001).

· Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi penyerapan kalor dari matahari, yaitu warna dan kondisi permukaan, 1. Permukaan yang hitam dan kusam adalah penyerap kalor radiasi yang baik sekaligus pemancar kalor radiasi yang baik pula, 2. Permukaan yang putih dan mengkilap adalah penyerap kalor radiasi yang buruk sekaligus pemancar kalor yang buruk pula, 3. Cepat rambat kalor akan berkurang jika permukaan dilapisi dengan suatu bahan agar mengilap. (Misalnya dilapisi dengan perak).

· Tidak semua benda dapat ditembus oleh sinar matahari, sebuah benda dapat ditembus sinar matahari tergantung pada partikel penyusunnya, dan bening/transparankah benda tersebut. Sebagai contoh, kaca yang transparan dapat ditembus oleh sinar matahari tetapi kardus tidak dapat ditembus oleh sinar matahari.

· Ada faktor-faktor yang dapat mempengaruhi laju kalor radiasi, seperti yang telah dibahas diatas, faktor-faktor yang dapat mempengaruhi laju kalor radiasi adalah energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan hitam dalam bentuk radiasi kalor tiap satuan waktu, luas permukaan, koefisien sebagai ketetapan Stefan-Boltzmann, emisivitas, dan suhu mutlak permukaan benda tsb.

· Banyak sekali manfaat yang dapat kita rasakan dari radiasi sinar matahari, seperti fotosintesis, pembangkit listrik, panel surya (alat pemanas air), mengurai protei dalam tubuh kita menjadi vitamin D, dan masih banyak lagi manfaat yang dapat kita rasakan.

B. Saran

Saran saya, pemerintah dapat mengeluarkan kebijakan untuk memakai energi matahari sebagai energi utama agar kebutuhan akan listrik di Indonesia dapat terselesaikan dan agar tidak ada lagi pemadaman bergilir di setiap daerah di Indonesia, karena banyak orang yang di rugikan karena hal itu.

Dan saran saya untuk sekolah adalah tolong jam pelajaran IPA diperbanyak, apalagi untuk pelajaran fisika dan kimia. Pelajaran ini membutuhkan waktu yang lama untuk diserap oleh siswa, jadi 1 mata pelajaran IPA tidak cukup hanya dengan 2 jam pelajaran. Akibatnya, banyak pelajaran yang terbengkalai dan belum selesai ketika akhir semester dan siswa pun belum cukup mengerti pokok pembahasan yang diajarkan karena guru terburu-buru untuk mengejar materi yang harus selesai pada akhir semester. Dan juga, pada pelajaran IPA, saya menyarankan untuk ditambah lagi praktek dan jangan selalu teori, karena teori itu agak membosankan karena hanya mendengarkan dan menghitung. Dalam praktek kita dapat tahu bagaimana penggunaan fisika dalam kehidupan. Pelajaran IPA jangan ditempatkan pada hari Sabtu, karena banyak hari libur yang jatuh pada hari sabtu.

Daftar Pustaka

Kanginan, Marthen. 2006. fisika untuk SMA Kelas X Semester 2. Jakarta. Penerbit Erlangga

http://info@harunyahya.com

http://www.beritaiptek.com

http://www.langitselatan.com

http://www.chem-is-try.org

http://www.energiportal.com

http://www.detiknet.com