MAKALAH PENGAWETAN MAKANAN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pangan merupakan salah satu kebutuhan pokok yang sangat penting dalam kehidupan manusia. Pengolahan dan pengawetan bahan makanan memiliki interelasi terhadap pemenuhan gizi masyarakat, maka Tidak mengherankan jika semua negara baik negara maju maupun berkembang selalu berusaha untuk menyediakan suplai pangan yang cukup, aman dan bergizi. Salah satunya dengan melakukan berbagai cara pengolahan dan pengawetan pangan yang dapat memberikan perlindungan terhadap bahan pangan yang akan dikonsumsi.
Seiring dengan kemajuan teknologi, manusia terus melakukan perubahan-perubahan dalam hal pengolahan bahan makanan. Hal ini wajar sebab dengan semakin berkembangnya teknologi kehidupan manusia semakin hari semakin sibuk sehinngga tidak mempunyai banyak waktu untuk melakukan pengolahan bahan makana yang hanya mengandalkan bahan mentah yang kemudian diolah didapur. Dalam keadaaan demikian, makanan cepat saji (instan) yang telah diolah dipabrik atau telah diawetkan banyak manfatnya bagi masyarakat itu sendiri. Permasalahan atau petanyaan yang timbul kemudian adalah apakah proses pengawetan, bahan pengawet yang ditambahkan atau produk pangan yang dihasilkan aman dikonsumsi manusia?
Banyaknya kasus keracunan makanan yang terjadi dimasyarakat saat ini mengindikasikan adanya kesalahan yang dilakukan masyarakat ataupun makaan dalam mengolah dan mengawetkan bahan makanan yang dikonsumsi. Problematika mendasar pengolahan makanan yang dilakukan masyarakat lebih disebabkan budaya pengelohan pangan yang kurang berorientasi terhadap nilai gizi, serta keterbatasan pengetahuan sekaligus desakan ekonomi sehingga masalah pemenuhan dan pengolahan bahan pangan terabaikan, Industri makanan sebagai pelaku penyedia produk makanan seringkali melakukan tindakan yang tidak terpuji dan hanya berorientasi profit oriented dalam menyediakan berbagai produk di pasar sehinngga hal itu membuka peluang terjadinya penyalahgunaan bahan dalam pengolahan bahan makanan untuk masyarakat diantaranya seperti kasusu penggunaan belpagai bahan tambahan makanan yang seharusnya tidak layak dikosumsi,
Kasus yang paling menyeruak dikalangan masyarakat baru-baru ini ialah penggunaan formalin dan borak dibeberapa produk makanan pokok masyarakat dengan bebrbagai dalih untuk menambah rasa dan keawetan makana tanpa memperdulikan efek bahan yang digunankan terhadap kesehatan masyarakat, hal inilah yang mendorong diperlukannya berbagai regulasi/peraturan dari instansi terkait Agar dapat melindungi konsumen dari pelbagai masalah keamanan pangan dan industri pangan diindonesia. Selain Badan Pengawasan Obat dan Makanan (BPOM) yang bernaung di bawah Departemen Kesehatan, pengawasan dan pengendalian juga dilakukan oleh Departemen Pertanian, Departemen Perdagangan, dan Departemen Perindustria rekonstruksi budaya Selain itu diperlukan juga adanya rekonsruksi budaya guna merubah kebiasaan dan memberikan pemaham kepada masyarat akan pentingnya gizi bagi keberlangsungan kehidupan
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimanakah teknik pengolahan dan pengawetan bahan makanan yang ideal bagi masyarakat?
2. Apa permasalahan gizi yang dihadapi dalam pengolahan dan pengawetan bahan makanan?
3. Bagaimana Upaya pengolahan dan pengawetan bahan makana dalam mempertahankan tekstur rasa, dan nilai gizi yang terkandung didalamnya
4. Bahan tambahan makanan (zat aditif ) apakah yang dapat dijadikan bahan untuk pengolahan dan pengawetan bahan makanan.
Tujuan
1. Untuk mengetahui bagaiman teknik dan cara pengolahan dan pengawetan bahan makanan yang ideal sekaligus implementasinya
2. Untuk mengetahui pelbagai permasalahan yang dihadapi masyarakat dalam pengolahan dan pengawetan bahan makanan
3. untuk mengetahui strategi dan upaya dalam mengatasi permasalahan gizi dalam pengolahan dan pengawetan makanan.
4. untuk mengetahui berbagai bahan tambahan makanan (BTM) yang aman digunakan dalam pengolahan dan pengawetan makanan.
5. untuk mengetahui pengaruh bahan aditif makanan terhadap kesehatan masyarakat.
BAB II
PEMBAHASAN
Pangan secara umum bersifat mudah rusak (perishable), karena kadar air yang terkandung di dalamnya sebagai faktor utama penyebab kerusakan pangan itu sendiri. Semakin tinggi kadar air suatu pangan, akan semakin besar kemungkinan kerusakannya baik sebagai akibat aktivitas biologis internal (metabolisme) maupun masuknya mikroba perusak. kriteria yang dapat digunakan untuk menentukan apakah makanan tersebut masih pantas di konsumsi, secara tepat sulit di laksanakan karena melibatkan factor-faktor nonteknik, sosial ekonomi, dan budaya suatu bangsa. Idealnya, makanan tersebut harus: bebas polusi pada setiap tahap produksi dan penanganan makanan, bebas dari perubahan-perubahan kimia dan fisik, bebas mikroba dan parasit yang dapat menyebabkan penyakit atau pembusukan (Winarno,1993).
Undang-Undang Nomor 7 Tahun 1996 menyatakan bahwa kualitas pangan yang dikonsumsi harus memenuhi beberapa kriteria, di antaranya adalah aman, bergizi, bermutu, dan dapat terjangkau oleh daya beli masyarakat.
2.1 Jenis-jenis teknik pengolahan dan pengawetan makanan
Pendinginan
Pendiginan adalah penyimpanan bahan pangan di atas suhu pembekuan bahan yaitu -2 sampai +10 0 C. Cara pengawetan dengan suhu rendah lainya yaitu pembekuan. Pembekuan adalah penyimpanan bahan pangan dalam keadaan beku yaitu pada suhu 12 sampai -24 0 C. Pembekuan cepat (quick freezing) di lakukan pada suhu -24 sampai -40 0 C. Pendinginan biasanya dapat mengawetkan bahan pangan selama beberapa hari atau minggu tergantung pada macam bahan panganya, sedangkan pembekuan dapat mengawetkan bahan pangan untuk beberapa bulan atau kadang beberapa tahun. Perbedaan lain antara pendinginan dan pembekuan adalah dalam hal pengaruhnya terhadap keaktifan mikroorganisme di dalam bahan pangan. Penggunaan suhu rendah dalam pengawetan pangan tidak dapat membunuh bakteri, sehingga jika bahan pangan beku misalnya di keluarkan dari penyimpanan dan di biarkan mencair kembali (thawing), pertumbuhan bakteri pembusuk kemudian berjalan cepat kembali. Pendinginan dan pembekuan masing-masing juga berbeda pengaruhnya terhadap rasa, tekstur, nilai gizi, dan sifat-sifat lainya. Beberapa bahan pangan menjadi rusak pada suhu penyimpangan yang terlalu rendah.
Pengeringan
Pengeringan adalah suatu cara untuk mengeluarkan atau mengilangkan sebagian air dari suatu bahan dengan menguapkan sebagian besar air yang di kandung melalui penggunaan energi panas. Biasanya, kandungan air bahan tersebut di kurangi sampai batas sehingga mikroorganisme tidak dapat tumbuh lagi di dalamya. Keuntungan pengeringan adalah bahan menjadi lebih awet dan volume bahan menjadi lebih kecil sehingga mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan pengepakan, berat bahan juga menjadi berkurang sehingga memudahkan transpor, dengan demikian di harapkan biaya produksi menjadi lebih murah. Kecuali itu, banyak bahan-bahan yang hanya dapat di pakai apabila telah di keringkan, misalnya tembakau, kopi, the, dan biji-bijian. Di samping keuntungan-keuntunganya, pengeringan juga mempunyai beberapa kerugian yaitu karena sifat asal bahan yang di keringkan dapat berubah, misalnya bentuknya, misalnya bentuknya, sifat-sifat fisik dan kimianya, penurunan mutu dan sebagainya. Kerugian yang lainya juga disebabkan beberapa bahan kering perlu pekerjaan tambahan sebelum di pakai, misalnya harus di basahkan kembali (rehidratasi) sebelum di gunakan. Agar pengeringan dapat berlangsung, harus di berikan energi panas pada bahan yang di keringkan, dan di perlukan aliran udara untuk mengalirkan uap air yang terbentuk keluar dari daerah pengeringan. Penyedotan uap air ini daoat juga di lakukan secara vakum. Pengeringan dapat berlangsung dengan baik jika pemanasan terjadi pada setiap tempat dari bahan tersebut, dan uap air yang di ambil berasal dari semua permukaan bahan tersebut. Factor-faktor yang mempengaruhi pengeringan terutama adalah luas permukaan benda, suhu pengeringan, aliran udara, tekanan uap di udara, dan waktu pengeringan.
Pengemasan
Pengemasan merupakan bagian dari suatu pengolahan makanan yang berfungsi untuk pengawetan makanan, mencegah kerusakan mekanis, perubahan kadar air. Teknologi pengemasan perkembangan sangat pesat khususnya pengemas plstik yang dengan drastic mendesak peranan kayu, karton, gelas dan metal sebagai bahan pembungkus primer.
Berbagai jenis bahan pengepak seperti tetaprak, tetabrik, tetraking merupakan jenis teknologi baru bagi berbagai jus serta produk cair yang dapat dikemas dalam keadaan qaseptiis steril. Sterilisasi bahan kemasan biasanya dilakukan dengan pemberian cairan atau uap hydrogen peroksida dan sinar UV atau radiasi gama.
Jenis generasi baru bahan makanan pengemas ialah lembaran plstik berpori yang disebut Sspore 2226, sejenis platik yang memilki lubang – lubang . Plastik ini sangat penting penngunaanya bila dibandingkan dengan plastic yang lama yang harus dibuat lubang dahulu. Jenis plastic tersebut dapat menggeser pengguanaan daun pisang dan kulit ketupat dalam proses pembuatan ketupat dan sejenisnya.
Pengalengan
Namun, karena dalam pengalengan makanan digunakan sterilisasi komersial (bukan sterilisasi mutlak), mungkin saja masih terdapat spora atau mikroba lain (terutama yang bersifat tahan terhadap panas) yang dapat merusak isi apabila kondisinya memungkinkan. Itulah sebabnya makanan dalam kaleng harus disimpan pada kondisi yang sesuai, segera setelah proses pengalengan selesai.
Pengalengan didefinisikan sebagai suatu cara pengawetan bahan pangan yang dipak secara hermetis (kedap terhadap udara, air, mikroba, dan benda asing lainnya) dalam suatu wadah, yang kemudian disterilkan secara komersial untuk membunuh semua mikroba patogen (penyebab penyakit) dan pembusuk. Pengalengan secara hermetis memungkinkan makanan dapat terhindar dan kebusukan, perubahan kadar air, kerusakan akibat oksidasi, atau perubahan cita rasa.
2.2 Penggunaan bahan kimia
Bahan pengawet dari bahan kimia berfungsi membantu mempertahankan bahan makanan dari serangan makroba pembusuk dan memberikan tambahan rasa sedap, manis, dan pewarna. Contoh beberapa jenis zat kimia : cuka, asam asetat, fungisida, antioksidan, in-package desiccant, ethylene absorbent, wax emulsion dan growth regulatory untuk melindungi buah dan sayuran dari ancaman kerusakan pasca panen untuk memperpanjangkesegaran masam pemasaran. Nitogen cair sering digunakan untuk pembekuan secara tepat buah dan sayur sehinnga dipertahankan kesegaran dan rasanya yang nyaman.
Suatu jenis regenerasi baru growth substance sintesis yang disebut morfaktin telah ditemuakan dan diaplikasikan untuk mencengah kehilangan berat secara fisiologis pada pasca panen, kerusakan karena kapang, pemecahan klorofil serta hilangnya kerennyahan buah. Scott dkk (1982) melaporkan bahwa terjadinya browning, kehilangan berat dan pembusukan buah leci dapat dikurangi bila buah – buahan tersebut direndam dalam larutan binomial hangat (0,05%, 520C ) selama 2 menit dan segera di ikuti dengan pemanasan PVC (polivinil klorida ) dengan ketebalan 0,001 mm.
Pemanasan
penggunaan panas dan waktu dalam proses pemanasan bahan pangan sangat berpengaruh pada bahan pangan. Beberapa jenis bahan pangan seperti halnya susu dan kapri serta daging, sangat peka terhadap susu tinggi karena dapat merusak warna maupun rasanya. Sebaliknya, komoditi lain misalnya jagung dan kedelai dapat menerima panas yang hebat karena tanpa banyak mengalami perubahan. Pada umumnya semakin tinggi jumlah panas yang di berikan semakin banyak mikroba yang mati. Pada proses pengalengan, pemanasan di tujukan untuk membunuh seluruh mikroba yang mungkin dapat menyebabkan pembusukan makanan dalam kaleng tersebut, selama penanganan dan penyimpanan. Pada proses pasteurisasi, pemanasan di tujukan untuk memusnahkan sebagian besar mikroba pembusuk, sedangkan sebagian besar mikroba yang tertinggal dan masih hidup terus di hambat pertumbuhanya dengan penyimpanan pada suhu rendah atau dengan cara lain misalnya dengan bahan pengawet. Proses pengawetan dapat di kelompokan menjadi 3 yaitu: pasteurisasi, pemanasan pada 1000 C dan pemanasan di atas 1000 C.
Teknik fermentasi
Fermentasi bukan hanya berfungsi sebagai pengawet sumber makanan, tetapi juga berkhasiat bagi kesehatan. Salah satumya fermentasi dengan menggunakan bakteri laktat pada bahan pangan akan menyebabkan nilai pH pangan turun di bawah 5.0 sehingga dapat menghambat pertumbuhan bakteri fekal yaitu sejenis bakteri yang jika dikonsumsi akan menyebabkanakan muntah-muntah, diare, atau muntaber.
Bakteri laktat (lactobacillus) merupakan kelompok mikroba dengan habitat dan lingkungan hidup sangat luas, baik di perairan (air tawar ataupun laut), tanah, lumpur, maupun batuan. tercatat delapan jenis bakteri laktat, antara lain Lacobacillus acidophilus, L fermentum, L brevis,dll
Asam laktat yang dihasilkan bakteri dengan nilai pH (keasaman) 3,4-4 cukup untuk menghambat sejumlah bakteri perusak dan pembusuk bahan makanan dan minuman. Namun, selama proses fermentasi sejumlah vitamin juga di hasilnhkan khususnya B-12. Bakteri laktat juga menghasilkan lactobacillin (laktobasilin), yaitu sejenis antibiotika serta senyawa lain yang berkemampuan menontaktifkan reaksi kimia yang dihasilkan oleh bakteri fekal di dalam tubuh manusia dan bahkan mematikannya , Senyawa lain dari bakteri laktat adalah NI (not yet identified atau belum diketahui). NI bekerja menghambat enzim 3-hidroksi 3-metil glutaril reduktase yang akan mengubah NADH menjadi asam nevalonat dan NAD. Dengan demikian, rangkaian senyawa lain yang akan membentuk kolesterol dan kanker akan terhambat.
Di beberapa kawasan Indonesia, tanpa disadari makanan hasil fermentasi laktat telah lama menjadi bagian di dalam menu makanan sehari-hari. Yang paling terkenal tentu saja adalah asinan sayuran dan buah-buahan. Bahkan selama pembuatan kecap, tauco, serta terasi, bakteri laktat banyak dilibatkan. Bekasam atau bekacem dari Sumatera bagian Selatan, yaitu ikan awetan dengan cara fermentasi bakteri laktat, bukan saja merupakan makanan tradisional yang digemari, tetapi juga menjadi contoh pengawetan secara biologis yang luas penggunaannya. (F:\Suara Merdeka Edisi Cetak.mht)
Teknik Iradiasi
Iradiasi adalah proses aplikasi radiasi energi pada suatu sasaran, seperti pangan. Menurut Maha (1985), iradiasi adalah suatu teknik yang digunakan untuk pemakaian energi radiasi secara sengaja dan terarah. Sedangkan menurut Winarno et al. (1980), iradiasi adalah teknik penggunaan energi untuk penyinaran bahan dengan menggunakan sumber iradiasi buatan.
Jenis iradiasi pangan yang dapat digunakan untuk pengawetan bahan pangan adalah radiasi elektromagnetik yaitu radiasi yang menghasilkan foton berenergi tinggi sehingga sanggup menyebabkan terjadinya ionisasi dan eksitasi pada materi yang dilaluinya. Jenis iradiasi ini dinamakan radiasi pengion, contoh dan gelombang elektromagnetik,radiasi pengion adalah radiasi partikel Contoh radiasi pengion yang disebut terakhir ini paling banyak digunakan (Sofyan, 1984; Winarno et al., 1980).
Dua jenis radiasi pengion yang umum digunakan untuk pengawetan makanan adalah : sinar gamma yang dipancarkan oleh radio nuklida 60Co (kobalt-60) dan 137Cs (caesium-37) dan berkas elektron yang terdiri dari partikel-pertikel bermuatan listrik. Kedua jenis radiasi pengion ini memiliki pengaruh yang sama terhadap makanan.
Menurut Hermana (1991), dosis radiasi adalah jumlah energi radiasi yang diserap ke dalam bahan pangan dan merupakan faktor kritis pada iradiasi pangan. Seringkali untuk tiap jenis pangan diperlukan dosis khusus untuk memperoleh hasil yang diinginkan. Kalau jumlah radiasi yang digunakan kurang dari dosis yang diperlukan, efek yang diinginkan tidak akan tercapai. Sebaliknya jika dosis berlebihan, pangan mungkin akan rusak sehingga tidak dapat diterima konsumen
Keamanan pangan iradiasi merupakan faktor terpenting yang harus diselidiki sebelum menganjurkan penggunaan proses iradiasi secara luas. Hal yang membahayakan bagi konsumen bila molekul tertentu terdapat dalam jumlah banyak pada bahan pangan, berubah menjadi senyawa yang toksik, mutagenik, ataupun karsinogenik sebagai akibat dari proses iradiasi.
Tabel 5. Penerapan dosis dalam berbagai penerapan iradiasi pangan
Hanya digunakan untuk tujuan khusus. Komisi Codex Alimentarius Gabungan FAO/WHO belum menyetujui penggunaan dosis ini
Hasil penelitian mengenai efek kimia iradiasi pada berbagai macam bahan pangan hasil iradiasi (1 – 5 kGy) belum pernah ditemukan adanya senyawa yang toksik. Pengawetan makanan dengan menggunakan iradiasi sudah terjamin keamanannya jika tidak melebihi dosis yang sudah ditetapkan, sebagaimana yang telah direkomendasikan oleh FAO-WHO-IAEA pada bulan november 1980. Rekomendasi tersebut menyatakan bahwa semua bahan yang diiradiasi tidak melebihi dosis 10 kGy aman untuk dikonsumsi manusia.
Untuk memastikan terdapatnya tingkat keamanan yang diperlukan, pemerintah perlu mengundangkan peraturan, baik mengenai pangan yang diiradiasi maupun sarana iradiasi. Peraturan tentang iradiasi pangan yang sampai sekarang digunakan antara lain adalah Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 826 Tahun 1987 dan No. 152 Tahun 1995. Peraturan tersebut selanjutnya digunakan sebagai bahan acuan dalam penyusunan Undang-undang Pangan No. 7 Tahun 1996.
Permasalahan gizi dalam pengolahan dan pengawetan makanan
Pada pengolahan bahan pangan zat gizi yang terkandung dalam bahan pangan dapat mengalami kerusakan bila di olah, karena zat itu peka terhadap PH pelarut, oksigen, cahaya dan panas atau kombinasinya. Unsu-unsur minor terutama tembaga, besi, dan enzim dapat mengkatalisis pengaruh tersebut. Bahan makanan mempunyai peranan yang penting sebagai pembawa atau media zat gizi yang di dalamya banyak mengandung zat-zat yang di butuhkan oleh tubuh seperti karbohidrat, protein, lemak, vitamin, mineral, dan lain-lain. Di dalam masyarakat ada beberapa macam cara pengolahan dan pengawetan makanan yang di lakukan kesemuanya untuk meningkatkan mutu makanan yang di maksut dengan tudak mengurangi nilai gizi yang di kandungnya. Pada dasarnya bahan makanan diolah dengan tiga macam alasan:
1. Menyiapkan bahan makanan untuk dihidangkan
2. Membuat produk yang di kehendaki termasuk di dalamya nutrifikasi bahan makanan, (contoh: roti)
3. Mengawetkan, mengemas dan menyimpan (contoh: pengalengan)
Pengolahan makanan di lakukan dengan maksut mengawetkan, lebih intensif dari pada memasak biasa kecuali bahan makanan harus di masak, juga misalnya pada canning, makanan itu harus di sterilkan dari jasad renik pembusuk. Untuk beberapa jenis makanan, waktu yang di perlukan untuk proses itu cukup lama, sehingga dapat di pahami mengapa kadar zat makanan dapat menurun, akan tetapi dengan penambahan zat makanan (nutrien) dalam bentuk murni sebagai pengganti yang hilang maka hal seperti di atas dapat di atasi.
1. Pengolahan bahan makanan untuk menyiapkan bahan makanan siap hidang
Bahan makanan yang di olah sebelum di masak.
Bahan makanan segar dapat langsung di masak dan kemudian di hidangkan, akan tetapi ada pula bahan makanan yang harus melalui beberapa cara pengolahan tertentu sebelum dapat di masak, misalnya beras. Untuk memperoleh beras dari padi, padi itu harus di giling atau di tumbuk terlebih dahulu. Setelah di giling, beras ini memiliki beberapa proses pengolahan lainya seperti di simpan, di angkut, di cuci dan sebagainya. Pada proses pengilingan yang di lakukan dengan cara yang kurang hati-hati dapat terjadi hasil dengan kualitas rendah, karena butir beras menjadi kecil (beras menir) sehingga terbuang pada proses pemisahan dengan butir yang tidak pecah. Cara menggiling yang terlalu intensif, sehingga menghasilkan beras yang putih bersih (polished rice) sangat merugikan karena bagian-bagian yang mengandung zat makanan dalam konsentrasi tinggi (lembaga dan kulit ari) turut terbuang. Sebaliknya beras seperti itu tahan lama, sehingga masih di gemari pula.
Presentase beras pecah waktu penggilingan cukup tinggi berkisar antara 8%, ke atas. Hanyalah pecahan butur-butir kecil, yang ikut terbuang bersama dedak, atau di pisahkan dengan saringan dari beras yang di jual kepada para kelas pekerja. Sebagian besar dari butir-butir yang pecah di saring dari derajat kualitas beras yang di jual para pedagang sebagai beras kualitas tinggi. Bila pembuangan dengan di pertahankan di bawah 8%, hanya butir-butir pecahan kecil saja yang di buang, maka hasil dari asal seharusnya 65% berupa beras giling ringan yang mengandung thiamin 2 ug per gram. Berbeda halnya dengan beras yang di peroleh melalui proses penggilingan, pada proses beras yang hanya di peroleh dari hasil penumbukan hasilnya beras tumbuk tersebut tidak tahan lama, tetapi dengan cara menumbuk berbagai zat makanan yang terdapat dalam lembaga dan kulit ari sebagian besar dapat di pertahankan, sebagai jalan tengah beras dapat di giling dengan cara setengah giling (half milled rice).
Bahan makanan pada waktu di masak
Di sini hanya akan di bahas secara umum, dengan mengambil beberapa contoh, mengingat banyak jenis bahan makanan, dan juga banyak cara di lakukan untuk memasak makanan itu. Sebagai contoh akan kita ambil pengaruh memasak terhadap beras, sayuran, dan daging, tiga golongan bahan makanan yang paling penting dan dikenal di Indonesia.
1. Memasak nasi
Untuk memudahkan pengangkutan dan penyimpanan maka beras di masukan dalam karung. Karung ini tidak selalu bersih, banyak di pakai sekali-sekali. Kemudian penjual eceran menjualnya di toko atau di pasar dalam keadaan terbuka tanpa mengindahkan kemungkinan pengotoran oleh debu dan lain-lain. Justru karena itulah beras sering kali kotor mangandung debu, batu-batu kecil dan mungkin masih mengandung gabah serta di hinggapi serangga.
1. Memasak sayuran
Di beberapa daerah di Indonesia sayuran di makan dalam keadaan mentah sebagai lalap. Kebiasaan makan seperti ini baik sekali, karena memberikan pada menu sehari-hari sejumlah besar vitamin dan mineral. Tetapi ada biji-bijian yang sebaiknya tidak di makan mentah karena mengandung zat yang merugikan badan. Sayuran yang sudah di masak berkurang kadar zat makananya, karena pengaruh berbagai faktor selama memasak. Jumlah vitamin dan mineral yang dipertahankan tergantung pada sifat yang di miliki oleh zat-zat makanan itu sendiri serta cara memasakyang di lakukan. Sebagian besar vitamin yang sudah rusak ialah yang tergolong vitamin yang mudah rusak oleh panas, yang larut dalam air dan yang mudah di oksidasikan sehingga berubah sifat. Dalam golongan ini yang paling banyak menderita kerusakan ialah vitamin C. jumlah mineral yang dapat berkurang karena larut dalam air pemasak terutama karena terdapat asam-asam organik yang mempermudah pelarutan mineral itu.
Dengan singkat, faktor-faktor yang dapat merendahkan kadar nutrien di dalam sayuran yang di masak ialah :
1. bila jumlah air perebus yang di pakai terlalu banyak
2. bila air perebus ini kemudian bila di buang setelah di pakai, dan tidak terus di pergunakan sebagai bagian dari masakan
3. bila sayuran akan di rebus itu di potong-potong dalam ukuran yang kecil-kecil, dan di biarkan lama sebelum di masak
4. bila air perebus tidak di biarkan mendidih dahulu sebelum sayuran di masukan ke dalamnya
5. bila pada waktu merebus, panci di biarkan terbuka
6. bila di pergunakan panci atau lainya yang terbuat dari logam yang dapat mengkatalisa proses oksidasi terhadap vitamin, misalnya alat-alat yang terbuat dari besi, tembaga dan lain-lain.
Sangat menarik hal sayuran yang dimasak dalam sedikit lemak (di tumis misalnya), karena lemak ini dapat meninggikan suhu memasak, sehingga suhu yang diperlukan untuk memasak menjadi lebih pendek. Berbagai vitaminyang mudah rusak oleh suhu memasak, biasanya tidak larut dalam lemak dan lemak mungkin dapat melindungi berbagai vitamin yang mudah di oksidasikan oleh zat asam.
1. Memasak daging
Daging dapat di masak dengan mengoreng, merebus atau dengan di panggang. Pada umumnya memasak daging tidak akan menurunkan penurunan nilai gizi, bahkan dengan memasaknya, daya cerna (digestibility) daging jauh lebih baik di bandingkan dengan yang mentah. Ini di sebabakan oleh berbagai proses yang di akibatkan oleh suhu terhadap protein (denaturation and coagulation). Suhu memasak dapat menyebabkan terbentuknya zat-zat dengan aroma yang menarik selera, misalnya bau yang di timbulkan oleh kaldu (boullion), daging panggang dan sebagainya. Mungkin dengan mamanggang daging dapat terjadi penurunan kadar zat-zat makanan karena waktu lemak mencair, mungkin terbawa zat-zat makanan yang larut terbakar di dalam arang dan terjadi ikatan-ikatan organic yang merugikan tubuh.
Pengolahan bahan makana untuk dijual ke pasar.
Di Indonesia dikenal banyak sekali makanan ynga telah di olah dengan berbagai cara dengan tujuan memberikan variasi dalam menu sehari – hari. Beberapa dari makanan seperti itu memilki nilai gizi yasng tinggi. Untuk menaqrik perhatian pembeli sering makanan atau minuman yang dijual di beri warna. Produsen makanan rakyat sering menggunakan zat warna yang tidak dipruntukan makanan, karena harganya lebih murah. Yang sering dipergunakan dalah zat warna tekstil.
Tempe
Tempe terbuat dari kacang kedelai yang memilki kadar protein tnggi. Seperti diketahui sumber – sumber protein nabati dengan kadar protein yang tinggi, belum tentu tinggi pula nilai hayatinya. Ini disebabkan oleh lapisan selulosa di dalam jaringan bahan makanan yang berasal dari tumbuhan yang sukar dicerna. Disamping itu pada berbagai kacang terdapat berbagai jenis enzim yang mempunyai fungsi bertentangan dengan enzim – enzim percernaan di dalam tubuh kita (trypsine inhibitor).
Pada pembuatan tempe, jamur yang menumbuhi dapat mencerna sebagian besr selulosa menjadi bentuk yang lebih muda untuk dicerna oleh tubuh manusia. Juga pada proses pembuatan tempe, trypsine inhibitor tadi menjadi tidak aktif lagi, sehingga nilai biologi tempe menjadi lebih baik jika dibandikan dengan kacang kedelai biasa.
Tape singkong
Pada pembuatan tape singkong pada dasarnya ialah proses fermentasi. Hal yang menarik di sini bahwa hidrosianida (HCN) yang mulanya mungkin terdapat dalam sinkong itu akan hilang atau a kan tersisa sedikit sekali setelah diubah menjadi tape. Sudah menjadi pengetahuan umum bahwa keracunan singkong telah membawa banyak korban pada orang – orang yang tidak mengetahui terdapatnya racun ini pada jenis singkong yang tertentu.
Tahu
Makanan ini terbuat dari kacang kedelai dan merupakan makanan yang relative mahal karena tersusun dari dispersed protein yang berasal dari kacang kedelai itu. Pada proses pembuatannya protein kedelai telah di masak dalam waktu yang cukup lama serta di saring, sehingga hasilnya akan mempunyai daya cerna (digestibility) yang tinggi.
Pindang
Makanan ini di buat dengan cara fermentasi juga. Pada pindang yang baik kualitasnya, tulang-tulang ikan pun dapat menjadi sedemikian empuk, sehingga dapat di makan.
Kecap
Kecap di buat dari kacang kedelai yang proteinya sebagian besar telah di hidrolisa (oleh jamur) mendapat campuran asam amino yang mudah di serap.
Ada 6 dasar prinsip pengolahan bahan makanan untuk pengawetan. Keenam prinsip ini adalah:
1. Pengurangan air – pengeringan, dehidrasi, dan pengentalan
2. Perlakuan panas – blanching, pasteurisasi, dan sterilisasi
3. Perlakuan suhu rendah – pendinginan dan pembekuan
4. Pengendalian makanan – fermentasi dan aditif asam
5. Berbagai macam zat kimia aditif
6. Iradiasi
Prinsip pengawetan bahan makanan didasarkan atas bagaimana caranya memanipulasikan faktor – faktor linkungan bahan makanan yang dimaksud. Sebagai contoh mikroba membutuhkan suhu optic untuk pertumbuhannya. Suhu yang lebih tinggi merusak pertumbuhan sedangkan suhu yanag lebih rendah sanagat menghambat metabolisme.
Metabolisme mikroba memerlukan banyak air vbebes penghilangan air secara biologis aktif dengan perlakuan pengeringan atau dehidrasi menghentikan pertumbuhan mokroba. Perlakuan ini juga menurunkan akti fitas enzim dan reaksi – reaksi kimia. Proses ketengikan lipid akan menurun apabila air sruktural yang melindungi dibiarkan tetap seperti semula. Pengaruh penuapan air terhadap perubahan zat gizi dalam prose p[engeringan relative kecil kalau suhu pengeringannya sedang dan bahan makanan dikemas cukup baik. Pengeringan beku yaitu pengringan sublimasi dalam ruangan vakum pada suhu rendah mnemberikan keuntungan lebih daripada pengeringan suhu tinggi ditinjau dari sudut pengawetan gizi.
Pengaruh utama perlakuan panas adalah denaturasi protein seperti innaktif mikroba dan enzim – enzim yang lain. Pasteurisasi membebaskan bahan makan terhadap pathogen dan sebagian besar sel vegetatif mikroba sedangkan sterilisasi dapat didefinisikan sebagai proses memnetikan bsemua mikroba yang hidup. Sterilisasi dengan panas merupakn proses pengawetan makanan yang paling efektif namun mempunyai pengaruh yang merugikan terhadap zat gizi yang labil, terutuma vitamin – vitamin dan menurunnya nilai gizi protein terutama pada reaksi mallard.
Pengawetan suhu rendah terutama pengawetan dengan suhu beku ditinjau dari banyak segi merupakan cara pengawtan bahan makanan yang aling tidak merugikan. Suhu rendah menghamabat pertumbuhana dan memperlambat laju reaksi kimia dan enzim. Aktifitas enzim dalam danging dapat dikatakan berhenti dalam penyimpanan suhu beku sedangkan untuk penyimpanan bahan makanan sala sebelum pembekuana perlu dikukus terlebih dashulu untuk mencegah perubahan kwalitas yang tidak didinginkan. Susut kandungan vitamin minimal bila dibandingkan dengan cara pengawetan lain. Penyebab utama kerusakan kualitas secara keseluruhan terjadi terutama karena kondisi yang kurang menguntungkan pada proses pembekuan,pengeringan dan pelelehan kristal es (thawing).
Kerusakan bahan makanan yang derajat keasamannya rendah secara relative berjalan cepat. Pertumbuhan organisme penyebab kerusakan bahan makanan sangata terhambat dalam lingkungan yang keasamannaya tinggi. Salah satu cara pengawetan bahan makanan adalah menurunkan Ph bahan makanan tersebut dengan cara fermentasi anaerob senyawa karbohidrat menjadi asam laktat. Keasaman beberapa beberapa bahan makanan dapat dinaikkan dengan penambahan asam seperti cuka atau sama sitrat oleh prose fermentasi kecil. Dalam kandungan zat gizi makanan dapat ditingkatkan terutama melalui sinesis vitamin dan protein oleh mikroba.
Zat aditif berupa zat kimia mempunyai daya pengawet terhadap bahan makanan karena menyediakan lingkungan yang menghambat pertumbuhan mikroba reaksi kimia enzimatis dan kimia. Pengolahan demikian termasuk pola penggunaan agensia kiuring dan pengasapan produk daging, pengawetan kadar gula tinggi untuk sayuran dan buah-buahan serta perlakuan dengan berbagai macam zat kimia aditif. Pengaruh cara initerhadap zat gizi bervariasi namun pada umumnya kecil.
2.3 Upaya mengatasi permasalahan gizi dalam pengolahan dan pengawetan makanan
Dalam pengolahan dan pengawetan makanan untuk mencegah hilangnya atau berkurangnya kandungan gizi dan berubahnya tekstur, rasa, warna, dan bau di lakukan hal-hal sebagai berikut:
1. Mengunakan teknik pengolahan dan pengawetan yang berorientasi gizi.
1. Memasak nasi
2. Kehilangan thiamin pada nasi dapat di lakukan dengan cara yaitu sebelum di masak hendaknya pencucian yang di lakukan jangan di ulang-ulang cukup 2 kali saja dan cara masaknya dengan meliwet.
3. Memasak sayuran
4. Sebelum di masak sayuran jangan di potong kecil-kecil sebab ruas permukaan yang meningkat akan menyebabkan nilai gizi yang hilang juga banyak.
1. Gunakan air secukupnya
2. Biarkan air yang akan di gunakan untuk merebus mendidih terlebih dahulu sebelum sayuran di masukan.
3. Panci yang di gunakan untuk memasak harus di tutup.
4. Jangan mengunakan panci atau alat lainya yang terbuat dari logam yang dapat mengkatalisa proses oksidasi terhadap vitamin.
5. Gunakan air rebusan sebagai kuah.
6. Pengawetan sayuran dengan cara pendinginan harus memperhatikan suhu optimum sayuran yang di maksud agar tidak terjadi pembusukan karena aktifitas mikroorganisme dan lain-lain.
Contoh: Kol pada suhu 00 C, buncis 7,5-100 C, tepung 7-100C, Wortel 0,1,50 C.
1. Ikan atau daging
1. pink spoilage dapat di cegah dengan mengunakan larutan sodium hypochlorite atau bahan lain yang serupa, dengan dosis tidak lebih dari 500 ppm.
1. Case hardening dapat di cegah dengan cara membuat suhu pengeringan tidak terlalu tinggi, atau proses pengeringan awal tidak terlalu cepat.
2. freezer burn dapat di cegah dengan cara membungkus daging yang di maksud.
Buah
Pada pendinginan buah maka untuk mencegah kehilangan air atau memberi kilap maka kulit buah di lapisi dengan malam atau parafin.
Susu
Pada susu pasteurisasi yang di lakukan mengunakan suhu <600 C sedangkan untuk pembuatan es krim menggunakan suhu 71,10 C selama 30 menit atau 82,2 0 C selama 16-20 detik.
1. Suplementasi bahan gizi
Pada dasarnya kehilangan bahan gizi seperti lemak asam amino, vitamin, dan mineral pada proses pengolahan sudah bisa di tekan seminimal mungkin jika menggunakan teknik pengolahan yang berorientasi gizi. Kebutuhan tubuh akan bahan gizi yang tidak dapat di penuhi dari bahan yang kita konsumsi dapat di tambah dengan mengkonsumsi bahan lain yang mengandung zat yang kita butuhkan. Salah satu cara yaitu dengan mengonsumsi makanan yang masih segar, sayuran dan lain-lain. Dengan mengkonsumsi buah-buahan segar dan sayuran secara langsung maka kebutuha zat gizi yang kita butuhkan dapat teratasi karena dala buah-buahan dan sayuran segar tersebut sudah terdapat zat gizi seperti lemak, protein, vitamin, dan mineral.
1. Bahan tambahan makanan (bahan Aditif) dan kesehatan
Bahan tambahan makanan (BTM) didefinisikan sebagai bahan yang tidak lazin dikonsumsi sebagai makanan, dan biasanya bukan merupakan komposisi khas makanan, dapat bernilai gizi ataupun tidak, ditambahkan ke dalam makanan dengan sengaja untuk membantu teknik pengolahan makanan baik dalam proses pembuatan, pengolahan, penyiapan, perlakuan, pengepakan, pengemasan, pengangkutan, dan penyimpanan produk makanan olahan, agar menghasilkan suatu makanan yang lebih baik atau secara nyata mempengaruhi sifat khas makanan tersebut.
Meningkatnya kebutuhan masyarakat terhadap makanan yang praktis dan awet menunjang berkembangnya penggunaan BTM yang secara bermakna berperan besar dalam rantai produksi dan pengolahan sejak abad ke-19. Seiring dengan banyaknya laporan kasus keracunan makanan, Timbul berbagai diskusi dan keprihatinan yang mendalam mengenai keamanan penggunaan BTM, termasuk bagaimana langkah-langkah pengendalian yang tepat diperlukan.
Jenis BTM sangat beragam sesuai dengan fungsi dan tujuan penggunaannya, yaitu sebagai antioksidan, mencegah penggumpalan, mengatur keasamam makanan, pemanis buatan, pemutih dan pematang tepung, pengemulsi, pengental, pengawet, pewarna, pengeras, penyedap rasa, penguat rasa, sekuestran, enzim dan penambah gizi, serta fungsi lainnya seperti pelembab, antibusa, pelarut, karbonasi, penyalut, dan pengisi.
WHO mensyaratkan zat tambahan itu seharusnya memenuhi kriteria sebagai berikut : (1). Aman digunakan, (2). Jumlahnya sekedar memnuhi kriteri pengaruh yang diharapkan, (3). Sangkil secara teknologi, (4). Tidak boleh digunakan utnuk menipu pemakai dan jumlah yang dipakai haruslah minimal. Bahan baku BTM dari bahan sintetik mempunyai kelebihan yaitu lebih pekat, lebih stabil, dan lebih murah. Namun demikian ada kelemahannya yaitu sering terjadi ketidaksempurnaan proses sehingga mengandung zat-zat yang berbahaya bagi kesehatan, dan kadang-kadang bersifat karsinogenik, baik pada hewan maupun manusia.
Agar dapat dengan baik melindungi konsumen dari berbagai masalah keamanan pangan dan industri pangan di Indonesia, berbagai peraturan dikeluarkan oleh instansi terkait. Selain Badan Pengawasan Obat dan Makanan (BPOM) yang bernaung di bawah Departemen Kesehatan, pengawasan dan pengendalian juga dilakukan oleh Departemen Pertanian, Departemen Perdagangan, dan Departemen Perindustrian.
Suatu jenis BTM menjadi berbahaya bagi kesehatan tidak hanya karena secara obyektif memang merusak kesehatan/tubuh dan karenanya telah dilarang oleh peraturan, juga karena penggunaan BTM yang tidak dilarang tetapi dengan ukuran yang berlebihan dan sering dikonsumsi.
Jenis BTM yang boleh digunakan sepanjang masih sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan. Sedangkan bahan tambahan yang dilarang digunakan pada makanan berdasarkan Peraturan Menkes RI No. 722/Menkes/Per/IX/1988 dan perubahannya No. 1168/Menkes/Per/X/1999 adalah Asam Borat (Boric Acid) dan senyawanya, Asam Salisilat dan garamnya (Salicylic Acid and its salt), Dietilpirokarbonat (Diethylpirocarbonate DEPC), Dulsin (Dulcin), Kalsium Klorat (Potassium Chlorate), Kloramfenikol (Chloramfenikol), Minyak Nabati yang dibrominasi (Brominate vegetable oils), Nitrofurazon (Nitrofurazone), Formalin (Formaldehyde), dan Kalium Bromat (Potassium Bromate).( F:\Republika Online – http–www_republika_co_id.mht)
2.4 Problematika Penggunaan BTM ilegal dimasyarakat
Salah satu yang membuat geger massyarakat Baru-baru ini adalah penemuan kandungan formalin dan Borak pada sejumlah produk makanan, dan sebagian besar pada jenis mi, tahu, bakso dan juga ikan asin, yang selama ini banyak dikonsumsi masyarakat luas. Formalin adalah zat kimia yang mengandung unsur karbon, hidrogen, dan oksigen, dan mempunyai nama lain formaldehid. Secara fisik terdapat dalam bentuk larutan tidak berwarna dengan kadar antara 37-40%. Formalin biasanya mengandung alkohol/metanol 10-15% yang berfungsi sebagai stabilisator untuk mencegah polimerisasi formaldehid menjadi paraformaldehid yang bersifat sangat beracun. Karakteristik dari zat ini adalah mudah larut dalam air, mudah menguap, mempunyai bau yang tajam dan iritatif walaupun ambang penguapannya hanya 1 ‰, mudah terbakar bila kontak dengan udara panas atau api, atau bila kontak dengan zat kimia tertentu. Di pasaran tersedia dalam bentuk sudah diencerkan maupun dalam bentuk padat.
Pemakaian formalin
Formalin bersifat desinfektan, kuat terhadap bakteri pembusuk dan jamur. Oleh karena itu gas formalin dipakai oleh pedagang bahan tekstil supaya tidak rusak oleh jamur atau ngengat. Selain itu formalin juga dapat mengeraskan jaringan sehingga dipakai sebagai pengawet mayat dan digunakan pada proses pemeriksaan bahan biologi maupun patologi.
Dampak formalin terhadap kesehatan
Formalin terbukti bersifat karsinogen atau menyebabkan kanker pada hewan percobaan, yang menyerang jaringan permukaan rongga hidung. Bila dilihat dari respon tubuh manusia terhadap formalin, efek yang sama juga dapat terjadi
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Pangan secara umum bersifat mudah rusak (perishable), karena kadar air yang terkandung di dalamnya sebagai faktor utama penyebab kerusakan pangan itu sendiri. Semakin tinggi kadar air suatu pangan, akan semakin besar kemungkinan kerusakannya baik sebagai akibat aktivitas biologis internal (metabolisme) maupun masuknya mikroba perusak.
untuk mengawetkan makanan dapat dilakukan dengan beberapa teknik baik yang menggunakan teknologi tinggi maupun teknologi sederhana. Caranya pun beragam dengan berbagai tingkat kesulitan. Namun inti dari pengawetan makanan adalah suatu upaya untuk menahahn laju pertumbuham mikroorganisme pada makananm
jenis-jenis teknik pengolahan dan pengawetan makanan itu ada 5 :
1. pendinginan
2. pengeringan
3. pengalengan
4. pengemasan
5. penggunaan bahan kimia
6. pemanasan
7. Bahan makanan mempunyai peranan yang penting sebagai pembawa atau media zat gizi yang di dalamya banyak mengandung zat-zat yang di butuhkan oleh tubuh seperti karbohidrat, protein, lemak, vitamin, mineral, dan lain-lain
8. Penggunaan zat aditif (tambahan) dalam makanan dan minuman sangat berbahaya bagi kesehatan masyaratkan, terutama zat tambahan bahan kimia sintetis yang toksik dan berakumulasi dalam tubuh untuk jangka waktu yang relatif lama bagi yang menggunakannya.
1. Keracunan makanan bisa disebabkan oleh karena kelalaian dan ketidaktahuan masyarakat dalam pengolahannya , seperti keracunan singkong.
2. Keracunan makanan bisa juga disebabkan oleh kondisi lingkungan yang memungkinkan mikroba untuk berkembang biak lebih cepat, seperti karena faktor fisik, kimia dan biologis
3.2 Saran
Bagi produsen makanan hendaknya jangan hanya ingin mendapat keuntungan yang besar tetapi juga memperhatikan aspek kesehatan bagi masyarakat yang mengkonsumsinyayaitu dengan menggunakan zat aditf yang tidak membahayakan bagi kesehatan
Bagi Dinas kesehatan c/q Pengawasan makanan dan minuman hendaknya sebelum mengeluarkan nomor registrasi mengetahui kandungan zat yang ada didalamnya terutama yang membahayakan kesehatan.
Bagi instansi terkait hendaknya memberikan informasi kepada khalayak luas tentang bahan kimia atau zat tambahan yang boleh dan tidak boleh digunakan dalam makanan dan minuman yang mengganggu kesehatan.
DAFTAR PUSTAKA
Budiyanto, MAK. 2002. Dasar-Dasar Ilmu Gizi; malang UMM press
Dwijopeputro, D. 1994. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta; Djambatan
Fareliaz, Srikandi. Mikrobiologi Pangan, jakarta; Gramedia pustaka
Winarno, F.G.I. 1993. Pangan, Gizi, Teknologi dan konsumsi. Jakarta; Gramedia Pustaka.
http://zaifbio.wordpress.com/2009/02/02/pengolahan-dan-pengawetan-bahan-makanan-serta
permasalahannya/
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pangan merupakan salah satu kebutuhan pokok yang sangat penting dalam kehidupan manusia. Pengolahan dan pengawetan bahan makanan memiliki interelasi terhadap pemenuhan gizi masyarakat, maka Tidak mengherankan jika semua negara baik negara maju maupun berkembang selalu berusaha untuk menyediakan suplai pangan yang cukup, aman dan bergizi. Salah satunya dengan melakukan berbagai cara pengolahan dan pengawetan pangan yang dapat memberikan perlindungan terhadap bahan pangan yang akan dikonsumsi.
Seiring dengan kemajuan teknologi, manusia terus melakukan perubahan-perubahan dalam hal pengolahan bahan makanan. Hal ini wajar sebab dengan semakin berkembangnya teknologi kehidupan manusia semakin hari semakin sibuk sehinngga tidak mempunyai banyak waktu untuk melakukan pengolahan bahan makana yang hanya mengandalkan bahan mentah yang kemudian diolah didapur. Dalam keadaaan demikian, makanan cepat saji (instan) yang telah diolah dipabrik atau telah diawetkan banyak manfatnya bagi masyarakat itu sendiri. Permasalahan atau petanyaan yang timbul kemudian adalah apakah proses pengawetan, bahan pengawet yang ditambahkan atau produk pangan yang dihasilkan aman dikonsumsi manusia?
Banyaknya kasus keracunan makanan yang terjadi dimasyarakat saat ini mengindikasikan adanya kesalahan yang dilakukan masyarakat ataupun makaan dalam mengolah dan mengawetkan bahan makanan yang dikonsumsi. Problematika mendasar pengolahan makanan yang dilakukan masyarakat lebih disebabkan budaya pengelohan pangan yang kurang berorientasi terhadap nilai gizi, serta keterbatasan pengetahuan sekaligus desakan ekonomi sehingga masalah pemenuhan dan pengolahan bahan pangan terabaikan, Industri makanan sebagai pelaku penyedia produk makanan seringkali melakukan tindakan yang tidak terpuji dan hanya berorientasi profit oriented dalam menyediakan berbagai produk di pasar sehinngga hal itu membuka peluang terjadinya penyalahgunaan bahan dalam pengolahan bahan makanan untuk masyarakat diantaranya seperti kasusu penggunaan belpagai bahan tambahan makanan yang seharusnya tidak layak dikosumsi,
Kasus yang paling menyeruak dikalangan masyarakat baru-baru ini ialah penggunaan formalin dan borak dibeberapa produk makanan pokok masyarakat dengan bebrbagai dalih untuk menambah rasa dan keawetan makana tanpa memperdulikan efek bahan yang digunankan terhadap kesehatan masyarakat, hal inilah yang mendorong diperlukannya berbagai regulasi/peraturan dari instansi terkait Agar dapat melindungi konsumen dari pelbagai masalah keamanan pangan dan industri pangan diindonesia. Selain Badan Pengawasan Obat dan Makanan (BPOM) yang bernaung di bawah Departemen Kesehatan, pengawasan dan pengendalian juga dilakukan oleh Departemen Pertanian, Departemen Perdagangan, dan Departemen Perindustria rekonstruksi budaya Selain itu diperlukan juga adanya rekonsruksi budaya guna merubah kebiasaan dan memberikan pemaham kepada masyarat akan pentingnya gizi bagi keberlangsungan kehidupan
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimanakah teknik pengolahan dan pengawetan bahan makanan yang ideal bagi masyarakat?
2. Apa permasalahan gizi yang dihadapi dalam pengolahan dan pengawetan bahan makanan?
3. Bagaimana Upaya pengolahan dan pengawetan bahan makana dalam mempertahankan tekstur rasa, dan nilai gizi yang terkandung didalamnya
4. Bahan tambahan makanan (zat aditif ) apakah yang dapat dijadikan bahan untuk pengolahan dan pengawetan bahan makanan.
Tujuan
1. Untuk mengetahui bagaiman teknik dan cara pengolahan dan pengawetan bahan makanan yang ideal sekaligus implementasinya
2. Untuk mengetahui pelbagai permasalahan yang dihadapi masyarakat dalam pengolahan dan pengawetan bahan makanan
3. untuk mengetahui strategi dan upaya dalam mengatasi permasalahan gizi dalam pengolahan dan pengawetan makanan.
4. untuk mengetahui berbagai bahan tambahan makanan (BTM) yang aman digunakan dalam pengolahan dan pengawetan makanan.
5. untuk mengetahui pengaruh bahan aditif makanan terhadap kesehatan masyarakat.
BAB II
PEMBAHASAN
Pangan secara umum bersifat mudah rusak (perishable), karena kadar air yang terkandung di dalamnya sebagai faktor utama penyebab kerusakan pangan itu sendiri. Semakin tinggi kadar air suatu pangan, akan semakin besar kemungkinan kerusakannya baik sebagai akibat aktivitas biologis internal (metabolisme) maupun masuknya mikroba perusak. kriteria yang dapat digunakan untuk menentukan apakah makanan tersebut masih pantas di konsumsi, secara tepat sulit di laksanakan karena melibatkan factor-faktor nonteknik, sosial ekonomi, dan budaya suatu bangsa. Idealnya, makanan tersebut harus: bebas polusi pada setiap tahap produksi dan penanganan makanan, bebas dari perubahan-perubahan kimia dan fisik, bebas mikroba dan parasit yang dapat menyebabkan penyakit atau pembusukan (Winarno,1993).
Undang-Undang Nomor 7 Tahun 1996 menyatakan bahwa kualitas pangan yang dikonsumsi harus memenuhi beberapa kriteria, di antaranya adalah aman, bergizi, bermutu, dan dapat terjangkau oleh daya beli masyarakat.
2.1 Jenis-jenis teknik pengolahan dan pengawetan makanan
Pendinginan
Pendiginan adalah penyimpanan bahan pangan di atas suhu pembekuan bahan yaitu -2 sampai +10 0 C. Cara pengawetan dengan suhu rendah lainya yaitu pembekuan. Pembekuan adalah penyimpanan bahan pangan dalam keadaan beku yaitu pada suhu 12 sampai -24 0 C. Pembekuan cepat (quick freezing) di lakukan pada suhu -24 sampai -40 0 C. Pendinginan biasanya dapat mengawetkan bahan pangan selama beberapa hari atau minggu tergantung pada macam bahan panganya, sedangkan pembekuan dapat mengawetkan bahan pangan untuk beberapa bulan atau kadang beberapa tahun. Perbedaan lain antara pendinginan dan pembekuan adalah dalam hal pengaruhnya terhadap keaktifan mikroorganisme di dalam bahan pangan. Penggunaan suhu rendah dalam pengawetan pangan tidak dapat membunuh bakteri, sehingga jika bahan pangan beku misalnya di keluarkan dari penyimpanan dan di biarkan mencair kembali (thawing), pertumbuhan bakteri pembusuk kemudian berjalan cepat kembali. Pendinginan dan pembekuan masing-masing juga berbeda pengaruhnya terhadap rasa, tekstur, nilai gizi, dan sifat-sifat lainya. Beberapa bahan pangan menjadi rusak pada suhu penyimpangan yang terlalu rendah.
Pengeringan
Pengeringan adalah suatu cara untuk mengeluarkan atau mengilangkan sebagian air dari suatu bahan dengan menguapkan sebagian besar air yang di kandung melalui penggunaan energi panas. Biasanya, kandungan air bahan tersebut di kurangi sampai batas sehingga mikroorganisme tidak dapat tumbuh lagi di dalamya. Keuntungan pengeringan adalah bahan menjadi lebih awet dan volume bahan menjadi lebih kecil sehingga mempermudah dan menghemat ruang pengangkutan dan pengepakan, berat bahan juga menjadi berkurang sehingga memudahkan transpor, dengan demikian di harapkan biaya produksi menjadi lebih murah. Kecuali itu, banyak bahan-bahan yang hanya dapat di pakai apabila telah di keringkan, misalnya tembakau, kopi, the, dan biji-bijian. Di samping keuntungan-keuntunganya, pengeringan juga mempunyai beberapa kerugian yaitu karena sifat asal bahan yang di keringkan dapat berubah, misalnya bentuknya, misalnya bentuknya, sifat-sifat fisik dan kimianya, penurunan mutu dan sebagainya. Kerugian yang lainya juga disebabkan beberapa bahan kering perlu pekerjaan tambahan sebelum di pakai, misalnya harus di basahkan kembali (rehidratasi) sebelum di gunakan. Agar pengeringan dapat berlangsung, harus di berikan energi panas pada bahan yang di keringkan, dan di perlukan aliran udara untuk mengalirkan uap air yang terbentuk keluar dari daerah pengeringan. Penyedotan uap air ini daoat juga di lakukan secara vakum. Pengeringan dapat berlangsung dengan baik jika pemanasan terjadi pada setiap tempat dari bahan tersebut, dan uap air yang di ambil berasal dari semua permukaan bahan tersebut. Factor-faktor yang mempengaruhi pengeringan terutama adalah luas permukaan benda, suhu pengeringan, aliran udara, tekanan uap di udara, dan waktu pengeringan.
Pengemasan
Pengemasan merupakan bagian dari suatu pengolahan makanan yang berfungsi untuk pengawetan makanan, mencegah kerusakan mekanis, perubahan kadar air. Teknologi pengemasan perkembangan sangat pesat khususnya pengemas plstik yang dengan drastic mendesak peranan kayu, karton, gelas dan metal sebagai bahan pembungkus primer.
Berbagai jenis bahan pengepak seperti tetaprak, tetabrik, tetraking merupakan jenis teknologi baru bagi berbagai jus serta produk cair yang dapat dikemas dalam keadaan qaseptiis steril. Sterilisasi bahan kemasan biasanya dilakukan dengan pemberian cairan atau uap hydrogen peroksida dan sinar UV atau radiasi gama.
Jenis generasi baru bahan makanan pengemas ialah lembaran plstik berpori yang disebut Sspore 2226, sejenis platik yang memilki lubang – lubang . Plastik ini sangat penting penngunaanya bila dibandingkan dengan plastic yang lama yang harus dibuat lubang dahulu. Jenis plastic tersebut dapat menggeser pengguanaan daun pisang dan kulit ketupat dalam proses pembuatan ketupat dan sejenisnya.
Pengalengan
Namun, karena dalam pengalengan makanan digunakan sterilisasi komersial (bukan sterilisasi mutlak), mungkin saja masih terdapat spora atau mikroba lain (terutama yang bersifat tahan terhadap panas) yang dapat merusak isi apabila kondisinya memungkinkan. Itulah sebabnya makanan dalam kaleng harus disimpan pada kondisi yang sesuai, segera setelah proses pengalengan selesai.
Pengalengan didefinisikan sebagai suatu cara pengawetan bahan pangan yang dipak secara hermetis (kedap terhadap udara, air, mikroba, dan benda asing lainnya) dalam suatu wadah, yang kemudian disterilkan secara komersial untuk membunuh semua mikroba patogen (penyebab penyakit) dan pembusuk. Pengalengan secara hermetis memungkinkan makanan dapat terhindar dan kebusukan, perubahan kadar air, kerusakan akibat oksidasi, atau perubahan cita rasa.
2.2 Penggunaan bahan kimia
Bahan pengawet dari bahan kimia berfungsi membantu mempertahankan bahan makanan dari serangan makroba pembusuk dan memberikan tambahan rasa sedap, manis, dan pewarna. Contoh beberapa jenis zat kimia : cuka, asam asetat, fungisida, antioksidan, in-package desiccant, ethylene absorbent, wax emulsion dan growth regulatory untuk melindungi buah dan sayuran dari ancaman kerusakan pasca panen untuk memperpanjangkesegaran masam pemasaran. Nitogen cair sering digunakan untuk pembekuan secara tepat buah dan sayur sehinnga dipertahankan kesegaran dan rasanya yang nyaman.
Suatu jenis regenerasi baru growth substance sintesis yang disebut morfaktin telah ditemuakan dan diaplikasikan untuk mencengah kehilangan berat secara fisiologis pada pasca panen, kerusakan karena kapang, pemecahan klorofil serta hilangnya kerennyahan buah. Scott dkk (1982) melaporkan bahwa terjadinya browning, kehilangan berat dan pembusukan buah leci dapat dikurangi bila buah – buahan tersebut direndam dalam larutan binomial hangat (0,05%, 520C ) selama 2 menit dan segera di ikuti dengan pemanasan PVC (polivinil klorida ) dengan ketebalan 0,001 mm.
Pemanasan
penggunaan panas dan waktu dalam proses pemanasan bahan pangan sangat berpengaruh pada bahan pangan. Beberapa jenis bahan pangan seperti halnya susu dan kapri serta daging, sangat peka terhadap susu tinggi karena dapat merusak warna maupun rasanya. Sebaliknya, komoditi lain misalnya jagung dan kedelai dapat menerima panas yang hebat karena tanpa banyak mengalami perubahan. Pada umumnya semakin tinggi jumlah panas yang di berikan semakin banyak mikroba yang mati. Pada proses pengalengan, pemanasan di tujukan untuk membunuh seluruh mikroba yang mungkin dapat menyebabkan pembusukan makanan dalam kaleng tersebut, selama penanganan dan penyimpanan. Pada proses pasteurisasi, pemanasan di tujukan untuk memusnahkan sebagian besar mikroba pembusuk, sedangkan sebagian besar mikroba yang tertinggal dan masih hidup terus di hambat pertumbuhanya dengan penyimpanan pada suhu rendah atau dengan cara lain misalnya dengan bahan pengawet. Proses pengawetan dapat di kelompokan menjadi 3 yaitu: pasteurisasi, pemanasan pada 1000 C dan pemanasan di atas 1000 C.
Teknik fermentasi
Fermentasi bukan hanya berfungsi sebagai pengawet sumber makanan, tetapi juga berkhasiat bagi kesehatan. Salah satumya fermentasi dengan menggunakan bakteri laktat pada bahan pangan akan menyebabkan nilai pH pangan turun di bawah 5.0 sehingga dapat menghambat pertumbuhan bakteri fekal yaitu sejenis bakteri yang jika dikonsumsi akan menyebabkanakan muntah-muntah, diare, atau muntaber.
Bakteri laktat (lactobacillus) merupakan kelompok mikroba dengan habitat dan lingkungan hidup sangat luas, baik di perairan (air tawar ataupun laut), tanah, lumpur, maupun batuan. tercatat delapan jenis bakteri laktat, antara lain Lacobacillus acidophilus, L fermentum, L brevis,dll
Asam laktat yang dihasilkan bakteri dengan nilai pH (keasaman) 3,4-4 cukup untuk menghambat sejumlah bakteri perusak dan pembusuk bahan makanan dan minuman. Namun, selama proses fermentasi sejumlah vitamin juga di hasilnhkan khususnya B-12. Bakteri laktat juga menghasilkan lactobacillin (laktobasilin), yaitu sejenis antibiotika serta senyawa lain yang berkemampuan menontaktifkan reaksi kimia yang dihasilkan oleh bakteri fekal di dalam tubuh manusia dan bahkan mematikannya , Senyawa lain dari bakteri laktat adalah NI (not yet identified atau belum diketahui). NI bekerja menghambat enzim 3-hidroksi 3-metil glutaril reduktase yang akan mengubah NADH menjadi asam nevalonat dan NAD. Dengan demikian, rangkaian senyawa lain yang akan membentuk kolesterol dan kanker akan terhambat.
Di beberapa kawasan Indonesia, tanpa disadari makanan hasil fermentasi laktat telah lama menjadi bagian di dalam menu makanan sehari-hari. Yang paling terkenal tentu saja adalah asinan sayuran dan buah-buahan. Bahkan selama pembuatan kecap, tauco, serta terasi, bakteri laktat banyak dilibatkan. Bekasam atau bekacem dari Sumatera bagian Selatan, yaitu ikan awetan dengan cara fermentasi bakteri laktat, bukan saja merupakan makanan tradisional yang digemari, tetapi juga menjadi contoh pengawetan secara biologis yang luas penggunaannya. (F:\Suara Merdeka Edisi Cetak.mht)
Teknik Iradiasi
Iradiasi adalah proses aplikasi radiasi energi pada suatu sasaran, seperti pangan. Menurut Maha (1985), iradiasi adalah suatu teknik yang digunakan untuk pemakaian energi radiasi secara sengaja dan terarah. Sedangkan menurut Winarno et al. (1980), iradiasi adalah teknik penggunaan energi untuk penyinaran bahan dengan menggunakan sumber iradiasi buatan.
Jenis iradiasi pangan yang dapat digunakan untuk pengawetan bahan pangan adalah radiasi elektromagnetik yaitu radiasi yang menghasilkan foton berenergi tinggi sehingga sanggup menyebabkan terjadinya ionisasi dan eksitasi pada materi yang dilaluinya. Jenis iradiasi ini dinamakan radiasi pengion, contoh dan gelombang elektromagnetik,radiasi pengion adalah radiasi partikel Contoh radiasi pengion yang disebut terakhir ini paling banyak digunakan (Sofyan, 1984; Winarno et al., 1980).
Dua jenis radiasi pengion yang umum digunakan untuk pengawetan makanan adalah : sinar gamma yang dipancarkan oleh radio nuklida 60Co (kobalt-60) dan 137Cs (caesium-37) dan berkas elektron yang terdiri dari partikel-pertikel bermuatan listrik. Kedua jenis radiasi pengion ini memiliki pengaruh yang sama terhadap makanan.
Menurut Hermana (1991), dosis radiasi adalah jumlah energi radiasi yang diserap ke dalam bahan pangan dan merupakan faktor kritis pada iradiasi pangan. Seringkali untuk tiap jenis pangan diperlukan dosis khusus untuk memperoleh hasil yang diinginkan. Kalau jumlah radiasi yang digunakan kurang dari dosis yang diperlukan, efek yang diinginkan tidak akan tercapai. Sebaliknya jika dosis berlebihan, pangan mungkin akan rusak sehingga tidak dapat diterima konsumen
Keamanan pangan iradiasi merupakan faktor terpenting yang harus diselidiki sebelum menganjurkan penggunaan proses iradiasi secara luas. Hal yang membahayakan bagi konsumen bila molekul tertentu terdapat dalam jumlah banyak pada bahan pangan, berubah menjadi senyawa yang toksik, mutagenik, ataupun karsinogenik sebagai akibat dari proses iradiasi.
Tabel 5. Penerapan dosis dalam berbagai penerapan iradiasi pangan
Hasil penelitian mengenai efek kimia iradiasi pada berbagai macam bahan pangan hasil iradiasi (1 – 5 kGy) belum pernah ditemukan adanya senyawa yang toksik. Pengawetan makanan dengan menggunakan iradiasi sudah terjamin keamanannya jika tidak melebihi dosis yang sudah ditetapkan, sebagaimana yang telah direkomendasikan oleh FAO-WHO-IAEA pada bulan november 1980. Rekomendasi tersebut menyatakan bahwa semua bahan yang diiradiasi tidak melebihi dosis 10 kGy aman untuk dikonsumsi manusia.
Untuk memastikan terdapatnya tingkat keamanan yang diperlukan, pemerintah perlu mengundangkan peraturan, baik mengenai pangan yang diiradiasi maupun sarana iradiasi. Peraturan tentang iradiasi pangan yang sampai sekarang digunakan antara lain adalah Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 826 Tahun 1987 dan No. 152 Tahun 1995. Peraturan tersebut selanjutnya digunakan sebagai bahan acuan dalam penyusunan Undang-undang Pangan No. 7 Tahun 1996.
Permasalahan gizi dalam pengolahan dan pengawetan makanan
Pada pengolahan bahan pangan zat gizi yang terkandung dalam bahan pangan dapat mengalami kerusakan bila di olah, karena zat itu peka terhadap PH pelarut, oksigen, cahaya dan panas atau kombinasinya. Unsu-unsur minor terutama tembaga, besi, dan enzim dapat mengkatalisis pengaruh tersebut. Bahan makanan mempunyai peranan yang penting sebagai pembawa atau media zat gizi yang di dalamya banyak mengandung zat-zat yang di butuhkan oleh tubuh seperti karbohidrat, protein, lemak, vitamin, mineral, dan lain-lain. Di dalam masyarakat ada beberapa macam cara pengolahan dan pengawetan makanan yang di lakukan kesemuanya untuk meningkatkan mutu makanan yang di maksut dengan tudak mengurangi nilai gizi yang di kandungnya. Pada dasarnya bahan makanan diolah dengan tiga macam alasan:
1. Menyiapkan bahan makanan untuk dihidangkan
2. Membuat produk yang di kehendaki termasuk di dalamya nutrifikasi bahan makanan, (contoh: roti)
3. Mengawetkan, mengemas dan menyimpan (contoh: pengalengan)
Pengolahan makanan di lakukan dengan maksut mengawetkan, lebih intensif dari pada memasak biasa kecuali bahan makanan harus di masak, juga misalnya pada canning, makanan itu harus di sterilkan dari jasad renik pembusuk. Untuk beberapa jenis makanan, waktu yang di perlukan untuk proses itu cukup lama, sehingga dapat di pahami mengapa kadar zat makanan dapat menurun, akan tetapi dengan penambahan zat makanan (nutrien) dalam bentuk murni sebagai pengganti yang hilang maka hal seperti di atas dapat di atasi.
1. Pengolahan bahan makanan untuk menyiapkan bahan makanan siap hidang
Bahan makanan yang di olah sebelum di masak.
Bahan makanan segar dapat langsung di masak dan kemudian di hidangkan, akan tetapi ada pula bahan makanan yang harus melalui beberapa cara pengolahan tertentu sebelum dapat di masak, misalnya beras. Untuk memperoleh beras dari padi, padi itu harus di giling atau di tumbuk terlebih dahulu. Setelah di giling, beras ini memiliki beberapa proses pengolahan lainya seperti di simpan, di angkut, di cuci dan sebagainya. Pada proses pengilingan yang di lakukan dengan cara yang kurang hati-hati dapat terjadi hasil dengan kualitas rendah, karena butir beras menjadi kecil (beras menir) sehingga terbuang pada proses pemisahan dengan butir yang tidak pecah. Cara menggiling yang terlalu intensif, sehingga menghasilkan beras yang putih bersih (polished rice) sangat merugikan karena bagian-bagian yang mengandung zat makanan dalam konsentrasi tinggi (lembaga dan kulit ari) turut terbuang. Sebaliknya beras seperti itu tahan lama, sehingga masih di gemari pula.
Presentase beras pecah waktu penggilingan cukup tinggi berkisar antara 8%, ke atas. Hanyalah pecahan butur-butir kecil, yang ikut terbuang bersama dedak, atau di pisahkan dengan saringan dari beras yang di jual kepada para kelas pekerja. Sebagian besar dari butir-butir yang pecah di saring dari derajat kualitas beras yang di jual para pedagang sebagai beras kualitas tinggi. Bila pembuangan dengan di pertahankan di bawah 8%, hanya butir-butir pecahan kecil saja yang di buang, maka hasil dari asal seharusnya 65% berupa beras giling ringan yang mengandung thiamin 2 ug per gram. Berbeda halnya dengan beras yang di peroleh melalui proses penggilingan, pada proses beras yang hanya di peroleh dari hasil penumbukan hasilnya beras tumbuk tersebut tidak tahan lama, tetapi dengan cara menumbuk berbagai zat makanan yang terdapat dalam lembaga dan kulit ari sebagian besar dapat di pertahankan, sebagai jalan tengah beras dapat di giling dengan cara setengah giling (half milled rice).
Bahan makanan pada waktu di masak
Di sini hanya akan di bahas secara umum, dengan mengambil beberapa contoh, mengingat banyak jenis bahan makanan, dan juga banyak cara di lakukan untuk memasak makanan itu. Sebagai contoh akan kita ambil pengaruh memasak terhadap beras, sayuran, dan daging, tiga golongan bahan makanan yang paling penting dan dikenal di Indonesia.
1. Memasak nasi
Untuk memudahkan pengangkutan dan penyimpanan maka beras di masukan dalam karung. Karung ini tidak selalu bersih, banyak di pakai sekali-sekali. Kemudian penjual eceran menjualnya di toko atau di pasar dalam keadaan terbuka tanpa mengindahkan kemungkinan pengotoran oleh debu dan lain-lain. Justru karena itulah beras sering kali kotor mangandung debu, batu-batu kecil dan mungkin masih mengandung gabah serta di hinggapi serangga.
1. Memasak sayuran
Di beberapa daerah di Indonesia sayuran di makan dalam keadaan mentah sebagai lalap. Kebiasaan makan seperti ini baik sekali, karena memberikan pada menu sehari-hari sejumlah besar vitamin dan mineral. Tetapi ada biji-bijian yang sebaiknya tidak di makan mentah karena mengandung zat yang merugikan badan. Sayuran yang sudah di masak berkurang kadar zat makananya, karena pengaruh berbagai faktor selama memasak. Jumlah vitamin dan mineral yang dipertahankan tergantung pada sifat yang di miliki oleh zat-zat makanan itu sendiri serta cara memasakyang di lakukan. Sebagian besar vitamin yang sudah rusak ialah yang tergolong vitamin yang mudah rusak oleh panas, yang larut dalam air dan yang mudah di oksidasikan sehingga berubah sifat. Dalam golongan ini yang paling banyak menderita kerusakan ialah vitamin C. jumlah mineral yang dapat berkurang karena larut dalam air pemasak terutama karena terdapat asam-asam organik yang mempermudah pelarutan mineral itu.
Dengan singkat, faktor-faktor yang dapat merendahkan kadar nutrien di dalam sayuran yang di masak ialah :
1. bila jumlah air perebus yang di pakai terlalu banyak
2. bila air perebus ini kemudian bila di buang setelah di pakai, dan tidak terus di pergunakan sebagai bagian dari masakan
3. bila sayuran akan di rebus itu di potong-potong dalam ukuran yang kecil-kecil, dan di biarkan lama sebelum di masak
4. bila air perebus tidak di biarkan mendidih dahulu sebelum sayuran di masukan ke dalamnya
5. bila pada waktu merebus, panci di biarkan terbuka
6. bila di pergunakan panci atau lainya yang terbuat dari logam yang dapat mengkatalisa proses oksidasi terhadap vitamin, misalnya alat-alat yang terbuat dari besi, tembaga dan lain-lain.
Sangat menarik hal sayuran yang dimasak dalam sedikit lemak (di tumis misalnya), karena lemak ini dapat meninggikan suhu memasak, sehingga suhu yang diperlukan untuk memasak menjadi lebih pendek. Berbagai vitaminyang mudah rusak oleh suhu memasak, biasanya tidak larut dalam lemak dan lemak mungkin dapat melindungi berbagai vitamin yang mudah di oksidasikan oleh zat asam.
1. Memasak daging
Daging dapat di masak dengan mengoreng, merebus atau dengan di panggang. Pada umumnya memasak daging tidak akan menurunkan penurunan nilai gizi, bahkan dengan memasaknya, daya cerna (digestibility) daging jauh lebih baik di bandingkan dengan yang mentah. Ini di sebabakan oleh berbagai proses yang di akibatkan oleh suhu terhadap protein (denaturation and coagulation). Suhu memasak dapat menyebabkan terbentuknya zat-zat dengan aroma yang menarik selera, misalnya bau yang di timbulkan oleh kaldu (boullion), daging panggang dan sebagainya. Mungkin dengan mamanggang daging dapat terjadi penurunan kadar zat-zat makanan karena waktu lemak mencair, mungkin terbawa zat-zat makanan yang larut terbakar di dalam arang dan terjadi ikatan-ikatan organic yang merugikan tubuh.
Pengolahan bahan makana untuk dijual ke pasar.
Di Indonesia dikenal banyak sekali makanan ynga telah di olah dengan berbagai cara dengan tujuan memberikan variasi dalam menu sehari – hari. Beberapa dari makanan seperti itu memilki nilai gizi yasng tinggi. Untuk menaqrik perhatian pembeli sering makanan atau minuman yang dijual di beri warna. Produsen makanan rakyat sering menggunakan zat warna yang tidak dipruntukan makanan, karena harganya lebih murah. Yang sering dipergunakan dalah zat warna tekstil.
Tempe
Tempe terbuat dari kacang kedelai yang memilki kadar protein tnggi. Seperti diketahui sumber – sumber protein nabati dengan kadar protein yang tinggi, belum tentu tinggi pula nilai hayatinya. Ini disebabkan oleh lapisan selulosa di dalam jaringan bahan makanan yang berasal dari tumbuhan yang sukar dicerna. Disamping itu pada berbagai kacang terdapat berbagai jenis enzim yang mempunyai fungsi bertentangan dengan enzim – enzim percernaan di dalam tubuh kita (trypsine inhibitor).
Pada pembuatan tempe, jamur yang menumbuhi dapat mencerna sebagian besr selulosa menjadi bentuk yang lebih muda untuk dicerna oleh tubuh manusia. Juga pada proses pembuatan tempe, trypsine inhibitor tadi menjadi tidak aktif lagi, sehingga nilai biologi tempe menjadi lebih baik jika dibandikan dengan kacang kedelai biasa.
Tape singkong
Pada pembuatan tape singkong pada dasarnya ialah proses fermentasi. Hal yang menarik di sini bahwa hidrosianida (HCN) yang mulanya mungkin terdapat dalam sinkong itu akan hilang atau a kan tersisa sedikit sekali setelah diubah menjadi tape. Sudah menjadi pengetahuan umum bahwa keracunan singkong telah membawa banyak korban pada orang – orang yang tidak mengetahui terdapatnya racun ini pada jenis singkong yang tertentu.
Tahu
Makanan ini terbuat dari kacang kedelai dan merupakan makanan yang relative mahal karena tersusun dari dispersed protein yang berasal dari kacang kedelai itu. Pada proses pembuatannya protein kedelai telah di masak dalam waktu yang cukup lama serta di saring, sehingga hasilnya akan mempunyai daya cerna (digestibility) yang tinggi.
Pindang
Makanan ini di buat dengan cara fermentasi juga. Pada pindang yang baik kualitasnya, tulang-tulang ikan pun dapat menjadi sedemikian empuk, sehingga dapat di makan.
Kecap
Kecap di buat dari kacang kedelai yang proteinya sebagian besar telah di hidrolisa (oleh jamur) mendapat campuran asam amino yang mudah di serap.
Ada 6 dasar prinsip pengolahan bahan makanan untuk pengawetan. Keenam prinsip ini adalah:
1. Pengurangan air – pengeringan, dehidrasi, dan pengentalan
2. Perlakuan panas – blanching, pasteurisasi, dan sterilisasi
3. Perlakuan suhu rendah – pendinginan dan pembekuan
4. Pengendalian makanan – fermentasi dan aditif asam
5. Berbagai macam zat kimia aditif
6. Iradiasi
Prinsip pengawetan bahan makanan didasarkan atas bagaimana caranya memanipulasikan faktor – faktor linkungan bahan makanan yang dimaksud. Sebagai contoh mikroba membutuhkan suhu optic untuk pertumbuhannya. Suhu yang lebih tinggi merusak pertumbuhan sedangkan suhu yanag lebih rendah sanagat menghambat metabolisme.
Metabolisme mikroba memerlukan banyak air vbebes penghilangan air secara biologis aktif dengan perlakuan pengeringan atau dehidrasi menghentikan pertumbuhan mokroba. Perlakuan ini juga menurunkan akti fitas enzim dan reaksi – reaksi kimia. Proses ketengikan lipid akan menurun apabila air sruktural yang melindungi dibiarkan tetap seperti semula. Pengaruh penuapan air terhadap perubahan zat gizi dalam prose p[engeringan relative kecil kalau suhu pengeringannya sedang dan bahan makanan dikemas cukup baik. Pengeringan beku yaitu pengringan sublimasi dalam ruangan vakum pada suhu rendah mnemberikan keuntungan lebih daripada pengeringan suhu tinggi ditinjau dari sudut pengawetan gizi.
Pengaruh utama perlakuan panas adalah denaturasi protein seperti innaktif mikroba dan enzim – enzim yang lain. Pasteurisasi membebaskan bahan makan terhadap pathogen dan sebagian besar sel vegetatif mikroba sedangkan sterilisasi dapat didefinisikan sebagai proses memnetikan bsemua mikroba yang hidup. Sterilisasi dengan panas merupakn proses pengawetan makanan yang paling efektif namun mempunyai pengaruh yang merugikan terhadap zat gizi yang labil, terutuma vitamin – vitamin dan menurunnya nilai gizi protein terutama pada reaksi mallard.
Pengawetan suhu rendah terutama pengawetan dengan suhu beku ditinjau dari banyak segi merupakan cara pengawtan bahan makanan yang aling tidak merugikan. Suhu rendah menghamabat pertumbuhana dan memperlambat laju reaksi kimia dan enzim. Aktifitas enzim dalam danging dapat dikatakan berhenti dalam penyimpanan suhu beku sedangkan untuk penyimpanan bahan makanan sala sebelum pembekuana perlu dikukus terlebih dashulu untuk mencegah perubahan kwalitas yang tidak didinginkan. Susut kandungan vitamin minimal bila dibandingkan dengan cara pengawetan lain. Penyebab utama kerusakan kualitas secara keseluruhan terjadi terutama karena kondisi yang kurang menguntungkan pada proses pembekuan,pengeringan dan pelelehan kristal es (thawing).
Kerusakan bahan makanan yang derajat keasamannya rendah secara relative berjalan cepat. Pertumbuhan organisme penyebab kerusakan bahan makanan sangata terhambat dalam lingkungan yang keasamannaya tinggi. Salah satu cara pengawetan bahan makanan adalah menurunkan Ph bahan makanan tersebut dengan cara fermentasi anaerob senyawa karbohidrat menjadi asam laktat. Keasaman beberapa beberapa bahan makanan dapat dinaikkan dengan penambahan asam seperti cuka atau sama sitrat oleh prose fermentasi kecil. Dalam kandungan zat gizi makanan dapat ditingkatkan terutama melalui sinesis vitamin dan protein oleh mikroba.
Zat aditif berupa zat kimia mempunyai daya pengawet terhadap bahan makanan karena menyediakan lingkungan yang menghambat pertumbuhan mikroba reaksi kimia enzimatis dan kimia. Pengolahan demikian termasuk pola penggunaan agensia kiuring dan pengasapan produk daging, pengawetan kadar gula tinggi untuk sayuran dan buah-buahan serta perlakuan dengan berbagai macam zat kimia aditif. Pengaruh cara initerhadap zat gizi bervariasi namun pada umumnya kecil.
2.3 Upaya mengatasi permasalahan gizi dalam pengolahan dan pengawetan makanan
Dalam pengolahan dan pengawetan makanan untuk mencegah hilangnya atau berkurangnya kandungan gizi dan berubahnya tekstur, rasa, warna, dan bau di lakukan hal-hal sebagai berikut:
1. Mengunakan teknik pengolahan dan pengawetan yang berorientasi gizi.
1. Memasak nasi
2. Kehilangan thiamin pada nasi dapat di lakukan dengan cara yaitu sebelum di masak hendaknya pencucian yang di lakukan jangan di ulang-ulang cukup 2 kali saja dan cara masaknya dengan meliwet.
3. Memasak sayuran
4. Sebelum di masak sayuran jangan di potong kecil-kecil sebab ruas permukaan yang meningkat akan menyebabkan nilai gizi yang hilang juga banyak.
1. Gunakan air secukupnya
2. Biarkan air yang akan di gunakan untuk merebus mendidih terlebih dahulu sebelum sayuran di masukan.
3. Panci yang di gunakan untuk memasak harus di tutup.
4. Jangan mengunakan panci atau alat lainya yang terbuat dari logam yang dapat mengkatalisa proses oksidasi terhadap vitamin.
5. Gunakan air rebusan sebagai kuah.
6. Pengawetan sayuran dengan cara pendinginan harus memperhatikan suhu optimum sayuran yang di maksud agar tidak terjadi pembusukan karena aktifitas mikroorganisme dan lain-lain.
Contoh: Kol pada suhu 00 C, buncis 7,5-100 C, tepung 7-100C, Wortel 0,1,50 C.
1. Ikan atau daging
1. pink spoilage dapat di cegah dengan mengunakan larutan sodium hypochlorite atau bahan lain yang serupa, dengan dosis tidak lebih dari 500 ppm.
1. Case hardening dapat di cegah dengan cara membuat suhu pengeringan tidak terlalu tinggi, atau proses pengeringan awal tidak terlalu cepat.
2. freezer burn dapat di cegah dengan cara membungkus daging yang di maksud.
Buah
Pada pendinginan buah maka untuk mencegah kehilangan air atau memberi kilap maka kulit buah di lapisi dengan malam atau parafin.
Susu
Pada susu pasteurisasi yang di lakukan mengunakan suhu <600 C sedangkan untuk pembuatan es krim menggunakan suhu 71,10 C selama 30 menit atau 82,2 0 C selama 16-20 detik.
1. Suplementasi bahan gizi
Pada dasarnya kehilangan bahan gizi seperti lemak asam amino, vitamin, dan mineral pada proses pengolahan sudah bisa di tekan seminimal mungkin jika menggunakan teknik pengolahan yang berorientasi gizi. Kebutuhan tubuh akan bahan gizi yang tidak dapat di penuhi dari bahan yang kita konsumsi dapat di tambah dengan mengkonsumsi bahan lain yang mengandung zat yang kita butuhkan. Salah satu cara yaitu dengan mengonsumsi makanan yang masih segar, sayuran dan lain-lain. Dengan mengkonsumsi buah-buahan segar dan sayuran secara langsung maka kebutuha zat gizi yang kita butuhkan dapat teratasi karena dala buah-buahan dan sayuran segar tersebut sudah terdapat zat gizi seperti lemak, protein, vitamin, dan mineral.
1. Bahan tambahan makanan (bahan Aditif) dan kesehatan
Bahan tambahan makanan (BTM) didefinisikan sebagai bahan yang tidak lazin dikonsumsi sebagai makanan, dan biasanya bukan merupakan komposisi khas makanan, dapat bernilai gizi ataupun tidak, ditambahkan ke dalam makanan dengan sengaja untuk membantu teknik pengolahan makanan baik dalam proses pembuatan, pengolahan, penyiapan, perlakuan, pengepakan, pengemasan, pengangkutan, dan penyimpanan produk makanan olahan, agar menghasilkan suatu makanan yang lebih baik atau secara nyata mempengaruhi sifat khas makanan tersebut.
Meningkatnya kebutuhan masyarakat terhadap makanan yang praktis dan awet menunjang berkembangnya penggunaan BTM yang secara bermakna berperan besar dalam rantai produksi dan pengolahan sejak abad ke-19. Seiring dengan banyaknya laporan kasus keracunan makanan, Timbul berbagai diskusi dan keprihatinan yang mendalam mengenai keamanan penggunaan BTM, termasuk bagaimana langkah-langkah pengendalian yang tepat diperlukan.
Jenis BTM sangat beragam sesuai dengan fungsi dan tujuan penggunaannya, yaitu sebagai antioksidan, mencegah penggumpalan, mengatur keasamam makanan, pemanis buatan, pemutih dan pematang tepung, pengemulsi, pengental, pengawet, pewarna, pengeras, penyedap rasa, penguat rasa, sekuestran, enzim dan penambah gizi, serta fungsi lainnya seperti pelembab, antibusa, pelarut, karbonasi, penyalut, dan pengisi.
WHO mensyaratkan zat tambahan itu seharusnya memenuhi kriteria sebagai berikut : (1). Aman digunakan, (2). Jumlahnya sekedar memnuhi kriteri pengaruh yang diharapkan, (3). Sangkil secara teknologi, (4). Tidak boleh digunakan utnuk menipu pemakai dan jumlah yang dipakai haruslah minimal. Bahan baku BTM dari bahan sintetik mempunyai kelebihan yaitu lebih pekat, lebih stabil, dan lebih murah. Namun demikian ada kelemahannya yaitu sering terjadi ketidaksempurnaan proses sehingga mengandung zat-zat yang berbahaya bagi kesehatan, dan kadang-kadang bersifat karsinogenik, baik pada hewan maupun manusia.
Agar dapat dengan baik melindungi konsumen dari berbagai masalah keamanan pangan dan industri pangan di Indonesia, berbagai peraturan dikeluarkan oleh instansi terkait. Selain Badan Pengawasan Obat dan Makanan (BPOM) yang bernaung di bawah Departemen Kesehatan, pengawasan dan pengendalian juga dilakukan oleh Departemen Pertanian, Departemen Perdagangan, dan Departemen Perindustrian.
Suatu jenis BTM menjadi berbahaya bagi kesehatan tidak hanya karena secara obyektif memang merusak kesehatan/tubuh dan karenanya telah dilarang oleh peraturan, juga karena penggunaan BTM yang tidak dilarang tetapi dengan ukuran yang berlebihan dan sering dikonsumsi.
Jenis BTM yang boleh digunakan sepanjang masih sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan. Sedangkan bahan tambahan yang dilarang digunakan pada makanan berdasarkan Peraturan Menkes RI No. 722/Menkes/Per/IX/1988 dan perubahannya No. 1168/Menkes/Per/X/1999 adalah Asam Borat (Boric Acid) dan senyawanya, Asam Salisilat dan garamnya (Salicylic Acid and its salt), Dietilpirokarbonat (Diethylpirocarbonate DEPC), Dulsin (Dulcin), Kalsium Klorat (Potassium Chlorate), Kloramfenikol (Chloramfenikol), Minyak Nabati yang dibrominasi (Brominate vegetable oils), Nitrofurazon (Nitrofurazone), Formalin (Formaldehyde), dan Kalium Bromat (Potassium Bromate).( F:\Republika Online – http–www_republika_co_id.mht)
2.4 Problematika Penggunaan BTM ilegal dimasyarakat
Salah satu yang membuat geger massyarakat Baru-baru ini adalah penemuan kandungan formalin dan Borak pada sejumlah produk makanan, dan sebagian besar pada jenis mi, tahu, bakso dan juga ikan asin, yang selama ini banyak dikonsumsi masyarakat luas. Formalin adalah zat kimia yang mengandung unsur karbon, hidrogen, dan oksigen, dan mempunyai nama lain formaldehid. Secara fisik terdapat dalam bentuk larutan tidak berwarna dengan kadar antara 37-40%. Formalin biasanya mengandung alkohol/metanol 10-15% yang berfungsi sebagai stabilisator untuk mencegah polimerisasi formaldehid menjadi paraformaldehid yang bersifat sangat beracun. Karakteristik dari zat ini adalah mudah larut dalam air, mudah menguap, mempunyai bau yang tajam dan iritatif walaupun ambang penguapannya hanya 1 ‰, mudah terbakar bila kontak dengan udara panas atau api, atau bila kontak dengan zat kimia tertentu. Di pasaran tersedia dalam bentuk sudah diencerkan maupun dalam bentuk padat.
Pemakaian formalin
Formalin bersifat desinfektan, kuat terhadap bakteri pembusuk dan jamur. Oleh karena itu gas formalin dipakai oleh pedagang bahan tekstil supaya tidak rusak oleh jamur atau ngengat. Selain itu formalin juga dapat mengeraskan jaringan sehingga dipakai sebagai pengawet mayat dan digunakan pada proses pemeriksaan bahan biologi maupun patologi.
Dampak formalin terhadap kesehatan
Formalin terbukti bersifat karsinogen atau menyebabkan kanker pada hewan percobaan, yang menyerang jaringan permukaan rongga hidung. Bila dilihat dari respon tubuh manusia terhadap formalin, efek yang sama juga dapat terjadi
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Pangan secara umum bersifat mudah rusak (perishable), karena kadar air yang terkandung di dalamnya sebagai faktor utama penyebab kerusakan pangan itu sendiri. Semakin tinggi kadar air suatu pangan, akan semakin besar kemungkinan kerusakannya baik sebagai akibat aktivitas biologis internal (metabolisme) maupun masuknya mikroba perusak.
untuk mengawetkan makanan dapat dilakukan dengan beberapa teknik baik yang menggunakan teknologi tinggi maupun teknologi sederhana. Caranya pun beragam dengan berbagai tingkat kesulitan. Namun inti dari pengawetan makanan adalah suatu upaya untuk menahahn laju pertumbuham mikroorganisme pada makananm
jenis-jenis teknik pengolahan dan pengawetan makanan itu ada 5 :
1. pendinginan
2. pengeringan
3. pengalengan
4. pengemasan
5. penggunaan bahan kimia
6. pemanasan
7. Bahan makanan mempunyai peranan yang penting sebagai pembawa atau media zat gizi yang di dalamya banyak mengandung zat-zat yang di butuhkan oleh tubuh seperti karbohidrat, protein, lemak, vitamin, mineral, dan lain-lain
8. Penggunaan zat aditif (tambahan) dalam makanan dan minuman sangat berbahaya bagi kesehatan masyaratkan, terutama zat tambahan bahan kimia sintetis yang toksik dan berakumulasi dalam tubuh untuk jangka waktu yang relatif lama bagi yang menggunakannya.
1. Keracunan makanan bisa disebabkan oleh karena kelalaian dan ketidaktahuan masyarakat dalam pengolahannya , seperti keracunan singkong.
2. Keracunan makanan bisa juga disebabkan oleh kondisi lingkungan yang memungkinkan mikroba untuk berkembang biak lebih cepat, seperti karena faktor fisik, kimia dan biologis
3.2 Saran
Bagi produsen makanan hendaknya jangan hanya ingin mendapat keuntungan yang besar tetapi juga memperhatikan aspek kesehatan bagi masyarakat yang mengkonsumsinyayaitu dengan menggunakan zat aditf yang tidak membahayakan bagi kesehatan
Bagi Dinas kesehatan c/q Pengawasan makanan dan minuman hendaknya sebelum mengeluarkan nomor registrasi mengetahui kandungan zat yang ada didalamnya terutama yang membahayakan kesehatan.
Bagi instansi terkait hendaknya memberikan informasi kepada khalayak luas tentang bahan kimia atau zat tambahan yang boleh dan tidak boleh digunakan dalam makanan dan minuman yang mengganggu kesehatan.
DAFTAR PUSTAKA
Budiyanto, MAK. 2002. Dasar-Dasar Ilmu Gizi; malang UMM press
Dwijopeputro, D. 1994. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta; Djambatan
Fareliaz, Srikandi. Mikrobiologi Pangan, jakarta; Gramedia pustaka
Winarno, F.G.I. 1993. Pangan, Gizi, Teknologi dan konsumsi. Jakarta; Gramedia Pustaka.
http://zaifbio.wordpress.com/2009/02/02/pengolahan-dan-pengawetan-bahan-makanan-serta
permasalahannya/
MAKALAH “KELEMBABAN UDARA”
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan yang Maha Esa yang telah memberikan kesehatan dan keselamatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan makalah dengan judul “KELEMBABAN UDARA”.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ir. Ardian,MSi.Sebagai dosen Pembimbing Mata Kuliah Agroklimatologi yang telah banyak memberikan bimbingan, Arahan, dan motifasi sampai selesainya makalah ini.
Tidak lupa pula untuk rekan-rekan yang telah banyak membantu penulis di dalam penyelesaian makalah ini, yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu. Tidak ada yang pantas diberikan, selain balasan dari Tuhan Yang Maha Kuasa untuk kemajuan kita semua dalam menghadapi masa depan nanti. Serta Terima Kasih kepada rekan-rekan yang memberikan kritikan terhadap makalah ini.
Akhirnya penulis sangat mengharapkan agar makalah ini bermanfaat bagi kita semua baik untuk masa kini maupun untuk masa yang akan datang.
Aek Nabara,
Penyusun
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR............................................................................. i
DAFTAR ISI............................................................................................. ii
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang............................................................................. 4
1.2. Rumusan Masalah........................................................................ 5
1.3. Tujuan.......................................................................................... 5
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Pengertian Kelembaban................................................................ 6
2.2. Prinsip Kelembaban .................................................................... 7
III. PEMBAHASAN
3.1. Pengertian Kelembaban............................................................... 8
3.1.1. Kelembapan absolut...............................................................
3.1.2. Kelembapan spesifik..............................................................
3.1.3. Kelembaban relatif / Nisbi.....................................................
3.1.4. Kerapatan Uap Air.................................................................
3.1.5. Tekanan Uap Air....................................................................
3.1.6. Kelembaban Spesifik.............................................................
3.2. Alat-Alat Pengukur Kelembaban Udara ..................................... 11
3.2.1. Psychrometer Bola Basah Dan Bola Kering..........................
3.2.2. Psychrometer Assmann..........................................................
3.2.3. Psychrometer Putar (Whirling)...............................................
3.2.4. Higrometer Rambut...............................................................
3.3. Macam-macam kelembaban udara ............................................... 10
3.4. Cara Praktis Mengatur Kelembaban pada Tanaman .................... 11
IV. PENUTUP
4.1. Kesimpulan.......................................................................................... 14
4.2. Saran.................................................................................................... 14
V. DAFTAR PUSTAKA
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kelembaban udara relatif (atau RH, Relative Humidity), adalah rasio antara tekanan uap air aktual pada temperatur tertentu dengan tekanan uap air jenuh pada temperatur tersebut. Pengertian lain dari Kelembapan adalah perbandingan antara jumlah uap air yang terkandung dalam udara pada suatu waktu tertentu dengan jumlah uap air maksimal yang dapat ditampung oleh udara tersebut pada tekanan dan temperatur yang sama.
Dalam konteks budidaya tanaman dalam ruang lingkup pertanian baik berupa budidaya tanaman pangan, perkebunan, ataupun budidaya tanaman holtikultura dsb. Maka kelembaban udara dipengaruhi dan memengaruhi laju transpirasi tanaman. Kelembaban udara memiliki pengaruhi pada proses transpirasi tanaman, tingginya laju transpirasi akan meningkatkan laju penyerapan air oleh akar hingga pada batas tertentu, namun jika terlalu tinggi melampaui laju penyerapan dan terjadi secara terus menerus akan menyebabkan tanaman mengering.
Transpirasi adalah proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari jaringan hidup tanaman yang terletak di atas permukaan tanah melewati stomata, lubang kutikula, dan lentisel 80% air yang ditranspirasikan berjalan melewati lubang stomata. Disamping itu juga kelembaban udara bersama dengan temperatur juga memiliki pengaruh pada proses pertumbuhan dan perkembangan hama dan penyakit. Hal ini terjadi karena, kondisi kelembaban dan temperatur pada nilai tertentu merupakan nilai yang optimal bagi pertumbuhan dan perkembangan hama dan penyakit tanaman.
Oleh karena itu, dengan mengetahui kelembaban dan juga temperatur pada suatu wilayah, maka kita dapat menentukan langkah antisipatif untuk budidaya tanaman. Sebab, jika kita mengetahui kelembaban suatu tempat, maka kita dapat menentukan tanaman apa yang tepat untuk dibudidayakan pada nilai kelembaban yang kita ketahui.
Kelembaban udara selalu memiliki korelasi ataupun hubungan dengan temperatur. Kedua komponen iklim ini memiliki pengaruh pada konidisi lingkungan suatu tempat..
1.2. Rumusan Masalah
Dalam makalah ini masalah yang akan diangkat adalah
1. Alat ukur kelembaban dan bagaimana cara kerjanya
2. Macam-macam kelembaban
3. Hubungan kelembaban dengan pertanian
4. Bagaimana cara pengaturan kelembaban
1.3 Tujuan
Tujuan penulisan makalah ini agar dapat :
1. Memberi penjelasan tentang Alat ukur kelembapan serta cara kerjanya.
2. Mengerti tentang macam-macam kelembapan.
3. Mengetahui pentingnya kelembapan terhadap pertanian dan mengetahui hubungan kelembapan tersebut.
4. Mengetahui cara mengatur kelembapan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Kelembaban
Kelembaban adalah konsentrasi uap air di udara. Angka konsentasi ini dapat diekspresikan dalam kelembapan absolut, kelembapan spesifik atau kelembapan relatif. Alat untuk mengukur kelembapan disebut higrometer. Sebuah humidistat digunakan untuk mengatur tingkat kelembapan udara dalam sebuah bangunan dengan sebuah pengawal lembab (dehumidifier). Dapat dianalogikan dengan sebuah termometer dan termostat untuk suhu udara. Perubahan tekanan sebagian uap air di udara berhubungan dengan perubahan suhu. Konsentrasi air di udara pada tingkat permukaan laut dapat mencapai 3% pada 30 °C (86 °F), dan tidak melebihi 0,5% pada 0 °C (32 °F). Kandungan uap air dalam udara hangat lebih banyak daripada kandungan uap air dalam udara dingin. Jika udara banyak mengandung uap air didinginkan maka suhunya turun dan udara tidak dapat menahan lagi uap air sebanyak itu.Uap air berubah menjadi titik-titik air. Udara yan mengandung uap air sebanyak yang dapat dikandungnya disebut udara jenuh. Kelembaban udara padaketinggian lebih dati 2 meter dari permukaan menunjukkan perbedaan yang nyata antara malam dan siang hari. Pada lapisan udara yang lebih tinggi tersebut, pengaruh angin terjadi lebih besar. Udara lembab dan udara kering dapat tercampur lebih cepat (Benjamin, 1994).
Kelembaban udara disuatu tempat berbeda-beda, tergantung pada tempatnya. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor yang mempengaruhinya, diantaranya: Jumlah radiasi yang dipancatkan matahari yang diterima bumi, pengaruh daratan atau lautan, pengaruh ketinggian (altitude) dan pengaruh angin (Handoko, 1994).
Kelembaban udara yang lebih tinggi pada udara dekat permukaan pada siang hari disebabkan karena penambahan uap air hasil evapotranspirasi dari permukaan. Proses ini berlangsung karena permukaan tanah menyerap radiasi matahari selama siang hari tersebut. Pada malam hari, akan berlangsung proses kondensasi atau pengembunan yang memanfaatkan uap air yang berasal dari udara. Oleh sebab itu, kandungan uap air di udara dekat permukaan tersebut akan berkurang (Benjamin, 1994).
Dalam kelembaban ini kita mengenal beberapa istilah yaitu kelembaban mutlak, kelembaban specifik dan kelembaban relatif. Kelembaban mutlak adalah massa uap air yang berada dalam satu satuan udara yang dinyatakkan dalam gram/ m, kelembaban specifik merupakan perbandingan massa uap air di udara dengan satuan massa udara yang dinyatakkan dalam gram/ kilogram, sedangkan kelembaban relatif merupakan perbandingan jumlah uap air di udara dengan jumlah maksimum uap air yang kandung panas dan temperatur tertentu yang dinyatakkan dalam persen ( % ) (Kartasapoetra, 1990).
2.2. Prinsip Kelembaban
Beberapa prinsip yang umum digunakan dalam pengukuran kelembaban udara yaitumetode pertambahan panjang dan berat pada benda-benda higroskopis, serta metode termodinamika. Alat pengukur kelembaban udara secara umum disebut higrometer sedangkan yang menggunakan metode termodinamika disebut psikrometer (Kartasapoetra, 1990).
III. PEMBAHASAN
3.1. Pengertian Kelembaban
Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air. Kandungan uap air dalam udara hangat lebih banyak daripada kandungan uap air dalam udara dingin. Kalau udara banyak mengandung uap air dingin maka suhunya turun dan udara tidak dapat menahan lagi uap air sebanyak itu. Uap air berubah menjadi titik-titik air. Udara yan mengandung uap air sebanyak yang dapat dikandungnya disebut udara jenuh
Kelembapan udara (humidity gauge) adalah jumlah uap air diudara (atmosfer). Kelembapan adalah konsentrasi uap air di udara.Angka konsentasi ini dapat diekspresikan dalam kelembapan absolut, kelembapan spesifik atau kelembapan relatif.Alat yang digunakan untuk mengukur kelembapan disebut dengan Higrometer. Sebuah humidistat digunakan untuk mengatur tingkat kelembapan udara dalam sebuah bangunan dengan sebuah pengawal lembap (dehumidifier).
Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air. Kandungan uap air dalam udara hangat lebih banyak daripada kandungan uap air dalam udara dingin. Kalau udara banyak mengandung uap air didinginkan maka suhunya turun dan udara tidak dapat menahan lagi uap air sebanyak itu. Uap air berubah menjadi titik-titik air. Udara yan mengandung uap air sebanyak yang dapat dikandungnya disebut udara jenuh.
Dapat dianalogikan dengan sebuah termometer dan termostat untuk suhu udara.Perubahan tekanan sebagian uap air di udara berhubungan dengan perubahan suhu. Konsentrasi air di udara pada tingkat permukaan laut dapat mencapai 3% pada 30 °C (86 °F), dan tidak melebihi 0,5% pada 0 °C (32 °F).
Ada dua istilah kelembapan udara yaitu kelembapan tinggi dan kelembapan rendah.Kelembapan tinggi adalah jumlah uap air yang banyak diudara, sedangkan kelembapan rendah adalah jumlah uap air yang sedikit diudara. Kelembapan udara dapat dinyatakan sebagai kelembapan udara absolut, kelembapan nisbi (relatif), maupun defisit tekanan uap air. Kelembapan absolut adalah kandungan uap air yang dapat dinyatakan dengan massa uap air atau tekanannya per satuan volume (kg/m3). Kelembapan nisbi (relatif) adalah perbandingan kandungan (tekanan) uap air actual dengan keadaan jenuhnya (g/kg). Defisit tekanan uap air adalah selisih antara tekanan uap jenuh dengan tekanan uap aktual.
3.1.1. Kelembapan absolut
Kelembapan absolut mendefinisikan massa dari uap air pada volume tertentu campuran udara atau gas, dan umumnya dilaporkan dalam gram per meter kubik (g/m3).
3.1.2. Kelembapan spesifik
Kelembapan spesifik adalah metode untuk mengukur jumlah uap air di udara dengan rasio terhadap uap air di udara kering. Kelembapan spesifik diekspresikan dalam rasio kilogram uap air, mw, per kilogram udara, ma .
3.1.3. Kelembaban relatif / Nisbi
Kelembapan Relatif / Nisbi yaitu perbandingan jumlah uap air di udara dengan yang terkandung di udara pada suhu yang sama. Kelembaban nisbi membandingkan antara kandungan/tekanan uap air aktual dengan keadaan jenuhnya atau apda kapasitas udara untuk menampung uap air.
Misalnya pada suhu 270C, udara tiap-tiap 1 m3 maksimal dapat memuat 25 gram uap air pada suhu yang sama ada 20 gram uap air,maka lembab udara pada waktu itu sama dengan .
3.1.4. Kerapatan Uap Air
Massa uap air per satuan volume udara yang mengandung uap air tersebut.(kelembaban mutlak)
ρv = mv /V
Ρv = kerapatan uap air (kg m-3)
Mv= massa uap air (kg) pada volume udara sebesar V
V = volume udara (m3)
Pada daerah lembab seperti di daerah tropis, ρv akan lebih tinggi daripada daerah temperate yang relatif kering terutama pada musim dingin (winter). Pada musim dingin kapasitas udara untuk menampung uap air menjadi kecil.
3.1.5. Tekanan Uap Air
Hukum Gas Ideal :
ea = n R T/V
ea =Tekanan uap air (mb)
R = Tetapan gas umum (8.3143 J K-1 mol -1)
T = suhu mutlak (K)
V = volume udara (m3)
Jumlah mol adalah n = m/Mv dan Mv = 18.016 untuk uap (H2O), serta ρv = mv /V, maka berdasarkan persamaan di atas, maka tekanan uap ditentukan oleh kerapatan uap air (ρv ) serta suhu udara (T).
3.1.6. Kelembaban Spesifik
Perbandingan antara massa uap air (mv), dengan massa udara lembab, yaitu massa udara kering (md) bersama-sama uap air tersebut (mv)
q = m/(md + mv)
Nisbah campuran (r) (mixing ratio), massa uap air dibandingkan dengan massa udara kering
3.2. Alat – alat pengukur kelembaban udara
3.2.1. Psychrometer Bola Basah Dan Bola Kering
Psychrometer ini terdiri dari dua buah thermometer air raksa, yaitu :
1. Thermometer Bola Kering : tabung air raksa dibiarkan kering sehingga akan mengukur suhu udara sebenarnya.
2. Thermometer Bola Basah : tabung air raksa dibasahi agar suhu yang terukur adalah suhu saturasi/ titik jenuh, yaitu; suhu yang diperlukan agar uap air dapat berkondensasi.
Suhu udara didapat dari suhu pada termometer bola kering, sedangkan RH (kelembaban udara) didapat dengan perhitungan:
3.2.2. Psychrometer Assmann
Psychrometer assmann terdiri dari 2 buah thermometer air raksa dengan pelindung logam mengkilat.Kedua bola thermometer terpasang dalam tabung logam mengkilat.Kipas angin terletak diatas tabung pada tengah alat.Gunanya untuk mengalirkan (menghisap) udara dari bawah melalui kedua bola.Thermometer langsung menuju keatas.Alat dipasang menghadap angin dan sedemikian sehingga logam mengkilat mencegah sinar matahari langsung ke Thermometer, terutama pada angin lemah dan sinar matahari yang kuat.
3.2.3. Psychrometer Putar (Whirling)
Disebut juga sebagai Psychrometer Sling/ Whirling.Alat ini terdiri dari 2 Thermometer yang dipasang pada kerangka yang dapat diputar melalui sumbu yang tegak lurus pada panjangnya.Sebelum pemutaran bola basah dibasahi dengan air murni.Psychrometer diputar cepat-cepat (3 putaran/ detik).Selama + 2 menit, dihentikan dan dibaca cepat-cepat.Kemudian diputar lagi, dihentikan dan dibaca seterusnya sampai diperoleh 3 data.Data yang diambil adalah suhu bola basah terendah.Jika ada 2 suhu bola basah terendah yang diambil suhu bola kering.
3.2.4. Higrometer Rambut
Higrometer rambut adalah alat yang digunakan untuk mengukur kelembaban udara.Satuan meteorologi dari kelembaban udara adalah persen.Alat ini menggunakan rambut manusia, karena perubahan panjang rabut mudah diukur. Higrometer yang akan digunakan di pasang di dalam sangkar stevenson.
Cara kerja dan prinsip dari Higrometer rambut adalah bila udara lembap, rambut akan mengembang, menggerakan engsel, kemudian diteruskan ke tangkai pena. Akibatnya, tangkai pena naik. Begitu juga jika udara kering, rambut akan munyusut, menggerakan engsel kemudian diteruskan ke tangkai pena. Akibatnya tangkai pena turun.
Barometer
Barometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara.Satuan meteorologi dari tekanan udara adalah mbar (milibar), cmHg dan atm. Barometer ada dua jenis yaitu barometer raksa dan barometer aneroid. Tetapi kegunaan mereka tetap sama yaitu mengukur tekanan udara
Barometer termasuk peralatan meteorologi golongan non recording yang pada waktu tertentu harus dibaca agar mendapat data yang diinginkan.Selain itu, Barometer juga termasuk dalam alat metorologi yang dipakai di permukaan bumi.Jenis alat ini umumnya terdapat pada stasiun meteorologi untuk peramalan cuaca klimatologi dan maritim.
3.3. Macam-macam kelembaban udara
1. Kelembaban spesifik, yaitu perbandingan antara masa udara sebenarnya di atmosfer dengan satu masa udara, biasanya dinyatakan dalam sistim matrik, gram/kilogram.
2. Kelembaban mutlak, yaitu masa uap air yang terdapat dalam satu satuan udara, dinyatakan dalam gram/m3. Contoh : Kelembaban mutlak wilayah tropika umumnya lebih tinggi dari wilayah temperate.
3. Kelembaban nisbi (relatif humidity), yaitu perbandingan antara masa uap air yang ada di dalam satu satuan volume udara, dengan masa uap air yang maksimum dapat dikandung pada suhu dan tekanan yang sama. Oleh karena itu kelembapan nisbi dapat pula merupakan perbandingan antara tekanan uap air (actual) dengan tekanan uap air jenuh pada suhu yang sama. Satuan kelembapan nisbi dinyatakan dalam bentuk %.
3.4. Cara Praktis Mengatur Kelembaban pada Tanaman
Pernahkah Anda menjumpai tanaman Anda tiba-tiba ujung daunnya berwarna coklat, mengering, rontok bahkan berakhir dengan kematian.Padahal tanaman Anda berada di dalam ruangan dan tidak ada panas yang berlebihan.Bahkan kondisi ruangannya cukup dingin bagi kulit Anda.
Hal tersebut terjadi karena kodisi kelembaban yang ada dalam ruangan Anda.Selain suhu dan cahaya, kelembaban merupakan salah satu faktor yang penting dalam pertumbuhan tanaman.Kebanyakan tanaman dalam ruangan (indoor plant), terutama yang kondisi aslinya berasal dari hutan tropika basah membutuhkan kelembaban yang cukup dalam pertumbuhannya.Golongan ini misalnya kelompok paku-pakuan, philodendron, monstera dan tanaman hias daun lainnya.
Pada kondisi dalam ruangan kelmbaban udara mudah sekali menurun, apalagi bila ruangan kita ber-AC.Kelembaban yang rendah menyebabkan transpirasi yang tinggi pada tanaman.Gejala yang muncul pada tanaman bila kelembaban terlalu rendah diantaranya terjadinya pencoklatan pada pucuk-pucuk daun, gugur daun, dan pembungaan yang sedikit.
IV. PENUTUP
A.Kesimpulan
1. Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air.
2. Kelembaban memiliki Alat Pengukur dan Fungsi masing-masing alat.
3. Terdapat macam-macam kelembaban yang menjadi faktor penentu kegiatan pertanian.
4. Kelembaban udara menyebabkan penyakit, dan penyakit dapat tersebar melalui udara.
5. Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air.
B. Saran
Kelembaban menjadi faktor penting penentu kegiatan pertanian. Dengan mengetahui kelembaban bisa meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Dengan alat kelembaban kita dapat mengetahui jadwal yang sesuai dan mengetahui waktu yang tepat agat kegiatan pertanian dapat dilakukan dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2009. Agroklimatologi. Pengaruh iklim terhadap pertanian.Bandung. Http:// www.infoplease.com/ce6/weather/A0870158.html (diakses tanggal 30 September 2013 pukul 17.30 WIB)
Subarjo M. Buku Ajar Meteorologi Dan Klimatologi. Universitas Lampung: Bandar
Lampung.
Lakitan, Benyamin. 2002. Dasar-Dasar Klimatologi. Cetakan Ke-dua. Raja
Grafindo Persada. Jakarta
Puji syukur kehadirat Tuhan yang Maha Esa yang telah memberikan kesehatan dan keselamatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan makalah dengan judul “KELEMBABAN UDARA”.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ir. Ardian,MSi.Sebagai dosen Pembimbing Mata Kuliah Agroklimatologi yang telah banyak memberikan bimbingan, Arahan, dan motifasi sampai selesainya makalah ini.
Tidak lupa pula untuk rekan-rekan yang telah banyak membantu penulis di dalam penyelesaian makalah ini, yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu. Tidak ada yang pantas diberikan, selain balasan dari Tuhan Yang Maha Kuasa untuk kemajuan kita semua dalam menghadapi masa depan nanti. Serta Terima Kasih kepada rekan-rekan yang memberikan kritikan terhadap makalah ini.
Akhirnya penulis sangat mengharapkan agar makalah ini bermanfaat bagi kita semua baik untuk masa kini maupun untuk masa yang akan datang.
Aek Nabara,
Penyusun
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR............................................................................. i
DAFTAR ISI............................................................................................. ii
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang............................................................................. 4
1.2. Rumusan Masalah........................................................................ 5
1.3. Tujuan.......................................................................................... 5
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Pengertian Kelembaban................................................................ 6
2.2. Prinsip Kelembaban .................................................................... 7
III. PEMBAHASAN
3.1. Pengertian Kelembaban............................................................... 8
3.1.1. Kelembapan absolut...............................................................
3.1.2. Kelembapan spesifik..............................................................
3.1.3. Kelembaban relatif / Nisbi.....................................................
3.1.4. Kerapatan Uap Air.................................................................
3.1.5. Tekanan Uap Air....................................................................
3.1.6. Kelembaban Spesifik.............................................................
3.2. Alat-Alat Pengukur Kelembaban Udara ..................................... 11
3.2.1. Psychrometer Bola Basah Dan Bola Kering..........................
3.2.2. Psychrometer Assmann..........................................................
3.2.3. Psychrometer Putar (Whirling)...............................................
3.2.4. Higrometer Rambut...............................................................
3.3. Macam-macam kelembaban udara ............................................... 10
3.4. Cara Praktis Mengatur Kelembaban pada Tanaman .................... 11
IV. PENUTUP
4.1. Kesimpulan.......................................................................................... 14
4.2. Saran.................................................................................................... 14
V. DAFTAR PUSTAKA
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kelembaban udara relatif (atau RH, Relative Humidity), adalah rasio antara tekanan uap air aktual pada temperatur tertentu dengan tekanan uap air jenuh pada temperatur tersebut. Pengertian lain dari Kelembapan adalah perbandingan antara jumlah uap air yang terkandung dalam udara pada suatu waktu tertentu dengan jumlah uap air maksimal yang dapat ditampung oleh udara tersebut pada tekanan dan temperatur yang sama.
Dalam konteks budidaya tanaman dalam ruang lingkup pertanian baik berupa budidaya tanaman pangan, perkebunan, ataupun budidaya tanaman holtikultura dsb. Maka kelembaban udara dipengaruhi dan memengaruhi laju transpirasi tanaman. Kelembaban udara memiliki pengaruhi pada proses transpirasi tanaman, tingginya laju transpirasi akan meningkatkan laju penyerapan air oleh akar hingga pada batas tertentu, namun jika terlalu tinggi melampaui laju penyerapan dan terjadi secara terus menerus akan menyebabkan tanaman mengering.
Transpirasi adalah proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari jaringan hidup tanaman yang terletak di atas permukaan tanah melewati stomata, lubang kutikula, dan lentisel 80% air yang ditranspirasikan berjalan melewati lubang stomata. Disamping itu juga kelembaban udara bersama dengan temperatur juga memiliki pengaruh pada proses pertumbuhan dan perkembangan hama dan penyakit. Hal ini terjadi karena, kondisi kelembaban dan temperatur pada nilai tertentu merupakan nilai yang optimal bagi pertumbuhan dan perkembangan hama dan penyakit tanaman.
Oleh karena itu, dengan mengetahui kelembaban dan juga temperatur pada suatu wilayah, maka kita dapat menentukan langkah antisipatif untuk budidaya tanaman. Sebab, jika kita mengetahui kelembaban suatu tempat, maka kita dapat menentukan tanaman apa yang tepat untuk dibudidayakan pada nilai kelembaban yang kita ketahui.
Kelembaban udara selalu memiliki korelasi ataupun hubungan dengan temperatur. Kedua komponen iklim ini memiliki pengaruh pada konidisi lingkungan suatu tempat..
1.2. Rumusan Masalah
Dalam makalah ini masalah yang akan diangkat adalah
1. Alat ukur kelembaban dan bagaimana cara kerjanya
2. Macam-macam kelembaban
3. Hubungan kelembaban dengan pertanian
4. Bagaimana cara pengaturan kelembaban
1.3 Tujuan
Tujuan penulisan makalah ini agar dapat :
1. Memberi penjelasan tentang Alat ukur kelembapan serta cara kerjanya.
2. Mengerti tentang macam-macam kelembapan.
3. Mengetahui pentingnya kelembapan terhadap pertanian dan mengetahui hubungan kelembapan tersebut.
4. Mengetahui cara mengatur kelembapan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Kelembaban
Kelembaban adalah konsentrasi uap air di udara. Angka konsentasi ini dapat diekspresikan dalam kelembapan absolut, kelembapan spesifik atau kelembapan relatif. Alat untuk mengukur kelembapan disebut higrometer. Sebuah humidistat digunakan untuk mengatur tingkat kelembapan udara dalam sebuah bangunan dengan sebuah pengawal lembab (dehumidifier). Dapat dianalogikan dengan sebuah termometer dan termostat untuk suhu udara. Perubahan tekanan sebagian uap air di udara berhubungan dengan perubahan suhu. Konsentrasi air di udara pada tingkat permukaan laut dapat mencapai 3% pada 30 °C (86 °F), dan tidak melebihi 0,5% pada 0 °C (32 °F). Kandungan uap air dalam udara hangat lebih banyak daripada kandungan uap air dalam udara dingin. Jika udara banyak mengandung uap air didinginkan maka suhunya turun dan udara tidak dapat menahan lagi uap air sebanyak itu.Uap air berubah menjadi titik-titik air. Udara yan mengandung uap air sebanyak yang dapat dikandungnya disebut udara jenuh. Kelembaban udara padaketinggian lebih dati 2 meter dari permukaan menunjukkan perbedaan yang nyata antara malam dan siang hari. Pada lapisan udara yang lebih tinggi tersebut, pengaruh angin terjadi lebih besar. Udara lembab dan udara kering dapat tercampur lebih cepat (Benjamin, 1994).
Kelembaban udara disuatu tempat berbeda-beda, tergantung pada tempatnya. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor yang mempengaruhinya, diantaranya: Jumlah radiasi yang dipancatkan matahari yang diterima bumi, pengaruh daratan atau lautan, pengaruh ketinggian (altitude) dan pengaruh angin (Handoko, 1994).
Kelembaban udara yang lebih tinggi pada udara dekat permukaan pada siang hari disebabkan karena penambahan uap air hasil evapotranspirasi dari permukaan. Proses ini berlangsung karena permukaan tanah menyerap radiasi matahari selama siang hari tersebut. Pada malam hari, akan berlangsung proses kondensasi atau pengembunan yang memanfaatkan uap air yang berasal dari udara. Oleh sebab itu, kandungan uap air di udara dekat permukaan tersebut akan berkurang (Benjamin, 1994).
Dalam kelembaban ini kita mengenal beberapa istilah yaitu kelembaban mutlak, kelembaban specifik dan kelembaban relatif. Kelembaban mutlak adalah massa uap air yang berada dalam satu satuan udara yang dinyatakkan dalam gram/ m, kelembaban specifik merupakan perbandingan massa uap air di udara dengan satuan massa udara yang dinyatakkan dalam gram/ kilogram, sedangkan kelembaban relatif merupakan perbandingan jumlah uap air di udara dengan jumlah maksimum uap air yang kandung panas dan temperatur tertentu yang dinyatakkan dalam persen ( % ) (Kartasapoetra, 1990).
2.2. Prinsip Kelembaban
Beberapa prinsip yang umum digunakan dalam pengukuran kelembaban udara yaitumetode pertambahan panjang dan berat pada benda-benda higroskopis, serta metode termodinamika. Alat pengukur kelembaban udara secara umum disebut higrometer sedangkan yang menggunakan metode termodinamika disebut psikrometer (Kartasapoetra, 1990).
III. PEMBAHASAN
3.1. Pengertian Kelembaban
Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air. Kandungan uap air dalam udara hangat lebih banyak daripada kandungan uap air dalam udara dingin. Kalau udara banyak mengandung uap air dingin maka suhunya turun dan udara tidak dapat menahan lagi uap air sebanyak itu. Uap air berubah menjadi titik-titik air. Udara yan mengandung uap air sebanyak yang dapat dikandungnya disebut udara jenuh
Kelembapan udara (humidity gauge) adalah jumlah uap air diudara (atmosfer). Kelembapan adalah konsentrasi uap air di udara.Angka konsentasi ini dapat diekspresikan dalam kelembapan absolut, kelembapan spesifik atau kelembapan relatif.Alat yang digunakan untuk mengukur kelembapan disebut dengan Higrometer. Sebuah humidistat digunakan untuk mengatur tingkat kelembapan udara dalam sebuah bangunan dengan sebuah pengawal lembap (dehumidifier).
Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air. Kandungan uap air dalam udara hangat lebih banyak daripada kandungan uap air dalam udara dingin. Kalau udara banyak mengandung uap air didinginkan maka suhunya turun dan udara tidak dapat menahan lagi uap air sebanyak itu. Uap air berubah menjadi titik-titik air. Udara yan mengandung uap air sebanyak yang dapat dikandungnya disebut udara jenuh.
Dapat dianalogikan dengan sebuah termometer dan termostat untuk suhu udara.Perubahan tekanan sebagian uap air di udara berhubungan dengan perubahan suhu. Konsentrasi air di udara pada tingkat permukaan laut dapat mencapai 3% pada 30 °C (86 °F), dan tidak melebihi 0,5% pada 0 °C (32 °F).
Ada dua istilah kelembapan udara yaitu kelembapan tinggi dan kelembapan rendah.Kelembapan tinggi adalah jumlah uap air yang banyak diudara, sedangkan kelembapan rendah adalah jumlah uap air yang sedikit diudara. Kelembapan udara dapat dinyatakan sebagai kelembapan udara absolut, kelembapan nisbi (relatif), maupun defisit tekanan uap air. Kelembapan absolut adalah kandungan uap air yang dapat dinyatakan dengan massa uap air atau tekanannya per satuan volume (kg/m3). Kelembapan nisbi (relatif) adalah perbandingan kandungan (tekanan) uap air actual dengan keadaan jenuhnya (g/kg). Defisit tekanan uap air adalah selisih antara tekanan uap jenuh dengan tekanan uap aktual.
3.1.1. Kelembapan absolut
Kelembapan absolut mendefinisikan massa dari uap air pada volume tertentu campuran udara atau gas, dan umumnya dilaporkan dalam gram per meter kubik (g/m3).
3.1.2. Kelembapan spesifik
Kelembapan spesifik adalah metode untuk mengukur jumlah uap air di udara dengan rasio terhadap uap air di udara kering. Kelembapan spesifik diekspresikan dalam rasio kilogram uap air, mw, per kilogram udara, ma .
3.1.3. Kelembaban relatif / Nisbi
Kelembapan Relatif / Nisbi yaitu perbandingan jumlah uap air di udara dengan yang terkandung di udara pada suhu yang sama. Kelembaban nisbi membandingkan antara kandungan/tekanan uap air aktual dengan keadaan jenuhnya atau apda kapasitas udara untuk menampung uap air.
Misalnya pada suhu 270C, udara tiap-tiap 1 m3 maksimal dapat memuat 25 gram uap air pada suhu yang sama ada 20 gram uap air,maka lembab udara pada waktu itu sama dengan .
3.1.4. Kerapatan Uap Air
Massa uap air per satuan volume udara yang mengandung uap air tersebut.(kelembaban mutlak)
ρv = mv /V
Ρv = kerapatan uap air (kg m-3)
Mv= massa uap air (kg) pada volume udara sebesar V
V = volume udara (m3)
Pada daerah lembab seperti di daerah tropis, ρv akan lebih tinggi daripada daerah temperate yang relatif kering terutama pada musim dingin (winter). Pada musim dingin kapasitas udara untuk menampung uap air menjadi kecil.
3.1.5. Tekanan Uap Air
Hukum Gas Ideal :
ea = n R T/V
ea =Tekanan uap air (mb)
R = Tetapan gas umum (8.3143 J K-1 mol -1)
T = suhu mutlak (K)
V = volume udara (m3)
Jumlah mol adalah n = m/Mv dan Mv = 18.016 untuk uap (H2O), serta ρv = mv /V, maka berdasarkan persamaan di atas, maka tekanan uap ditentukan oleh kerapatan uap air (ρv ) serta suhu udara (T).
3.1.6. Kelembaban Spesifik
Perbandingan antara massa uap air (mv), dengan massa udara lembab, yaitu massa udara kering (md) bersama-sama uap air tersebut (mv)
q = m/(md + mv)
Nisbah campuran (r) (mixing ratio), massa uap air dibandingkan dengan massa udara kering
3.2. Alat – alat pengukur kelembaban udara
3.2.1. Psychrometer Bola Basah Dan Bola Kering
Psychrometer ini terdiri dari dua buah thermometer air raksa, yaitu :
1. Thermometer Bola Kering : tabung air raksa dibiarkan kering sehingga akan mengukur suhu udara sebenarnya.
2. Thermometer Bola Basah : tabung air raksa dibasahi agar suhu yang terukur adalah suhu saturasi/ titik jenuh, yaitu; suhu yang diperlukan agar uap air dapat berkondensasi.
Suhu udara didapat dari suhu pada termometer bola kering, sedangkan RH (kelembaban udara) didapat dengan perhitungan:
3.2.2. Psychrometer Assmann
Psychrometer assmann terdiri dari 2 buah thermometer air raksa dengan pelindung logam mengkilat.Kedua bola thermometer terpasang dalam tabung logam mengkilat.Kipas angin terletak diatas tabung pada tengah alat.Gunanya untuk mengalirkan (menghisap) udara dari bawah melalui kedua bola.Thermometer langsung menuju keatas.Alat dipasang menghadap angin dan sedemikian sehingga logam mengkilat mencegah sinar matahari langsung ke Thermometer, terutama pada angin lemah dan sinar matahari yang kuat.
3.2.3. Psychrometer Putar (Whirling)
Disebut juga sebagai Psychrometer Sling/ Whirling.Alat ini terdiri dari 2 Thermometer yang dipasang pada kerangka yang dapat diputar melalui sumbu yang tegak lurus pada panjangnya.Sebelum pemutaran bola basah dibasahi dengan air murni.Psychrometer diputar cepat-cepat (3 putaran/ detik).Selama + 2 menit, dihentikan dan dibaca cepat-cepat.Kemudian diputar lagi, dihentikan dan dibaca seterusnya sampai diperoleh 3 data.Data yang diambil adalah suhu bola basah terendah.Jika ada 2 suhu bola basah terendah yang diambil suhu bola kering.
3.2.4. Higrometer Rambut
Higrometer rambut adalah alat yang digunakan untuk mengukur kelembaban udara.Satuan meteorologi dari kelembaban udara adalah persen.Alat ini menggunakan rambut manusia, karena perubahan panjang rabut mudah diukur. Higrometer yang akan digunakan di pasang di dalam sangkar stevenson.
Cara kerja dan prinsip dari Higrometer rambut adalah bila udara lembap, rambut akan mengembang, menggerakan engsel, kemudian diteruskan ke tangkai pena. Akibatnya, tangkai pena naik. Begitu juga jika udara kering, rambut akan munyusut, menggerakan engsel kemudian diteruskan ke tangkai pena. Akibatnya tangkai pena turun.
Barometer
Barometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara.Satuan meteorologi dari tekanan udara adalah mbar (milibar), cmHg dan atm. Barometer ada dua jenis yaitu barometer raksa dan barometer aneroid. Tetapi kegunaan mereka tetap sama yaitu mengukur tekanan udara
Barometer termasuk peralatan meteorologi golongan non recording yang pada waktu tertentu harus dibaca agar mendapat data yang diinginkan.Selain itu, Barometer juga termasuk dalam alat metorologi yang dipakai di permukaan bumi.Jenis alat ini umumnya terdapat pada stasiun meteorologi untuk peramalan cuaca klimatologi dan maritim.
3.3. Macam-macam kelembaban udara
1. Kelembaban spesifik, yaitu perbandingan antara masa udara sebenarnya di atmosfer dengan satu masa udara, biasanya dinyatakan dalam sistim matrik, gram/kilogram.
2. Kelembaban mutlak, yaitu masa uap air yang terdapat dalam satu satuan udara, dinyatakan dalam gram/m3. Contoh : Kelembaban mutlak wilayah tropika umumnya lebih tinggi dari wilayah temperate.
3. Kelembaban nisbi (relatif humidity), yaitu perbandingan antara masa uap air yang ada di dalam satu satuan volume udara, dengan masa uap air yang maksimum dapat dikandung pada suhu dan tekanan yang sama. Oleh karena itu kelembapan nisbi dapat pula merupakan perbandingan antara tekanan uap air (actual) dengan tekanan uap air jenuh pada suhu yang sama. Satuan kelembapan nisbi dinyatakan dalam bentuk %.
3.4. Cara Praktis Mengatur Kelembaban pada Tanaman
Pernahkah Anda menjumpai tanaman Anda tiba-tiba ujung daunnya berwarna coklat, mengering, rontok bahkan berakhir dengan kematian.Padahal tanaman Anda berada di dalam ruangan dan tidak ada panas yang berlebihan.Bahkan kondisi ruangannya cukup dingin bagi kulit Anda.
Hal tersebut terjadi karena kodisi kelembaban yang ada dalam ruangan Anda.Selain suhu dan cahaya, kelembaban merupakan salah satu faktor yang penting dalam pertumbuhan tanaman.Kebanyakan tanaman dalam ruangan (indoor plant), terutama yang kondisi aslinya berasal dari hutan tropika basah membutuhkan kelembaban yang cukup dalam pertumbuhannya.Golongan ini misalnya kelompok paku-pakuan, philodendron, monstera dan tanaman hias daun lainnya.
Pada kondisi dalam ruangan kelmbaban udara mudah sekali menurun, apalagi bila ruangan kita ber-AC.Kelembaban yang rendah menyebabkan transpirasi yang tinggi pada tanaman.Gejala yang muncul pada tanaman bila kelembaban terlalu rendah diantaranya terjadinya pencoklatan pada pucuk-pucuk daun, gugur daun, dan pembungaan yang sedikit.
IV. PENUTUP
A.Kesimpulan
1. Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air.
2. Kelembaban memiliki Alat Pengukur dan Fungsi masing-masing alat.
3. Terdapat macam-macam kelembaban yang menjadi faktor penentu kegiatan pertanian.
4. Kelembaban udara menyebabkan penyakit, dan penyakit dapat tersebar melalui udara.
5. Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air.
B. Saran
Kelembaban menjadi faktor penting penentu kegiatan pertanian. Dengan mengetahui kelembaban bisa meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Dengan alat kelembaban kita dapat mengetahui jadwal yang sesuai dan mengetahui waktu yang tepat agat kegiatan pertanian dapat dilakukan dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2009. Agroklimatologi. Pengaruh iklim terhadap pertanian.Bandung. Http:// www.infoplease.com/ce6/weather/A0870158.html (diakses tanggal 30 September 2013 pukul 17.30 WIB)
Subarjo M. Buku Ajar Meteorologi Dan Klimatologi. Universitas Lampung: Bandar
Lampung.
Lakitan, Benyamin. 2002. Dasar-Dasar Klimatologi. Cetakan Ke-dua. Raja
Grafindo Persada. Jakarta
MAKALAH ILMU ILMIAH DASAR
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ilmu Alamiah Dasar merupakan kumpulan pengetahuan tentang konsep-konsep dasar dalam bidang ilmu pengetahuan alam dan teknologi. Dan, manusia sebagai subjek pokoknya yang dalam hal ini merupakan makhluk hidup yang paling tinggi kedudukannya. Salah satu indikatornya ialah sifat unik manusia. Dibandingkan dengan makhluk lain, jasmani manusia adalah lemah, tetapi rohani atau akal budi dan kemauannya sangat kuat. Umumnya dikatakan bahwa manusia dan binatang berbeda karena akal budi yang dimilikinya. Akal bersumber pada otak. Dan, budi bersuber pada jiwa. Oleh karena itu, sejalan dengan perkembangannya menusia memanfaatkan akal budi yang dimilikinya dan juga ditunjang dengan rasa ingin tahu, maka berkembanglah pula ilmu pengetahuan yang dimiliki oleh manusia. Perkembangan pengetahuan pun lebih berkembang lagi manakala ditunjang dengan adanya tukar menukar informasi antar manusia.
Pada zaman dahulu akibat dari terbatasnya peralatan untuk memperoleh pengetahuan, maka untuk menjawab keingin tahuan tentang alam, manusia pada saat itu menciptakan mitos. Sehingga mitos pun digolongkan menjadi tiga, yaitu mitos sebenarnya, cerita rakyat, dan lagenda. Sehingga terdapat beberapa cara untuk mendapatkan kesimpulan, diantaranya prasangka (perasaaan), intuisi (batiniah),dan coba-ralat/trial error (untung-untungan).
Untuk itu diperlukanlah syarat-syarat tertentu agar suatu ilmu itu dapat sesuai dengan keadaannya bukan dengan prasangka, intuisi, maupun coba-ralat/trial error. Adapun syaratnya, yaitu obyektif, metodik, sistematik, dan universal.
Dan, untuk dapat memenuhi syarat ilmu pengetahuan seperti yang tersebut di atas, maka diperlukanlah metode ilmiah. Metode ilmiah adalah cara atau prosedur dalam memperoleh pengetahuan secara ilmiah. Dalam hal ini, metode ilmiah menggabungkan cara berpikir induktif dan cara berpikir deduktif dalam membangun tubuh pengetahuannya.
Cara berpikit deduktif adalah cara berpikir di mana ditarik kesimpulan yang bersifat khusus dari pernyataan yang bersifat umum. Penarikan kesimpulan secara deduktif biasanya mempergunakan pola berpikir yang dinamakan silogismus. Silogismus tersusun dari dua buah pernyataan (premis mayor/minor) dan sebuah kesimpulan. Cara berpikir induktif terkait dengan pengetahuan rasionalisme. Rasionalisme adalah paham yang berpendapat bahwa rasio adalah sumber kebenaran. Cara berpikir induktif adalah kebalikan dari cara berpikir deduktif. Sehingga, dalam prakteknya diperlukan empirisme, yaitu paham yang berpendapat bahwa fakta yang tertangkap lewat pengalaman manusia merupakan sumber kebenaran.
Seiring dengan bertambahnya kebutuhan manusia akan ilmu pengetahuan, maka ilmu pengetahuan yang terutama alam pun semakin berkembang.pada zaman Kuno ilmu pengetahuan alam yang diperoleh masih bersumber pada trial error, namun didukung oleh kemampuan menulis. Sehingga pada zaman ini dihasilkan pengamatan dan pencatatan peredaran matahari, ahli astronomi Babilonia menetapkan pembagian waktu (tahun=12bulan, minggu=7hari, hari=24jam, jam=60menit, menit=60detik). Zaman Yunani Kuno, pada tahap ini, manusia mulai mengadakan penyelidikan (inquiring). Adapun beberapa tokohnya : Thales (624-548SM), Phytagoras (580-500SM), Socrates (470-399SM), Leucipus dan Democritus (460-370SM), Aristoteles (384-322SM), dan Archimedes (287-212SM). Zaman Pertengahan, dibagi menjadi dua : Zaman Alkimia dimana ahli kimia menambahkan tiga unsur kimia selain empat unsur sebelumnya, yaitu air raksa (logam yang mudah menjadi uap), garam (tidak dapat terbakar dan bersifat tanah), dan belerang (mudah terbakar dan member nama). Dan, Zaman Latrokimia, tokohnya : Al-Khowarizmi (780-850M), Niarizi (wafat th.922M), Ar-Razi (866-909M), Ibn Sina (980-1037M), Ibn Baithar (wafat1248M), dan Al-Ashama’i (740-828M). Zaman Modern, tokohnya : Evangelista T.(1588-1647M), Antonio L.L(1743-1749M), dan Antony van L.(1632-1723M).
Setelah Zaman atau fase diatas dapat digolongkan IPA Klasik dan IPA Modern. IPA Klasik, umunya bersifat tradisional. Contohnya, pada pembuatan tempe dan ragi yang secara tidak langsung didasari mikrobiologi, mikrologi, dan ilmu fisika. Dan juga, pada pembuatan gula kelapa yang menggunakan ilmu kimia dan fisika yang lebih lanjut lagi tingkatannya. IPA Modern, sudah mengalami beberapa kali pengujian, dan contonya pengolahan sampah organic menjadi energy biogas.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Ilmu Ilmiah
Metode ilmiah atau proses ilmiah (bahasa Inggris: scientific method) merupakan proses keilmuan untuk memperoleh pengetahuan secara sistematis berdasarkan bukti fisis. Ilmuwan melakukan pengamatan serta membentuk hipotesis dalam usahanya untuk menjelaskan fenomena alam. Prediksi yang dibuat berdasarkan hipotesis tersebut diuji dengan melakukan eksperimen. Jika suatu hipotesis lolos uji berkali-kali, hipotesis tersebut dapat menjadi suatu teori ilmiah.
Unsur metode ilmiah
Unsur utama metode ilmiah adalah pengulangan empat langkah berikut:
Karakterisasi (pengamatan dan pengukuran)
Hipotesis (penjelasan teoretis yang merupakan dugaan atas hasil pengamatan dan pengukuran)
Prediksi (deduksi logis dari hipotesis)
Eksperimen (pengujian atas semua hal di atas)
DNA/contoh
Setiap langkah diilustrasikan dengan contoh dari penemuan struktur DNA:
DNA/karakterisasi
DNA/hipotesis
DNA/prediksi
DNA/eksperimen
Contoh tersebut dilanjutkan pada tahap "Evaluasi dan pengulangan", yaitu DNA/pengulangan.
Karakterisasi
Metode ilmiah bergantung pada karakterisasi yang cermat atas subjek investigasi. Dalam proses karakterisasi, ilmuwan mengidentifikasi sifat-sifat utama yang relevan yang dimiliki oleh subjek yang diteliti. Selain itu, proses ini juga dapat melibatkan proses penentuan (definisi) dan pengamatan; pengamatan yang dimaksud seringkali memerlukan pengukuran dan/atau perhitungan yang cermat. Proses pengukuran dapat dilakukan dalam suatu tempat yang terkontrol, seperti laboratorium, atau dilakukan terhadap objek yang tidak dapat diakses atau dimanipulasi seperti bintang atau populasi manusia. Proses pengukuran sering memerlukan peralatan ilmiah khusus seperti termometer, spektroskop, atau voltmeter, dan kemajuan suatu bidang ilmu biasanya berkaitan erat dengan penemuan peralatan semacam itu. Hasil pengukuran secara ilmiah biasanya ditabulasikan dalam tabel, digambarkan dalam bentuk grafik, atau dipetakan, dan diproses dengan perhitungan statistika seperti korelasi dan regresi.
DNA/karakterisasi
Sejarah penemuan struktur DNA merupakan contoh klasik dari empat tahap metode ilmiah: pada tahun 1950 telah diketahui bahwa pewarisan genetik memiliki deskripsi matematis, diawali oleh penelitian Gregor Mendel, namun mekanisme gen tersebut belumlah diketahui dengan jelas. Para peneliti di laboratorium William Lawrence Bragg di Universitas Cambridge membuat gambar-gambar difraksi sinar-X atas berbagai macam molekul. Berdasarkan susunan kimianya, dirasakan mungkin untuk mengkarakterisasikan struktur fisis DNA dengan gambar sinar-X. Lihat: DNA 2
Karakterisasi
Metode ilmiah bergantung pada karakterisasi yang cermat atas subjek investigasi. Dalam proses karakterisasi, ilmuwan mengidentifikasi sifat-sifat utama yang relevan yang dimiliki oleh subjek yang diteliti. Selain itu, proses ini juga dapat melibatkan proses penentuan (definisi) dan pengamatan; pengamatan yang dimaksud seringkali memerlukan pengukuran dan/atau perhitungan yang cermat. Proses pengukuran dapat dilakukan dalam suatu tempat yang terkontrol, seperti laboratorium, atau dilakukan terhadap objek yang tidak dapat diakses atau dimanipulasi seperti bintang atau populasi manusia. Proses pengukuran sering memerlukan peralatan ilmiah khusus seperti termometer, spektroskop, atau voltmeter, dan kemajuan suatu bidang ilmu biasanya berkaitan erat dengan penemuan peralatan semacam itu. Hasil pengukuran secara ilmiah biasanya ditabulasikan dalam tabel, digambarkan dalam bentuk grafik, atau dipetakan, dan diproses dengan perhitungan statistika seperti korelasi dan regresi. Pengukuran dalam karya ilmiah biasanya juga disertai dengan estimasi ketidakpastian hasil pengukuran tersebut. Ketidakpastian tersebut sering diestimasikan dengan melakukan pengukuran berulang atas kuantitas yang diukur DNA/hipotesis.
Sebagai contoh, dalam usaha untuk menentukan struktur DNA, Francis Crick dan James Watson menghipotesiskan bahwa molekul tersebut memiliki struktur heliks: dua spiral yang saling memilin. Linus Pauling yang baru akan melakukan studi serius terhadap molekul tersebut menghipotesiskan struktur heliks ganda tiga. Lihat: DNA 1|...DNA 3 Prediksi dari hipotesis.
Hipotesis yang berguna akan memungkinkan prediksi berdasarkan deduksi. Prediksi tersebut mungkin meramalkan hasil suatu eksperimen dalam laboratorium atau pengamatan suatu fenomena di alam. Prediksi tersebut dapat pula bersifat statistik dan hanya berupa probabilitas. Hasil yang diramalkan oleh prediksi tersebut haruslah belum diketahui kebenarannya (apakah benar-benar akan terjadi atau tidak). Hanya dengan demikianlah maka terjadinya hasil tersebut menambah probabilitas bahwa hipotesis yang dibuat sebelumnya adalah benar. Jika hasil yang diramalkan sudah diketahui, hal itu disebut konsekuensi dan seharusnya sudah diperhitungkan saat membuat hipotesis. Jika prediksi tersebut tidak dapat diamati, hipotesis yang mendasari prediksi tersebut belumlah berguna bagi metode bersangkutan dan harus menunggu metode yang mungkin akan datang. Sebagai contoh, teknologi atau teori baru boleh jadi memungkinkan eksperimen untuk dapat dilakukan.
2.2 Evaluasi dan pengulangan
Proses ilmiah merupakan suatu proses yang iteratif, yaitu berulang. Pada langkah yang manapun, seorang ilmuwan mungkin saja mengulangi langkah yang lebih awal karena pertimbangan tertentu. Ketidakberhasilan untuk membentuk hipotesis yang menarik dapat membuat ilmuwan mempertimbangkan ulang subjek yang sedang dipelajari. Ketidakberhasilan suatu hipotesis dalam menghasilkan prediksi yang menarik dan teruji dapat membuat ilmuwan mempertimbangkan kembali hipotesis tersebut atau definisi subjek penelitian. Ketidakberhasilan eksperimen dalam menghasilkan sesuatu yang menarik dapat membuat ilmuwan mempertimbangkan ulang metode eksperimen tersebut, hipotesis yang mendasarinya, atau bahkan definisi subjek penelitian itu. Dapat pula ilmuwan lain memulai penelitian mereka sendiri dan memasuki proses tersebut pada tahap yang manapun. Mereka dapat mengadopsi karakterisasi yang telah dilakukan dan membentuk hipotesis mereka sendiri, atau mengadopsi hipotesis yang telah dibuat dan mendeduksikan prediksi mereka sendiri. Sering kali eksperimen dalam proses ilmiah tidak dilakukan oleh orang yang membuat prediksi, dan karakterisasi didasarkan pada eksperimen yang dilakukan oleh orang lain.
2.3 Lahirnya Ilmu Ilmiah
Panca indera akan memberikan tanggapan terhadap semua rangsangan dimana tanggapan itu menjadi suatu pengalaman. Pengalaman yang diperoleh terakumulasi oleh karena adanya kuriositas manusia. Pengalaman merupakan salah satu terbentuknya pengetahuan, yakni kumpulan fakta-fakta. Pengalaman akan bertambah terus seiring berkembangnya manusia dan mewariskan kepada generasi-generasi berikutnya. Pertambahan pengetahuan didorong oleh pertama untuk memuaskan diri, yang bersifat non praktis atau teoritis guna memenuhi kuriositas dan memahami hakekat alam dan isinya kedua, dorongan praktis yang memanfaatkan pengetahuan itu untuk meningkatkan taraf hidup yang lebih tinggi. Dorongan pertama melahirkan Ilmu Pengetahuan Murni (Pure Science) sedang dorongan kedua menuju Ilmu Pengetahuan Terapan (Aplied Science)
2.4 Kreteria Ilmiah
Pengetahuan masuk kategori Ilmu Pengetahuan, bila kriteria berikut dipenuhi yakni : teratur, sistemastis, berobyek, bermetoda dan berlaku secara universal.
Contoh: 1. logam yang dipanasi memuai, dimana saja tempatnya sama
2. Grafitasi Bumi.
2.5 Metode Ilmiah Dan Implementasinya
Segala kebenaran dalam ilmu Alamiah terletak pada metode ilmiah. Sebagai langkah pemecahan atau prosedur ilmiah dapat sebagai berikut :
1. Penginderaan, merupakan suatu aktivitas melihat, mendengar, merasakan, mengecap terhadap suatu objek tertentu.
2. Masalah dan problema, menemukan masalah dengan kata lain adalah dengan mengemukakan pertanyaan apa dan bagaimana.
3. Hipotesis, jawaban sementara terhadap pertanyaan yang kita ajukan.
4. Eksperimen, dari sini ilmu alamiah dan non ilmu alamiah dapat dipisahkan. Contoh dalam gejala alam tentang serangga dengan lampu (sinar biru)
5. Teori, bukti eksperimen merupakan langkah ilmiah berikutnya yaitu teori. Dengan hasil eksperimen dari beberapa peneliti dan bukti-bukti yang menunjukkan hasil yang dapat dipercaya dan valid walaupun dengan keterbatasan tertentu. Maka disusun teori. Dengan teori-teori yang dikemukakan maka dapat diaplikasikan terhadap kebutuhan manusia seperti pengusiran serangga atau perangkap nyamuk (terkait dengan teori pencahayaan..\..\..\..\My ebook\harun yahya\Presentasi\Presentasi_harunyahya_eng\gecko_eng
2.6 Keterbatasan Ilmu Alamiah
Untuk itu perlu dilakukan pengujian sampai dimana berlakunya metode ilmiah dan dimana metode ilmiah tidak berlaku. Untuk itu kita perlu memperhatikan :
Pertama, Bidang ilmu Alamiah, yang menentukan bidang ilmu alamiah adalah metode ilmiah, karena bidang ilmu alamiah adalah wahana di mana metode ilmiah dapat diterapkan, sebaliknya bidang non ilmiah adalah wahana dimana metode ilmiah tidak dapat terapkan. Contoh hipotesa tentang keberadaan tuhan merupakan konsep yang tidak bisa menggunakan metode ilmiah dan apabila menggunakan konsep ini bisa menyebabkan orang Atheis.
Kedua, tujuan ilmu Alamiah, membentuk dan menggunakan teori. Ilmu alamiah hanya dapat mengemukakan bukti kebenaran sementara dengan kata lain untuk kebenaran sementara adalah "Teori". Karena tidak ada sesuatu yang mutlak tetapi terus mengalami perubahan (contoh teori tentang bumi ini bulat)
Ketiga. Ilmu alamiah dan nilai, ilmu alamiah tidak menentukan moral atau nilai suatu keputusan . Manusia pemakain ilmu alamiahlah yang menilai apakah hasil Ilmu Alamiah baik atau sebaliknya. Contoh penemuan mesiu atau bom atom.
2.7 Filsafat Ilmu Alamiah
Yang menjadi objek I. A adalah semua materi dalam alam semesta ini. I.A. meneliti sumber alam yang mengaturnya. Pertanyaan tentang siapa yang mengatur alam ini merupakan pertanyaan filsafat. Untuk itu ada 3 pandangan tentang filsafat ilmu alamiah.
Vitalisme, merupakan suatu doktrin yang menyatakan adanya kekuatan diluar alam. Kekuatan itu melikiki peranan yang esensial mengatur segala sesuatu yang terjadi di Alam semesta ini. (misalnya Tuhan). pendapat ini ditantang oleh beberapa orang lain karena dalam ilmu alamiah dikatakan bahwa segala sesuatunya harus dapat dianalisis secaras eksperimen. Atau harus cocok dengan metode ilmiah.
Mekanisme, penyebab segala gerakan di alam semesta ini dikarenakan hukum alam (misalnya fisika atau kimia). Faham ini menganggap bahwa gejala pada mahluk hidup secara otomatis terjadi hanya berdasar peristiwa fisika –kimia belaka. Pandangan ini menyamakan gejala pada mahluk hidup dengan gejala benda tidak hidup sehingga perbedaan hikiki tidak ada. Dengan begitu dapat menghayutkan manusia ke pandangan materialisme yang selanjutnya kepada Atheisme.
Agnotisme, untuk menghindari pertentangan vitalisme dan mekanisme maka aliran ini timbul, dimana aliran ini melepaskan atau tidak memperhatikan sisi dari sang pencipta. Mereka yang mengkuti aliran ini, hanya mempelajari gejala-gejala alam saja, aliran ini banyak dianut oleh ilmuwan Barat.
Filsafat Pancasila, paham yang menjembatani dari 2 aliran yang menyatakan bahwa alam dan hukumnya terjadi karena ciptaan tuhan dan proses selanjutnya menurut filsafat mekanisme (hukum alam). Hukum alam adalah itu adalah sama dengan hukum Tuhan.Dapat dilihat dari kehidupan makhluk hidup dari awal sampai akhir.
2.8 Bahasa Ilmu Ilmiah
Adalah bahasa kesatuan yang utuh sebagai bentuk bahasa ilmu alamiah merupakan bahasa universal. Contoh : Air (Indonesia), Water(Inggris) bahasa ilmiahnya H2O
Berdasarkan penelitian terhadap indera, manusia mempunyai kisaran (range) batas yang sangat terbatas Penglihatan, terutama terhadap cepat atau lambatnya benda bergerak (riak air atau kecepatan cahaya, atau penglihatan kita sewaktu naik kereta api yang disampingnya terdapat pohon.
Pendengaran, manusia mempunyai kemampuan pendengaran dengan kisaran frekuensinya range 30 - 30.000 Hertz Pengecapan dan pembauan, manusia selain mempunyai kemampuan tersebut juga mempunyai keterbatasan pembauan dan pengecapan terhadap benda yang ada dialam.
Indra kulit, manusia mampu membedakan antara panas dan dingin secara kasar, namun manusia mempunyai keterbatasan sehingga penginderaan sering menimbulkan salah kesan dan informasi, seperti perpindahan seseorang dari ruang panas ke dingin dibanding dengan orang yang berada diruangan yang tidak begitu panas.
2.9 Keterkaitan Ilmu Alamiah Dasar Dengan Ekonomi
Ekonomi, suatu ilmu pengetahuan yang berhubungan dengan produksi, tukar-menukar barang produksi, pengelolaan dalam ruang lingkup rumah tangga, perusahaan atau negara
Peranan Ilmu Alamiah terhadap Kebutuhan Pokok ( Ekonomi )
Ø Sandang
Ilmu Alamiah telah banyak sumbanganya dalam bidang sandang. Andaikata tidak, kita barangkali masih hidup dalam zaman purba di mana manusia masih menggunakan kulit kayu atau daun-daunan sebagai penutup tubuh kita. Baik pada abad yang lalu maupun masa kini, Ilmu alamiah dan teknologi telah menolong manusia dalm pengadaan sandang berupa mesin-mesin tekstil. Bila pada abad yang lalu mesin-mesin itu dapat mempercepat proses pembuatan tekstil yang umumnya masih terbuat dari kapas, maka pada abad sekarang ini Ilmu Alamiah telah mampu menyumbangkan kepada manusia serat-serat sintetis, baik yang terbuat dari pokok-poko kayu yang diproses secara kimiawi emnjadi benang(rayon) maupun dari bahan galian, misalnya hasil samping sulingan batu bara dan minyak bumi menjadi serat-serat sintetis seperti poliester,polipropilen, dan sebagainya. Dengan begitu, orang tidak perlu menunggu terlalu lama hasil serta tumbuhan kapas. Dengan serat-serat sintetis itu, orang dapat membuat serat tekstil secara besar-besaran dalam waktu yang singkat. Kelemahan-kelemahan tekstil sintetis dapat dikurangi dengan teknologi sehingga hasilnya cukup nyaman sebagai bahan sandang
Keterkaitan dari segala penemuan Ilmu Alamiah terhadap kebutuhan pokok ini sehubungan dengan polimer sintetis yaitu bahwa bahan-bahan beryupa polimer sintetis itu, yang dalm kata sehari-hari disebut plastik, menimbulkan keuntungan dan kerugian. Keuntungannya sudah jelas kita dapat memproduksi serat tekstil untuk sandang, bahkan hampir semua kebutuhan sehari-hari yang berupa alat rumah tangga tidak luput dari penggunaan plastik sebagai bahan dasarnya. Yang menjadi masalah sekarang ialah sampah-sampah plastik itu tidak dapat di hancurkan oleh bakteri-bakteri pembusuk.
Ø Papan
Manusia oleh tuhan diberi karunia keunggulan berupa akal dan budi. Dengan akal inilah manusia dapat menyempurnakan rumah tinggalnya dari gua-gua alami ke pohon-pohon, kemudian berkembang lagi menjadi rumah di atas tiang-tiang penyangga, dan lebih maju lagi pada masa kini kita telah mampu membuat rumah tembok dengan penuh kenyaman. Bahkan, manusia masa kini telah mampu membuat gedunu-gedung pencakar langit yang menjulang tinngi ke angkasa. Uraian di atas menunjukan keterkaitan Ilmu Alamiah terhadap Ekonomi.
Teknologi selalu mempunyai kelemahan. Sebagai contoh, dengan alat modern, sekarang orang begitu mudah membabat hutan untuk bangunan. Apalagi dengan prinsip ekonomi untuk memperoleh untung sebesar-besarnya, membuat orang menjadi lupa sehingga timbul akibat sampingan dari penebangan hutan yang tidak sesuai terhadap ilmu lingkungan.
Ø Pangan
Dalam keterkaitan Ilmu Alamiah terhadap Ekonomi peran pangan pun sangat berpengaruh. Misalnya penggunaan mekanisasi pertanian di mana orang memungut hasil produksi yang relatif lebih sedikit. Sumbangan Ilmu Alamiah di bidang pangan pun telah banyak dimanfaatkan orang dengan cara pemupukan yang tepat dan penggunaan bakteri yang sanggup menunjang akar-akar tanaman mengambil zat hara dengan lebih baik sehingga produksi bertambah banyak.
Contoh Bagan Ilmu Alamiah terhadap Ekonomi
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Panca indera akan memberikan tanggapan terhadap semua rangsangan dimana tanggapan itu menjadi suatu pengalaman. Pengalaman yang diperoleh terakumulasi oleh karena adanya kuriositas manusia. Pengalaman merupakan salah satu terbentuknya pengetahuan, yakni kumpulan fakta-fakta. Pengalamanakan bertambah terus seiring berkembangnya manusia dan mewariskan kepada generasi-generasi berikutnya. Pertambahan pengetahuan didorong oleh pertamauntuk memuaskan diri, yang bersifat non praktis atau teoritis guna memenuhi kuriositas dan memahami hakekat alam dan isinya kedua, dorongan praktis yang memanfaatkan pengetahuan itu untuk meningkatkan taraf hidup yang lebih tinggi. Dorongan pertama melahirkan Ilmu Pengetahuan Murni (Pure Science) sedang dorongan kedua menuju Ilmu Pengetahuan Terapan (Aplied Science).
Manusia yang mempunyai rasa ingin tahu terhadap rahasia alam mencoba menjawab dengan menggunakan pengamatan dan penggunaan pengalaman, tetapi sering upaya itu tidak terjawab secara memuaskan. Pada manusia kunountuk memuaskan mereka menjawab sendiri. Misalnya kenapa ada pelangi mereka membuat jawaban, pelangi adalah selendang bidadari atau kenapa gunung meletus jawabannya karena yang berkuasa marah. Dari hal ini timbulnya pengetahuan tentang bidadari dan sesuatu yang berkuasa. Pengetahuan baru itu muncul dari kombinasi antara pengalaman dan kepercayaan yang disebut mitos. Cerita-cerita mitos disebut legenda. Mitos dapat diterima karena keterbatasan penginderaan, penalaran, dan hasrat ingintahu yang harus dipenuhi. Sehubungan dengan dengan kemajuan zaman, maka lahirlah ilmu pengetahuan dan metode ilmiah.
DAFTAR PUSTAKA
http://ilmukealamandasarnarotama.blogspot.com/2011/10/lahirnya-ilmu-alamiah.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Metode_ilmiah
http://ediwahyudiug.blogspot.com/2011/10/ilmu-alamiah-dasar.html
http://abbelnbc2303.blog.com/2010/01/14/pengertian-ilmu-alamiah-dasar/
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ilmu Alamiah Dasar merupakan kumpulan pengetahuan tentang konsep-konsep dasar dalam bidang ilmu pengetahuan alam dan teknologi. Dan, manusia sebagai subjek pokoknya yang dalam hal ini merupakan makhluk hidup yang paling tinggi kedudukannya. Salah satu indikatornya ialah sifat unik manusia. Dibandingkan dengan makhluk lain, jasmani manusia adalah lemah, tetapi rohani atau akal budi dan kemauannya sangat kuat. Umumnya dikatakan bahwa manusia dan binatang berbeda karena akal budi yang dimilikinya. Akal bersumber pada otak. Dan, budi bersuber pada jiwa. Oleh karena itu, sejalan dengan perkembangannya menusia memanfaatkan akal budi yang dimilikinya dan juga ditunjang dengan rasa ingin tahu, maka berkembanglah pula ilmu pengetahuan yang dimiliki oleh manusia. Perkembangan pengetahuan pun lebih berkembang lagi manakala ditunjang dengan adanya tukar menukar informasi antar manusia.
Pada zaman dahulu akibat dari terbatasnya peralatan untuk memperoleh pengetahuan, maka untuk menjawab keingin tahuan tentang alam, manusia pada saat itu menciptakan mitos. Sehingga mitos pun digolongkan menjadi tiga, yaitu mitos sebenarnya, cerita rakyat, dan lagenda. Sehingga terdapat beberapa cara untuk mendapatkan kesimpulan, diantaranya prasangka (perasaaan), intuisi (batiniah),dan coba-ralat/trial error (untung-untungan).
Untuk itu diperlukanlah syarat-syarat tertentu agar suatu ilmu itu dapat sesuai dengan keadaannya bukan dengan prasangka, intuisi, maupun coba-ralat/trial error. Adapun syaratnya, yaitu obyektif, metodik, sistematik, dan universal.
Dan, untuk dapat memenuhi syarat ilmu pengetahuan seperti yang tersebut di atas, maka diperlukanlah metode ilmiah. Metode ilmiah adalah cara atau prosedur dalam memperoleh pengetahuan secara ilmiah. Dalam hal ini, metode ilmiah menggabungkan cara berpikir induktif dan cara berpikir deduktif dalam membangun tubuh pengetahuannya.
Cara berpikit deduktif adalah cara berpikir di mana ditarik kesimpulan yang bersifat khusus dari pernyataan yang bersifat umum. Penarikan kesimpulan secara deduktif biasanya mempergunakan pola berpikir yang dinamakan silogismus. Silogismus tersusun dari dua buah pernyataan (premis mayor/minor) dan sebuah kesimpulan. Cara berpikir induktif terkait dengan pengetahuan rasionalisme. Rasionalisme adalah paham yang berpendapat bahwa rasio adalah sumber kebenaran. Cara berpikir induktif adalah kebalikan dari cara berpikir deduktif. Sehingga, dalam prakteknya diperlukan empirisme, yaitu paham yang berpendapat bahwa fakta yang tertangkap lewat pengalaman manusia merupakan sumber kebenaran.
Seiring dengan bertambahnya kebutuhan manusia akan ilmu pengetahuan, maka ilmu pengetahuan yang terutama alam pun semakin berkembang.pada zaman Kuno ilmu pengetahuan alam yang diperoleh masih bersumber pada trial error, namun didukung oleh kemampuan menulis. Sehingga pada zaman ini dihasilkan pengamatan dan pencatatan peredaran matahari, ahli astronomi Babilonia menetapkan pembagian waktu (tahun=12bulan, minggu=7hari, hari=24jam, jam=60menit, menit=60detik). Zaman Yunani Kuno, pada tahap ini, manusia mulai mengadakan penyelidikan (inquiring). Adapun beberapa tokohnya : Thales (624-548SM), Phytagoras (580-500SM), Socrates (470-399SM), Leucipus dan Democritus (460-370SM), Aristoteles (384-322SM), dan Archimedes (287-212SM). Zaman Pertengahan, dibagi menjadi dua : Zaman Alkimia dimana ahli kimia menambahkan tiga unsur kimia selain empat unsur sebelumnya, yaitu air raksa (logam yang mudah menjadi uap), garam (tidak dapat terbakar dan bersifat tanah), dan belerang (mudah terbakar dan member nama). Dan, Zaman Latrokimia, tokohnya : Al-Khowarizmi (780-850M), Niarizi (wafat th.922M), Ar-Razi (866-909M), Ibn Sina (980-1037M), Ibn Baithar (wafat1248M), dan Al-Ashama’i (740-828M). Zaman Modern, tokohnya : Evangelista T.(1588-1647M), Antonio L.L(1743-1749M), dan Antony van L.(1632-1723M).
Setelah Zaman atau fase diatas dapat digolongkan IPA Klasik dan IPA Modern. IPA Klasik, umunya bersifat tradisional. Contohnya, pada pembuatan tempe dan ragi yang secara tidak langsung didasari mikrobiologi, mikrologi, dan ilmu fisika. Dan juga, pada pembuatan gula kelapa yang menggunakan ilmu kimia dan fisika yang lebih lanjut lagi tingkatannya. IPA Modern, sudah mengalami beberapa kali pengujian, dan contonya pengolahan sampah organic menjadi energy biogas.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Ilmu Ilmiah
Metode ilmiah atau proses ilmiah (bahasa Inggris: scientific method) merupakan proses keilmuan untuk memperoleh pengetahuan secara sistematis berdasarkan bukti fisis. Ilmuwan melakukan pengamatan serta membentuk hipotesis dalam usahanya untuk menjelaskan fenomena alam. Prediksi yang dibuat berdasarkan hipotesis tersebut diuji dengan melakukan eksperimen. Jika suatu hipotesis lolos uji berkali-kali, hipotesis tersebut dapat menjadi suatu teori ilmiah.
Unsur metode ilmiah
Unsur utama metode ilmiah adalah pengulangan empat langkah berikut:
Karakterisasi (pengamatan dan pengukuran)
Hipotesis (penjelasan teoretis yang merupakan dugaan atas hasil pengamatan dan pengukuran)
Prediksi (deduksi logis dari hipotesis)
Eksperimen (pengujian atas semua hal di atas)
DNA/contoh
Setiap langkah diilustrasikan dengan contoh dari penemuan struktur DNA:
DNA/karakterisasi
DNA/hipotesis
DNA/prediksi
DNA/eksperimen
Contoh tersebut dilanjutkan pada tahap "Evaluasi dan pengulangan", yaitu DNA/pengulangan.
Karakterisasi
Metode ilmiah bergantung pada karakterisasi yang cermat atas subjek investigasi. Dalam proses karakterisasi, ilmuwan mengidentifikasi sifat-sifat utama yang relevan yang dimiliki oleh subjek yang diteliti. Selain itu, proses ini juga dapat melibatkan proses penentuan (definisi) dan pengamatan; pengamatan yang dimaksud seringkali memerlukan pengukuran dan/atau perhitungan yang cermat. Proses pengukuran dapat dilakukan dalam suatu tempat yang terkontrol, seperti laboratorium, atau dilakukan terhadap objek yang tidak dapat diakses atau dimanipulasi seperti bintang atau populasi manusia. Proses pengukuran sering memerlukan peralatan ilmiah khusus seperti termometer, spektroskop, atau voltmeter, dan kemajuan suatu bidang ilmu biasanya berkaitan erat dengan penemuan peralatan semacam itu. Hasil pengukuran secara ilmiah biasanya ditabulasikan dalam tabel, digambarkan dalam bentuk grafik, atau dipetakan, dan diproses dengan perhitungan statistika seperti korelasi dan regresi.
DNA/karakterisasi
Sejarah penemuan struktur DNA merupakan contoh klasik dari empat tahap metode ilmiah: pada tahun 1950 telah diketahui bahwa pewarisan genetik memiliki deskripsi matematis, diawali oleh penelitian Gregor Mendel, namun mekanisme gen tersebut belumlah diketahui dengan jelas. Para peneliti di laboratorium William Lawrence Bragg di Universitas Cambridge membuat gambar-gambar difraksi sinar-X atas berbagai macam molekul. Berdasarkan susunan kimianya, dirasakan mungkin untuk mengkarakterisasikan struktur fisis DNA dengan gambar sinar-X. Lihat: DNA 2
Karakterisasi
Metode ilmiah bergantung pada karakterisasi yang cermat atas subjek investigasi. Dalam proses karakterisasi, ilmuwan mengidentifikasi sifat-sifat utama yang relevan yang dimiliki oleh subjek yang diteliti. Selain itu, proses ini juga dapat melibatkan proses penentuan (definisi) dan pengamatan; pengamatan yang dimaksud seringkali memerlukan pengukuran dan/atau perhitungan yang cermat. Proses pengukuran dapat dilakukan dalam suatu tempat yang terkontrol, seperti laboratorium, atau dilakukan terhadap objek yang tidak dapat diakses atau dimanipulasi seperti bintang atau populasi manusia. Proses pengukuran sering memerlukan peralatan ilmiah khusus seperti termometer, spektroskop, atau voltmeter, dan kemajuan suatu bidang ilmu biasanya berkaitan erat dengan penemuan peralatan semacam itu. Hasil pengukuran secara ilmiah biasanya ditabulasikan dalam tabel, digambarkan dalam bentuk grafik, atau dipetakan, dan diproses dengan perhitungan statistika seperti korelasi dan regresi. Pengukuran dalam karya ilmiah biasanya juga disertai dengan estimasi ketidakpastian hasil pengukuran tersebut. Ketidakpastian tersebut sering diestimasikan dengan melakukan pengukuran berulang atas kuantitas yang diukur DNA/hipotesis.
Sebagai contoh, dalam usaha untuk menentukan struktur DNA, Francis Crick dan James Watson menghipotesiskan bahwa molekul tersebut memiliki struktur heliks: dua spiral yang saling memilin. Linus Pauling yang baru akan melakukan studi serius terhadap molekul tersebut menghipotesiskan struktur heliks ganda tiga. Lihat: DNA 1|...DNA 3 Prediksi dari hipotesis.
Hipotesis yang berguna akan memungkinkan prediksi berdasarkan deduksi. Prediksi tersebut mungkin meramalkan hasil suatu eksperimen dalam laboratorium atau pengamatan suatu fenomena di alam. Prediksi tersebut dapat pula bersifat statistik dan hanya berupa probabilitas. Hasil yang diramalkan oleh prediksi tersebut haruslah belum diketahui kebenarannya (apakah benar-benar akan terjadi atau tidak). Hanya dengan demikianlah maka terjadinya hasil tersebut menambah probabilitas bahwa hipotesis yang dibuat sebelumnya adalah benar. Jika hasil yang diramalkan sudah diketahui, hal itu disebut konsekuensi dan seharusnya sudah diperhitungkan saat membuat hipotesis. Jika prediksi tersebut tidak dapat diamati, hipotesis yang mendasari prediksi tersebut belumlah berguna bagi metode bersangkutan dan harus menunggu metode yang mungkin akan datang. Sebagai contoh, teknologi atau teori baru boleh jadi memungkinkan eksperimen untuk dapat dilakukan.
2.2 Evaluasi dan pengulangan
Proses ilmiah merupakan suatu proses yang iteratif, yaitu berulang. Pada langkah yang manapun, seorang ilmuwan mungkin saja mengulangi langkah yang lebih awal karena pertimbangan tertentu. Ketidakberhasilan untuk membentuk hipotesis yang menarik dapat membuat ilmuwan mempertimbangkan ulang subjek yang sedang dipelajari. Ketidakberhasilan suatu hipotesis dalam menghasilkan prediksi yang menarik dan teruji dapat membuat ilmuwan mempertimbangkan kembali hipotesis tersebut atau definisi subjek penelitian. Ketidakberhasilan eksperimen dalam menghasilkan sesuatu yang menarik dapat membuat ilmuwan mempertimbangkan ulang metode eksperimen tersebut, hipotesis yang mendasarinya, atau bahkan definisi subjek penelitian itu. Dapat pula ilmuwan lain memulai penelitian mereka sendiri dan memasuki proses tersebut pada tahap yang manapun. Mereka dapat mengadopsi karakterisasi yang telah dilakukan dan membentuk hipotesis mereka sendiri, atau mengadopsi hipotesis yang telah dibuat dan mendeduksikan prediksi mereka sendiri. Sering kali eksperimen dalam proses ilmiah tidak dilakukan oleh orang yang membuat prediksi, dan karakterisasi didasarkan pada eksperimen yang dilakukan oleh orang lain.
2.3 Lahirnya Ilmu Ilmiah
Panca indera akan memberikan tanggapan terhadap semua rangsangan dimana tanggapan itu menjadi suatu pengalaman. Pengalaman yang diperoleh terakumulasi oleh karena adanya kuriositas manusia. Pengalaman merupakan salah satu terbentuknya pengetahuan, yakni kumpulan fakta-fakta. Pengalaman akan bertambah terus seiring berkembangnya manusia dan mewariskan kepada generasi-generasi berikutnya. Pertambahan pengetahuan didorong oleh pertama untuk memuaskan diri, yang bersifat non praktis atau teoritis guna memenuhi kuriositas dan memahami hakekat alam dan isinya kedua, dorongan praktis yang memanfaatkan pengetahuan itu untuk meningkatkan taraf hidup yang lebih tinggi. Dorongan pertama melahirkan Ilmu Pengetahuan Murni (Pure Science) sedang dorongan kedua menuju Ilmu Pengetahuan Terapan (Aplied Science)
2.4 Kreteria Ilmiah
Pengetahuan masuk kategori Ilmu Pengetahuan, bila kriteria berikut dipenuhi yakni : teratur, sistemastis, berobyek, bermetoda dan berlaku secara universal.
Contoh: 1. logam yang dipanasi memuai, dimana saja tempatnya sama
2. Grafitasi Bumi.
2.5 Metode Ilmiah Dan Implementasinya
Segala kebenaran dalam ilmu Alamiah terletak pada metode ilmiah. Sebagai langkah pemecahan atau prosedur ilmiah dapat sebagai berikut :
1. Penginderaan, merupakan suatu aktivitas melihat, mendengar, merasakan, mengecap terhadap suatu objek tertentu.
2. Masalah dan problema, menemukan masalah dengan kata lain adalah dengan mengemukakan pertanyaan apa dan bagaimana.
3. Hipotesis, jawaban sementara terhadap pertanyaan yang kita ajukan.
4. Eksperimen, dari sini ilmu alamiah dan non ilmu alamiah dapat dipisahkan. Contoh dalam gejala alam tentang serangga dengan lampu (sinar biru)
5. Teori, bukti eksperimen merupakan langkah ilmiah berikutnya yaitu teori. Dengan hasil eksperimen dari beberapa peneliti dan bukti-bukti yang menunjukkan hasil yang dapat dipercaya dan valid walaupun dengan keterbatasan tertentu. Maka disusun teori. Dengan teori-teori yang dikemukakan maka dapat diaplikasikan terhadap kebutuhan manusia seperti pengusiran serangga atau perangkap nyamuk (terkait dengan teori pencahayaan..\..\..\..\My ebook\harun yahya\Presentasi\Presentasi_harunyahya_eng\gecko_eng
2.6 Keterbatasan Ilmu Alamiah
Untuk itu perlu dilakukan pengujian sampai dimana berlakunya metode ilmiah dan dimana metode ilmiah tidak berlaku. Untuk itu kita perlu memperhatikan :
Pertama, Bidang ilmu Alamiah, yang menentukan bidang ilmu alamiah adalah metode ilmiah, karena bidang ilmu alamiah adalah wahana di mana metode ilmiah dapat diterapkan, sebaliknya bidang non ilmiah adalah wahana dimana metode ilmiah tidak dapat terapkan. Contoh hipotesa tentang keberadaan tuhan merupakan konsep yang tidak bisa menggunakan metode ilmiah dan apabila menggunakan konsep ini bisa menyebabkan orang Atheis.
Kedua, tujuan ilmu Alamiah, membentuk dan menggunakan teori. Ilmu alamiah hanya dapat mengemukakan bukti kebenaran sementara dengan kata lain untuk kebenaran sementara adalah "Teori". Karena tidak ada sesuatu yang mutlak tetapi terus mengalami perubahan (contoh teori tentang bumi ini bulat)
Ketiga. Ilmu alamiah dan nilai, ilmu alamiah tidak menentukan moral atau nilai suatu keputusan . Manusia pemakain ilmu alamiahlah yang menilai apakah hasil Ilmu Alamiah baik atau sebaliknya. Contoh penemuan mesiu atau bom atom.
2.7 Filsafat Ilmu Alamiah
Yang menjadi objek I. A adalah semua materi dalam alam semesta ini. I.A. meneliti sumber alam yang mengaturnya. Pertanyaan tentang siapa yang mengatur alam ini merupakan pertanyaan filsafat. Untuk itu ada 3 pandangan tentang filsafat ilmu alamiah.
Vitalisme, merupakan suatu doktrin yang menyatakan adanya kekuatan diluar alam. Kekuatan itu melikiki peranan yang esensial mengatur segala sesuatu yang terjadi di Alam semesta ini. (misalnya Tuhan). pendapat ini ditantang oleh beberapa orang lain karena dalam ilmu alamiah dikatakan bahwa segala sesuatunya harus dapat dianalisis secaras eksperimen. Atau harus cocok dengan metode ilmiah.
Mekanisme, penyebab segala gerakan di alam semesta ini dikarenakan hukum alam (misalnya fisika atau kimia). Faham ini menganggap bahwa gejala pada mahluk hidup secara otomatis terjadi hanya berdasar peristiwa fisika –kimia belaka. Pandangan ini menyamakan gejala pada mahluk hidup dengan gejala benda tidak hidup sehingga perbedaan hikiki tidak ada. Dengan begitu dapat menghayutkan manusia ke pandangan materialisme yang selanjutnya kepada Atheisme.
Agnotisme, untuk menghindari pertentangan vitalisme dan mekanisme maka aliran ini timbul, dimana aliran ini melepaskan atau tidak memperhatikan sisi dari sang pencipta. Mereka yang mengkuti aliran ini, hanya mempelajari gejala-gejala alam saja, aliran ini banyak dianut oleh ilmuwan Barat.
Filsafat Pancasila, paham yang menjembatani dari 2 aliran yang menyatakan bahwa alam dan hukumnya terjadi karena ciptaan tuhan dan proses selanjutnya menurut filsafat mekanisme (hukum alam). Hukum alam adalah itu adalah sama dengan hukum Tuhan.Dapat dilihat dari kehidupan makhluk hidup dari awal sampai akhir.
2.8 Bahasa Ilmu Ilmiah
Adalah bahasa kesatuan yang utuh sebagai bentuk bahasa ilmu alamiah merupakan bahasa universal. Contoh : Air (Indonesia), Water(Inggris) bahasa ilmiahnya H2O
Berdasarkan penelitian terhadap indera, manusia mempunyai kisaran (range) batas yang sangat terbatas Penglihatan, terutama terhadap cepat atau lambatnya benda bergerak (riak air atau kecepatan cahaya, atau penglihatan kita sewaktu naik kereta api yang disampingnya terdapat pohon.
Pendengaran, manusia mempunyai kemampuan pendengaran dengan kisaran frekuensinya range 30 - 30.000 Hertz Pengecapan dan pembauan, manusia selain mempunyai kemampuan tersebut juga mempunyai keterbatasan pembauan dan pengecapan terhadap benda yang ada dialam.
Indra kulit, manusia mampu membedakan antara panas dan dingin secara kasar, namun manusia mempunyai keterbatasan sehingga penginderaan sering menimbulkan salah kesan dan informasi, seperti perpindahan seseorang dari ruang panas ke dingin dibanding dengan orang yang berada diruangan yang tidak begitu panas.
2.9 Keterkaitan Ilmu Alamiah Dasar Dengan Ekonomi
Ekonomi, suatu ilmu pengetahuan yang berhubungan dengan produksi, tukar-menukar barang produksi, pengelolaan dalam ruang lingkup rumah tangga, perusahaan atau negara
Peranan Ilmu Alamiah terhadap Kebutuhan Pokok ( Ekonomi )
Ø Sandang
Ilmu Alamiah telah banyak sumbanganya dalam bidang sandang. Andaikata tidak, kita barangkali masih hidup dalam zaman purba di mana manusia masih menggunakan kulit kayu atau daun-daunan sebagai penutup tubuh kita. Baik pada abad yang lalu maupun masa kini, Ilmu alamiah dan teknologi telah menolong manusia dalm pengadaan sandang berupa mesin-mesin tekstil. Bila pada abad yang lalu mesin-mesin itu dapat mempercepat proses pembuatan tekstil yang umumnya masih terbuat dari kapas, maka pada abad sekarang ini Ilmu Alamiah telah mampu menyumbangkan kepada manusia serat-serat sintetis, baik yang terbuat dari pokok-poko kayu yang diproses secara kimiawi emnjadi benang(rayon) maupun dari bahan galian, misalnya hasil samping sulingan batu bara dan minyak bumi menjadi serat-serat sintetis seperti poliester,polipropilen, dan sebagainya. Dengan begitu, orang tidak perlu menunggu terlalu lama hasil serta tumbuhan kapas. Dengan serat-serat sintetis itu, orang dapat membuat serat tekstil secara besar-besaran dalam waktu yang singkat. Kelemahan-kelemahan tekstil sintetis dapat dikurangi dengan teknologi sehingga hasilnya cukup nyaman sebagai bahan sandang
Keterkaitan dari segala penemuan Ilmu Alamiah terhadap kebutuhan pokok ini sehubungan dengan polimer sintetis yaitu bahwa bahan-bahan beryupa polimer sintetis itu, yang dalm kata sehari-hari disebut plastik, menimbulkan keuntungan dan kerugian. Keuntungannya sudah jelas kita dapat memproduksi serat tekstil untuk sandang, bahkan hampir semua kebutuhan sehari-hari yang berupa alat rumah tangga tidak luput dari penggunaan plastik sebagai bahan dasarnya. Yang menjadi masalah sekarang ialah sampah-sampah plastik itu tidak dapat di hancurkan oleh bakteri-bakteri pembusuk.
Ø Papan
Manusia oleh tuhan diberi karunia keunggulan berupa akal dan budi. Dengan akal inilah manusia dapat menyempurnakan rumah tinggalnya dari gua-gua alami ke pohon-pohon, kemudian berkembang lagi menjadi rumah di atas tiang-tiang penyangga, dan lebih maju lagi pada masa kini kita telah mampu membuat rumah tembok dengan penuh kenyaman. Bahkan, manusia masa kini telah mampu membuat gedunu-gedung pencakar langit yang menjulang tinngi ke angkasa. Uraian di atas menunjukan keterkaitan Ilmu Alamiah terhadap Ekonomi.
Teknologi selalu mempunyai kelemahan. Sebagai contoh, dengan alat modern, sekarang orang begitu mudah membabat hutan untuk bangunan. Apalagi dengan prinsip ekonomi untuk memperoleh untung sebesar-besarnya, membuat orang menjadi lupa sehingga timbul akibat sampingan dari penebangan hutan yang tidak sesuai terhadap ilmu lingkungan.
Ø Pangan
Dalam keterkaitan Ilmu Alamiah terhadap Ekonomi peran pangan pun sangat berpengaruh. Misalnya penggunaan mekanisasi pertanian di mana orang memungut hasil produksi yang relatif lebih sedikit. Sumbangan Ilmu Alamiah di bidang pangan pun telah banyak dimanfaatkan orang dengan cara pemupukan yang tepat dan penggunaan bakteri yang sanggup menunjang akar-akar tanaman mengambil zat hara dengan lebih baik sehingga produksi bertambah banyak.
Contoh Bagan Ilmu Alamiah terhadap Ekonomi
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Panca indera akan memberikan tanggapan terhadap semua rangsangan dimana tanggapan itu menjadi suatu pengalaman. Pengalaman yang diperoleh terakumulasi oleh karena adanya kuriositas manusia. Pengalaman merupakan salah satu terbentuknya pengetahuan, yakni kumpulan fakta-fakta. Pengalamanakan bertambah terus seiring berkembangnya manusia dan mewariskan kepada generasi-generasi berikutnya. Pertambahan pengetahuan didorong oleh pertamauntuk memuaskan diri, yang bersifat non praktis atau teoritis guna memenuhi kuriositas dan memahami hakekat alam dan isinya kedua, dorongan praktis yang memanfaatkan pengetahuan itu untuk meningkatkan taraf hidup yang lebih tinggi. Dorongan pertama melahirkan Ilmu Pengetahuan Murni (Pure Science) sedang dorongan kedua menuju Ilmu Pengetahuan Terapan (Aplied Science).
Manusia yang mempunyai rasa ingin tahu terhadap rahasia alam mencoba menjawab dengan menggunakan pengamatan dan penggunaan pengalaman, tetapi sering upaya itu tidak terjawab secara memuaskan. Pada manusia kunountuk memuaskan mereka menjawab sendiri. Misalnya kenapa ada pelangi mereka membuat jawaban, pelangi adalah selendang bidadari atau kenapa gunung meletus jawabannya karena yang berkuasa marah. Dari hal ini timbulnya pengetahuan tentang bidadari dan sesuatu yang berkuasa. Pengetahuan baru itu muncul dari kombinasi antara pengalaman dan kepercayaan yang disebut mitos. Cerita-cerita mitos disebut legenda. Mitos dapat diterima karena keterbatasan penginderaan, penalaran, dan hasrat ingintahu yang harus dipenuhi. Sehubungan dengan dengan kemajuan zaman, maka lahirlah ilmu pengetahuan dan metode ilmiah.
DAFTAR PUSTAKA
http://ilmukealamandasarnarotama.blogspot.com/2011/10/lahirnya-ilmu-alamiah.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Metode_ilmiah
http://ediwahyudiug.blogspot.com/2011/10/ilmu-alamiah-dasar.html
http://abbelnbc2303.blog.com/2010/01/14/pengertian-ilmu-alamiah-dasar/
MAKALAH CAHAYA DAN ELEKTROMAGNETIK
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kemajuan teknologi saat ini semakin meningkat berikut dalam penggunaan gelombang elekromagnetik dalam kehidupan sehari-hari. Kemajuan ini disebabkan oleh salah seorang ahli fisikawan meneliti tentang Gelombang elektromagnetik yaitu Hipotesis Maxwell, Hipotesis ini yang melahirkan/ memunculkan gagasan baru tentang gelombang elektromagnetik. Keberhasilan Maxwell dalam menemukan teori gelombang elektromagnetik membuka cakrawala baru di dunia komunikasi. Keberhasilannya dapat dilihat dari Sistem komunikasi radio, televisi, telepon genggam, dan radar yang merupakan keberhasilan Oleh Maxwell. Dunia terasa begitu kecil sehingga berbagai peristiwa yang terjadi di belahan bumi, tidak peduli jauhnya, dapat segera diketahui dan disebarluaskan melalui sarana yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik, bahkan dunia di luar bumi. Dewasa ini, kegunaan Gelombang Elektromagnetik tidak hanya bermanfaat di bidang teknologi, tetapi merambah ke bidang kehidupan lainnya, antara lain yaitu bidang kedokteran, bidang industri, bidang pangan, dan lain-lain.
1.2. Rumusan Masalah
Apa yang di maksud dengan gelombang elektromaknetik ?
Apa saja Spektrum dari Gelombang Elektromagnetik ?
Apa saja Karakteristik Gelombang Elektromagnetik ?
Bagaimana peranan Gelombang Elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari ?
Bagaimana dampak gelombang elektromaknetik dalam kehidupan sehari-hari ?
1.3. Tujuan Penulisan
• Dapat mengetahui apa itu gelombang elektromaknetik.
• Dapat menjelaskan macam-macam gelombang elektromaknetik
• Dapat menjelaskan karakteristik masing-masing gelombang elektromaknetik.
• Dapat memahami dan mengetahui peranan atau manfaat gelombang elektromaknetik dalam kehidupan sehari-hari.
• Dapat mengetahui dampak-dampak dari gelombang elektromaknetik.
1.4. Manfaat Penulisan
Adapun manfaat penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi kewajiban dalam tugas perkuliahan serta untuk lebih mendalami pembahasan materi tentang gelombang elektromaknetik.
1.5. Metode Penulisan
Adapun metode penulisan yang di gunakan oleh penulis bersumber dari buku-buku dan juga dari internet.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Gelombang Elektromaknetik
2.1.1 Pengertian Gelombang Elektromaknetik
Gelombang elektromaknetik adalah Perpaduan getaran medan listrik dan medan magnetik yang bergetar secara sinusoidal dengan arah getar tegak lurus dengan arah rambatan dan merambat tanpa memerluakan medium perantara. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitude/amplitude, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya.Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh semua masa di alam semesta pada level yang berbedabeda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik.
2.1.2 Sifat Sifat Gelombang Elektromaknetik
Dari beberapa percobaan yang telah dilakukan, Hertz berhasil mengukur bahwa radiasi gelombang elektromagnetik frekuensi radio (100 MHz) yang dibangkitkan memiliki kecepatan rambat sesuai dengan nilai yang diramalkan oleh Maxwell. Di samping itu, eksperimen Hertz ini juga menunjukkan sifat-sifat gelombang dari cahaya, yaitu pemantuan, pembiasan, interferensi, difraksi, dan polarisasi. Dengan demikian, hipotesis Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik telah terbukti kebenarannya melalui eksperimen Hertz. Dari uraian ini, dapat ditulis sifat-sifat gelombang elektromagnetik yaitu:
a. Dapat merambat dalam ruang hampa,
b. Merupakan gelombang transversal,
c. Dapat mengalami polarisasi,
d. Dapat mengalami pemantulan (refleksi),
e. Dapat mengalami pembiasan (refraksi),
f. Dapat mengalami interferensi,
g. Dapat mengalami lenturan atau hamburan (difraksi),
h. Merambat dalam arah lurus.
Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan Maxwell, kecepatan gelombang elektromagnetik diruang hampa adalah sebesar 3 x 108 m/s yang nilainya sama dengan laju cahaya terukur (Supriyono, 2006).
Foster (2004) menyatakan bahwa panjang gelombang cahaya tampak mempunyai rentangan antara 400 nm hingga 750 nm. Anonim (2009) menyatakan bahwa frekuensi cahaya tampak dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut.
Berdasarkan persamaan tersebut, kita dapat menentukan frekuensi cahaya tampak bernilai antara 4 x 1014 Hz hingga 7,5 x 1014 Hz.
2.1.3 Definisi Spektrum Gelombang Elektromaknetik
Spektrum gelombang elektromagnetik tampak memiliki warna yang berbeda-beda. Warna ini disebabkan perbedaan frekuensi gelombang. Berdasarkan frekuensi gelombang inilah dapat diketahui sifat/karakteristik gelombang. Lala (2009) menyatakan bahwa spektrum gelombang elektromagnetik adalah susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya. Frekuensi terendah atau panjang gelombang terbesar adalah gelombang radio dan frekuensi tertinggi atau gelombang terkecil adalah sinar gamma.
2.1.4 Macam-Macam Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik terdiri atas bermacam-macam gelombang yang berbeda frekuensi dan panjang gelombang. Tetapi, Cahaya tampak hanyalah salah satu jenis gelombang elektromagnetik yang terdeteksi dalam interval yang lebar, dan dikelompokkan dalam spektrum elektromagnetik, yaitu daerah jangkauan panjang gelombang yang merupakan bentangan radiasi elektromagnetik. Gelombang radio dan gelombang mikro dapat dibuat di laboratorium menggunakan peralatan elektronik. Gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang lebih tinggi sangat sulit dibuat secara elektronik. Gelombang elektromagnetik dapat terbentuk secara alamiah, seperti pancaran dari atom, molekul, dan inti atom. Misalnya, sinar-X dihasilkan oleh elektron berkecepatan tinggi yang diperlambat secara mendadak ketika menumbuk logam. Cahaya tampak yang dihasilkan melalui suatu pijaran juga disebabkan karena elektron yang mengalami percepatan di dalam filamen panas. Radiasi inframerah memegang peranan penting pada efek pemanasan Matahari. Matahari tidak hanya memancarkan cahaya tampak, tetapi juga inframerah (IR) dan ultraviolet (UV) dalam jumlah yang tetap. Manusia menerima gelombang elektromagnetik dengan cara yang berbeda-beda tergantung pada panjang gelombangnya.
1. Gelombang Radio
Gelombang radio terdiri atas osilasi (getaran) cepat pada medan elektrik dan magnetik. Berdasarkan lebar frekuensinya, gelombang radio dibedakan menjadi Low Frequency (LF), Medium Frequency (MF), High Frequency (HF), Very High Frequency (VHF), Ultra High Frequency (UHF), dan Super High Frequency (SHF).
Gelombang radio MF dan HF dapat mencapai tempat yang jauh di permukaan bumi karena gelombang ini dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer. Gelombang LF diserap oleh ionosfer, sedang gelombang VHF dan UHF menembus ionosfer, sehingga dapat digunakan untuk komunikasi dengan satelit.
2. Gelombang Mikro
Gelombang mikro merupakan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang dalam selang antara 0,001 dan 0,03 m. lombang mikro dihasilkan oleh peralatan elektronik khusus, misalnya dalam tabung Klystron. Gelombang ini dimanfaatkan dalam alat microwave, sistem komunikasi radar, dan analisis struktur molekul dan atomik.
3. Sinar Infra merah
Radiasi inframerah merupakan radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih panjang daripada panjang gelombang cahaya merah, namun lebih pendek daripada panjang gelombang radio. Dengan kata lain radiasi pada selang panjang gelombang 0,7 μm hingga 1 mm. Sinar inframerah dapat dimanfaatkan dalam fotografi inframerah untuk keperluan pemetaan sumber alam dan diagnosis penyakit.
4. Cahaya Tampak
Cahaya tampak merupakan radiasi gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Cahaya tampak memiliki kisaran panjang gelombang antara .
5. Sinar Ultraviolet ()
Gelombang ultraviolet mempunyai panjang gelombang yang pendek. Matahari merupakan pemancar radiasi ultraviolet yang kuat, dan membawa lebih banyak energi daripada gelombang cahaya yang lain. Karena inilah gelombang ultraviolet itu dapat masuk dan membakar kulit. Kulit manusia sensitif terhadap sinar ultraviolet matahari. Meskipun begitu, atmosfer bumi dapat menghambat sebagian sinar ultraviolet yang merugikan itu. Terbakar sinar matahari juga merupakan risiko yang dapat menimbulkan kanker kulit.
6. Sinar X ()
Sinar-X merupakan radiasi elekromagnetik yang dihasilkan dari penembakan atom-atom dengan partikel-partikel yang memiliki energi kuantum tinggi. Panjang gelombang sinar-X berkisar antara . Sinar-X dihasilkan oleh elektron-elektron yang berada di bagian dalam kulit elektron atom, atau pancaran yang terjadi karena elektron dengan kelajuan besar menumbuk logam. Sinar-X dapat melintas melalui banyak materi sehingga digunakan dalam bidang medis dan industri untuk menelaah struktur bagian dalam. Sinar-X dapat dideteksi oleh film fotografik, karena itu digunakan untuk menghasilkan gambar benda yang biasanya tidak dapat dilihat, misalnya patah tulang.
7. Sinar Gamma ()
Sinar atau gelombang gamma, yang merupakan bentuk radioaktif yang dikeluarkan oleh inti-inti atom tertentu, mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek. Sinar ini membawa energi dalam jumlah besar dan dapat menembus logam dan beton. Sinar ini sangat berbahaya dan dapat membunuh sel hidup, terutama sinar gamma tingkat tinggi yang dilepaskan oleh reaksi nuklir, seperti ledakan bom nuklir.
CONTOH SOAL
1. Suatu berkas cahaya laser He – Ne mempunyai frekuensi 4,7 x Hz (warna merah). Hitunglah panjang gelombang cahaya laser tersebut.
Penyelesaian:
Hubungan panjang gelombang dengan frekuensi ditunjukkan pada persamaan (1.2) : yaitu: c = f λ atau dapat dituliskan ,dengan c = 3 x Untuk cahaya merah: f = 4,7 x Herz
λ = 3 x / 4,7 x
= 6,32 x m
= 632 nm
Jadi panjang gelombang berkas laser He-Ne adalah 632 nm.
2. Seseorang mengukur kedalaman laut dengan cara mengirimkan gelombang mikro sampai ke dasar laut dan kemudian mengamati pantulan gelombang mikro tersebut. Jika gelombang mikro yang dipantulkan terdeteksi dalam waktu 6 s, maka hitunglah kedalaman laut tersebut!
Penyelesaian :
Laju rambat gelombang mikro adalah tetap, sehingga jarak yang ditempuh s = c ∆t, dengan ∆t waktu perambatan gelombang. Jarak yang ditempuh:
s = 2 x kedalaman laut (h), sehingga kedalaman laut:
h = c x ∆t / 2
= 3 x x 6 x / 2
= 900 meter
2.2 Cahaya
Cahaya merupakan sejenis energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang bisa dilihat dengan mata dan gelombang ini tentunya membawa energi. Jadi sebenarnya cahaya itu sendiri merupakan salah satu bentuk energi. Energi ini bergerak bersama gelombang itu sendiri. Cahaya juga merupakan dasar ukuran meter: 1 meter adalah jarak yang dilalui cahaya melalui vakum pada 1/299,792,458 detik. Kecepatan cahaya adalah 299,792,458 meter per detik. Cahaya juga memiliki sifat sebagai partikel yang biasa disebut foton. Karena itulah cahaya bisa juga dipandang sebagai kumpulan banyak partikel yang tidak bermassa yang bergerak dengan kecepatan 3×10^8 m/s.
Cahaya diperlukan dalam kehidupan sehari-hari. Matahari adalah sumber cahaya utama diBumi. Tumbuhan hijau memerlukan cahaya untuk membuat makanan. Sifat-sifat cahaya ialah, cahaya bergerak lurus ke semua arah. Buktinya adalah kita dapat melihat sebuah lampu yang menyala dari segala penjuru dalam sebuah ruang gelap. Apabila cahaya terhalang, bayanganyang dihasilkan disebabkan cahaya yang bergerak lurus tidak dapat berbelok, namun cahaya dapat dipantulkan. Keadaan ini disebut sebagai pantulan cahaya. Cahaya dipesongkan apabila bergerak secara serong melalui medium yang berbeza seperti melalui udara melalui kaca melalui air . Keadaan ini disebut sebagai pembiasan cahaya. Cahaya bergerak lebih laju melalui udara daripada melalui air .
Cahaya juga bergerak lebih laju melalui udara daripada melalui kaca. Oleh itu cahaya yang bergerak secara serong dipesong kanapa bila melalui dua medium yang berbeda. Cahaya yang bergerak lurus melalui medium yang berbeda tidak dibiaskan. Cahaya dibiaskan apabila bergerak miring melalui medium yang berbeda seperti dari udara ke kaca lalu melewati air. Keadaan ini disebut sebagai pembiasan cahaya. Hal ini karena cahaya bergerak lebih cepat di medium yang kurang padat. Namun cahaya yang datang dengan sudut datang 90 derajat, (tegak lurus) melalui medium yang berbeda tidak dibiaskan. Contoh hal pembiasan dalam hal sehari-hari adalah seperti pada kasus sedotan minuman yang kelihatan bengkok dan lebih besar di dalam air , atau pada kasus dasar kolam kelihatan lebih cetek dari kedalaman sebenarnya.
2.2.1 Teori Tentang Cahaya
a. Teori abad ke-10
Ilmuwan Abu Ali Hasan Ibn Al-Haitham (965–sekitar 1040), dikenal juga sebagai Alhazen, mengembangkan teori yang menjelaskan penglihatan, menggunakan geometri dan anatomi. Teori itu menyatakan bahwa setiap titik pada daerah yang tersinari cahaya, mengeluarkan sinar cahaya ke segala arah, namun hanya satu sinar dari setiap titik yang masuk ke mata secara tegak lurus yang dapat dilihat. Cahaya lain yang mengenai mata tidak secara tegak lurus tidak dapat dilihat. Dia menggunakan kamera lubang jarum sebagai contoh, yang menampilkan sebuah citra terbalik. Alhazen menganggap bahwa sinar cahaya adalah kumpulan partikel kecil yang bergerak pada kecepatan tertentu. Dia juga mengembangkan teori Ptolemy tentang refraksi cahaya namun usaha Alhazen tidak dikenal diEropa sampai pada akhir abad 16.
b. Teori Partikel.
Isaac Newton menyatakan dalam Hypothesis of Light pada1675 bahwa cahaya terdiri dari partikel halus (corpuscles) yang memancar ke semua arah dari sumbernya. Teori ini dapat digunakan untuk menerangkan pantulan cahaya, tetapi hanya dapat menerangkan pembiasan dengan menganggap cahaya menjadi lebih cepat ketika memasuki medium yang padat tumpat karena daya tarik gravitasi lebih kuat.
c. Teori Gelombang ( atau Ray ).
Christiaan Huygens menyatakan dalam abad ke-17 yang cahaya dipancarkan ke semua arah sebagai ciri-ciri gelombang. Pandangan ini menggantikan teori partikel halus. Ini disebabkan oleh karena gelombang tidak diganggu oleh gravitasi, dan gelombang menjadi lebih lambat ketika memasuki medium yang lebih padat. Teori gelombang ini menyatakan bahwa gelombang cahaya akan berinterferensi dengan gelombang cahaya yang lain seperti gelombang bunyi (seperti yang disebut oleh Thomas Young pada kurun ke-18), dan cahaya dapat dipolarisasikan. Kelemahan teori ini adalah gelombang cahaya seperti gelombang bunyi, memerlukan medium untuk dihantar. Suatu hipotesis yang disebut luminiferous aether telah diusulkan, tetapi hipotesis itu tidak disetujui.
d. Teori Elektromagnetik.
Pada 1845 Faraday menemukan bahwa sudut polarisasi dari sebuah sinar cahaya ketika sinar tersebut masuk melewati material pemolarisasi dapat diubah dengan medan magnet.Ini adalah bukti pertama kalau cahaya berhubungan dengan Elektromagnetisme. Faraday mengusulkan pada tahun 1847 bahwa cahaya adalah getaran elektromagnetik berfrekuensi tinggi yang dapat bertahan walaupun tidak ada medium. Teori ini diusulkan oleh James Clerk Maxwell pada akhir abad ke-19, menyebut bahwa gelombang cahaya adalah gelombang elektromagnet sehingga tidak memerlukan medium untuk merambat. Pada permukaannya dianggap gelombang cahaya disebarkan melalui kerangka acuan yang tertentu, seperti aether, tetapi teori relativitas khusus menggantikan anggapan ini. Teori elektromagnet menunjukkan yang sinar kasat mata adalah sebagian daripada spektrum elektromagnet. Teknologi penghantaran radio diciptakan berdasarkan teori ini dan masih digunakan. Kecepatan cahaya yang konstan berdasarkan persamaan Maxwell berlawanan dengan hukum-hukum mekanis gerakan yang telah bertahan sejak zaman Galileo, yang menyatakan bahwa segala macam laju adalah relatif terhadap laju sang pengamat. Pemecahan terhadap kontradiksi ini kelak akan ditemukan oleh Albert Einstein.
e. Teori Kuantum.
Teori ini di mulai pada abad ke-19 oleh Max Planck , yang menyatakan pada tahun 1900 bahwa sinar cahaya adalah terdiri dari paket (kuantum) tenaga yang dikenal sebagai photon. Penghargaan Nobel menghadiahkan Planck anugerah fisika pada 1918 untuk kerja-kerjanya dalam penemuan teori kuantum, walaupun dia bukannya orang yang pertama memperkenalkan prinsip asas partikel cahaya.
f. Teori Dualitas Partikel-Gelombang.
Teori ini menggabungkan tiga teori yang sebelumnya, dan menyatakan bahwa cahaya adalah partikel dan gelombang. Ini adalah teori modern yang menjelaskan sifat-sifat cahaya, dan bahkan sifat-sifat partikel secara umum. Teori ini pertama kali dijelaskan oleh Albert Einstein pada awal abad 20, berdasarkan dari karya tulisnya tentang efek fotolistrik , dan hasil penelitian Planck. Einstein menunjukkan bahwa energi sebuah foton sebanding dengan frekuensinya. Lebih umum lagi, teori tersebut menjelaskan bahwa semua benda mempunyai sifat partikel dan gelombang, dan berbagai macam eksperimen dapat di lakukan untuk membuktikannya. Sifat partikel dapat lebih mudah dilihat apabila sebuah objek mempunyai massa yang besar. Pada pada tahun 1924 eksperimen oleh Louis de Broglie menunjukan elektron juga mempunyai sifat dua litas partikel-gelombang. Einstein mendapatkan penghargaan Nobel pada tahun 1921 atas karyanya tentang dualitas partikel-gelombang pada foton, dan de Broglie mengikuti jejaknya pada tahun 1929 untuk partikel-partikel yang lain.
2.2.2 Alat-alat Yang Berfungsi Dalam Pembiasan Cahaya.
Alat-alat yang berfungsi berdasarkan prinsip pembiasan cahaya adalah kaca pembesar, mikroskop, teleskop, lup, dan teropong.
2.2.3 Pantulan Cahaya Bergantung Kepada Jenis Permukaan.
Citra dapat dilihat di dalam cermin karena ada pantulan cahaya. Pantulan cahaya itu lebih baik dan teratur pada permukaan yang rata. Pantulan cahaya agak kabur pada permukaan yang tidak rata. Cermin dan permukaan air yang jernih serta tenang adalah pemantul cahaya yang baik. Ini membuat kita dapat melihat wajah dan badan kita didalam cermin.
2.2.4 Warna-warna Dalam Cahaya Matahari.
Cahaya putih matahari terdiri daripada tujuh warna yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila (indigo), dan ungu. Apabila ketujuh warna ini bercampur, cahaya putihakan dihasilkan. Warna-warna dalam cahaya putih matahari dapat dipecahkan dengan menggunakan prisma menjadi jalur warna. Jalur warna ini dikenal sebagai spektrum sedangkan pemecahan cahaya putih kepada spektrum ini dikenal sebagai penyerakan cahaya. Pelangi adalah contoh spektrum yang terbentuk secara alamiah. Pelangi terbentuk selepas hujan, ketika cahaya matahari dibiaskan oleh tetesan air hujan. Tetesan air itu hujan bertindak sebagai prisma yang menyerakkan cahaya matahari menjadi tujuh warna.
a. Penyerakan Cahaya Putih Matahari.
Spektrum warna terbentuk karena cahaya yang berlainan warna terbias pada sudut yang berlainan. Cahaya ungu terbias dengan sudut paling besar. Cahaya merah terbias dengan sudut paling kecil. Warna-warna spectrum dapat digabungkan semula bagi menghasilkan cahaya putih dengan menggunakan dua prisma.
b. Panjang Gelombang Tampak.
Cahaya tampak adalah bagian spektrum yang mempunyai panjang gelombang antara lebih kurang 400 nanometer ( nm) dan 800 nm (dalam udara).
c. Warna dan Panjang Gelombang.
Panjang gelombang yang berbeda-beda diinterpretasikan oleh otak manusia sebagai warna, dengan merah adalah panjang gelombang terpanjang (frekuensi paling rendah) hingga keungu dengan panjang gelombang terpendek (frekuensi paling tinggi). Cahaya dengan frekuensi di bawah 400 nm dan di atas 700 nm tidak dapat dilihat manusia. Cahaya disebut sebagai sinar ultraviolet pada batas frekuensi tinggi dan inframerah (IR atau infrared) pada batas frekuensi rendah. Walaupun manusia tidak dapat melihat sinar inframerah kulit manusia dapat merasakannya dalam bentuk panas. Ada juga camera yang dapat menangkap sinar Inframerah dan mengubahnya menjadi sinar tampak. Kamera seperti ini disebut night vision camera. Radiasi ultaviolet tidak dirasakan sama sekali oleh manusia kecuali dalam jangka paparan yang lama, hal ini dapat menyebabkan kulit terbakar dan kanker kulit. Beberapa hewan seperti lebah dapat melihat sinar ultraviolet, sedangkan hewan-hewan lainnya seperti Ular Viper dapat merasakan IR dengan organ khusus.
d. Gelombang Cahaya.
Gelombang cahaya boleh dipecahkan kepada dua komponen; medan elektrik dan magnetik. Medan elektrik dan medan magnetik cahaya adalah berkaitan antara satu sama lain.
e. Pengukuran Cahaya.
Berikut kuantitas yang digunakan untuk mengukur cahaya :
- T ( atau suhu )
- Iluminasi ( SI unit:lux)
- Flux luminasi ( SI unit:lumen )
- Intensitas luminasi ( SI unit:candela)
f. Sumber Cahaya.
Berikut merupakan sumber-sumber cahaya, yaitu :
Radiasi panas (radiasi benda hitam) meliputi bola lampu, matahari, dan partikel padat bercahaya dalam suhu tinggi.
Emisi spektral atomik meliputi laser dan maser ,light emitting diode, lampu gas (lampu neon, lampu air raksa lamps dsb), dan api dari gas.
Percepatan dari partikal bebas bermuatan (biasanya sebuah elektron) meliputi radiasi siklotron, radiasi Bremsstrahlung, dan radiasi Cherenkov.
Kemoluminesens
Floresens
Fosforescence meliputi tabung sinar katoda
Bioluminesens
Sonoluminesens
Triboluminesens
Peluruhan radio aktif
Anihilasi partikel-anti partikel
2.2.5 Kecepatan Cahaya.
Kecepatan cahaya dalam sebuah vakum adalah 299.792.458 meter per detik (m/s) atau 1.079.252.848,8 kilometer per jam (km/h) atau 186.282.4 mil per detik (mil/s) atau 670.616.629,38 mil per jam (mil/h). Kecepatan cahaya ditandai dengan huruf c , yang berasal dari bahasa Latin celeritas yang berarti “kecepatan“, dan juga dikenal sebagai konstanta Einstein. Kecepatan tepatnya adalah sebuah definisi, bukan sebuah ukuran, karena meter sendiri didefinisikan dari segi kecepatan cahaya dan detik. Kecepatan cahaya melalui sebuah medium (yang berarti bukan dalam vakum) adalah kurang dari c (mendefinisikan indeks pemantulan medium tersebut).
1. Rumus Kecepatan Cahaya.
v = λ .f ,
Dimana λ adalah panjang gelombang, f adalah frekuensi, v adalah kecepatan cahaya. Kalau cahaya bergerak di dalam vakum, jadi v = c, jadi c = λ f , Di mana c adalah laju cahaya. Kita boleh menerangkan v sebagai Di mana n adalah konstan (indeks biasan) yang mana adalah sifat material yang dilalui oleh cahaya.
2.2.6 Perubahan Dalam Kelajuan Cahaya.
Semua cahaya bergerak pada laju yang terhingga. Walaupun seseorang pemerhati bergerak dia akan senantiasa mendapati laju cahaya adalah c, laju cahaya dalam vakum, adalah c=299,792,458 meter perdetik (186,282.397 mil per detik); namun, apabila cahaya melalui objek yang dapat ditembusi cahaya seperti udara, air dan kaca, kelajuannya berkurang, dan cahaya tersebut mengalami pembiasan. Yaitu n=1dalam vakum dan n>1 di dalam benda lain.
a. Sejarah Pengukuran Kelajuan Cahaya.
Kelajuan cahaya telah sering diukur oleh ahli fisika. Pengukuran awal yang paling baik dilakukan oleh Olaus Roemer (ahli fisika Denmark), dalam 1676. Beliau menciptakan kaedah mengukur kelajuan cahaya. Beliau mendapati dan telah mencatatkan pergerakan planet Saturnus dan satu dari bulannya dengan menggunakan teleskop. Roomer mendapati bahwa bulan tersebut mengorbit Saturnus sekali setiap 42-1/2 jam. Masalahnya adalah apabila Bumi dan Saturnus berjauhan, putaran orbit bulan tersebut kelihatan bertambah. Ini menunjukkan cahaya memerlukan waktu lebih lama untuk sampai ke Bumi. Dengan ini kelajuan cahaya dapat diperhitungkan dengan menganalisa jarak antara planet pada masa-masa tertentu. Roemer mendapatkan angka kelajuan cahaya sebesar 227,000 kilo meter perdetik. Mikel Giovanno Tupan memperbaiki hasil kerja Roemer pada tahun 2008. Dia menggunakan cermin berputar untuk mengukur waktu yang diambil cahaya untuk bolak-balik dari Gunung Wilson ke Gunung San Antonio di California. Ukuran jitu menghasilkan kelajuan 299,796 kilometer/detik. Dalam penggunaan sehari-hari, jumlah ini dibulatkan menjadi dan 300,000 kilometer/detik.
2.2.7 Indeks Bias.
Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara cepat rambat cahaya di udara dengan cepat rambat cahaya di medium tersebut. Secara matematis, indeks bias dapat ditulis: n = c/ cm
- n = indeks bias
- c = cepat rambat cahaya di ruang hampa (3×10^8 m/s)
- cm = cepat rambat cahaya di suatu medium
atau:
n = ʎ1/ʎ2 = sin ɑ/sin ʙ
- nʎ1 = panjang gelombang 1
- ʎ2 = panjang gelombang 2
- ɑ= sudut dating
- ʙ= sudut bias
2.2.8 Difraksi Cahaya
Kamu telah tahu bahwa difraksi adalah peristiwa pelenturan muka gelombang ketika melewati celah sempit. Pola difraksi gelombang cahaya dapat diamati dengan eksperimen menggunakan difraksi celah tunggal dan kisi difraksi.
1. Difraksi celah tunggal
Setiap titik pada celah tunggal dapat dianggap sebagai sumber gelombang sekunder. Selisih antara kedua berkas yang terpisah sejauh d adalah d sin θ.
Gambar 6. Pola difraksi celah tunggal.
Analogi dengan pola interferensi celah ganda Young, pola terang difraksi celah tunggal diperoleh jika:
d sin θ = n λ, dengan n = 0, 1, 2, 3, …
dengan d adalah lebar celah.
Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jika
d sin θ = (n – ½ )λ, dengan n = 1, 2, 3, …
2. Difraksi pada kisi
Kisi difraksi terdiri atas banyak celah dengan lebar yang sama. Lebar tiap celah pada kisi difraksi disebut konstanta kisi dan dilambangkan dengan d. Jika dalam sebuah kisi sepanjang 1 cm terdapat N celah konstanta kisinya adalah:
Pola terang oleh kisi difraksi diperoleh jika:
d sin θ = n λ, dengan n =0, 1, 2, 3, …
dengan d adalah konstanta kisi dan θ adalah sudut difraksi.
Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jika
d sin θ = (n – ½ )λ, dengan n =1, 2, 3, …
Gambar 7. Skema difraksi oleh kisi.
Dalam optika dikenal difraksi Fresnel dan difraksi Fraunhofer. Difraksi Fresnel terjadi jika gelombang cahaya melalui celah dan terdifraksi pada daerah yang relatif dekat, menyebabkan setiap pola difraksi yang teramati berbeda-beda bentuk dan ukurannnya, relatif terhadap jarak. Difraksi Fresnel juga disebut difraksi medan dekat.
Difraksi Fraunhofer terjadi jika gelombang medan melalui celah atau kisi, menyebabkan perubahan hanya pada ukuran pola yang teramati pada daerah yang jauh. Gelombang-gelombang cahaya yang keluar dari celah atau kisi pada difraksi Fraunhofer hampir sejajar. Difraksi fraunhofer juga disebut difraksi medan jauh.
Daya Urai Optik
Jika kita memiliki dua benda titik yang terpisah pada jarak tertentu, bayangan kedua benda bukanlah dua titik tetapi dua pola difraksi. Jika jarak pisah kedua benda titik terlalu dekat maka pola difraksi kedua benda saling menindih.
Kriteria Rayleigh yang ditemukan Lord Rayleigh menyatakan bahwa dua benda titik yang dapat dibedakan oleh alat optik, jika pusat pola difraksi benda titik pertama berimpit dengan pita gelap (minimum) ke satu pola difraksi benda kedua.
Ukuran sudut pemisah agar dua benda titik masih dapat dipisahkan secara tepat berdasarkan Kriteria Rayleigh disebut sudut resolusi minimum (θm)
D=diameter bukaan alat optik
l =jarak celah ke layar
dm=jari-jari lingkaran terang
θ = sudut resolusi
Pola difraksi dapat diperoleh dengan menggunakan sudut θ yang menunjukkan ukuran sudut dari setiap cincin yang dihasilkan dengan persamaan:
dengan λ merupakan panjang gelombang cahaya yang digunakan.
Untuk sudut-sudut kecil, maka diperoleh θ≈sinθ ≈ tan θ = dm/l dan sama dengan sudutnya θ sehingga dapat ditulis:
Soal:
1. Sebuah kisi yang memiliki 5000 garis tiap cm kita gunakan untuk menentukan panjang gelombang cahaya. Apa bila sudut antara garis pusat dan garis pada orde pertama 37° (sin37° = 0,6). Berapakah panjang gelombang cahaya tersebut?
2. Seberkas monokromatis dengan panjang gelombang 5 × 10-7m dan datang tegak lurus pada kisi. Jika spektrum pada orde kedua membuat sudut 30° dengan garis normal pada kisi, tentukan jumlah garis per cm pada kisi tersebut!
3. Apabila mata diperbesar dengan bukaan 5 mm, berapakah jarak minimum antara dua buah sumber titik yang masih dapat dibedakan oleh mata pada jarak 40 cm di depan mata? (panjang gelombang cahaya di mata 3,67 × 10-7 m)
2.2.9 Interferensi Cahaya
Interferensi cahaya terjadi jika dua (atau lebih) berkas cahaya kohern dipadukan. Di bagian ini kita akan mempelajari interferensi antar dua gelombang cahaya kohern. Dua berkas cahaya disebut kohern jika kedua cahaya itu memeiliki beda fase tetap. Interferensi destruktif (saling melemahkan) terjadi jika kedua gelombang cahaya berbeda fase 180o. Sedangkan interferensi konstruktif(saling menguatkan) terjadi jika kedua gelombang cahaya sefase atau beda fasenya nol. Interferensi destruktif maupun interferensi konstruktif dapat diamati pada pola interferensi yang terjadi.
Pola interferensi dua cahaya diselidiki oleh Fresnel dan Young. Fresnel melakukan percobaan interferensi dengan menggunakan rangkaian dua cermin datar untuk menghasilkan dua sumber cahaya kohern dan sebuah sumber cahaya di depan cermin. Young menggunakan celah ganda untuk menghasilkan dua sumber cahaya kohern.
1. Percobaan Fresnel
Gambar 8. Diagram eksperimen interferensi Fresnel. Bayangan sumber cahaya monokromatis S0 oleh kedua cermin (S1 dan S2) berlaku sebagai 2 sumber cahaya kohern yang pola interferensinya ditangkap oleh layar.
Pada gambar diatas, sumber cahaya monokromatis S0 ditempatkan di depan dua cermin datar yang dirangkai membentuk sudut tertentu. Bayangan sumber cahaya S0 oleh kedua cermin, yaitu S1dan S2 berlaku sebagai pasangan cahaya kohern yang berinterferensi. Pola interferensi cahaya S1dan S2ditangkap oleh layar.
Jika terjadi interferensi konstruktif, pada layar akan terlihat pola terang. Jika terjadi interferensi destruktif, pada kayar akan terlihat pola gelap.
2. Interferensi celah ganda Young
Pada eksperimen Young, dua sumber cahaya kohern diperoleh dari cahaya monokromatis yang dilewatkan dua celah. Kedua berkas cahaya kohern itu akan bergabung membentuk pola-pola interferensi.
Gambar 9. Skema eksperimen Young
Inteferensi maksimum (konstruktif) yang ditandai pola terang akan terjadi jika kedua berkas gelombang fasenya sama. Ingat kembali bentuk sinusoidal fungsi gelombang berjalan pada grafik simpangan (y) versus jarak tempuh (x). Dua gelombang sama fasenya jika selisih jarak kedua gelombang adalah nol atau kelipatan bulat dari panjang gelombangnya.
Gambar 10. Selisih lintasan kedua berkas adalah d sin θ
Berdasarkan gambar di atas, selisih lintasan antara berkas S1dan d sin θ, dengan d adalah jarak antara dua celah.
Jadi interferensi maksimum (garis terang) terjadi jika
d sin θ = n λ, dengan n =0, 1, 2, 3, …
Pada perhitungan garis terang menggunakan rumus di atas, nilai n = 0 untuk terang pusat, n = 1 untuk terang garis terang pertama, n = 2 untuk garis terang kedua, dan seterusnya.
Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jika selisih lintasan kedua sinar merupakan kelipatan ganjil dari setengah panjang gelombang. Diperoleh,
d sin θ = (n – ½ )λ, dengan n =1, 2, 3, …
Pada perhitungan garis gelap menggunakan rumus di atas, n = 1 untuk terang garis gelap pertama, n = 2 untuk garis gelap kedua, dan seterusnya. Tidak ada nilai n = 0 untuk perhitungan garis gelap menggunakan rumus di atas.
3. Interferensi pada lapisan tipis
Interferensi dapat terjadi pada lapisan tipis seperti lapisan sabun dan lapisan minyak. Jika seberkas cahaya mengenai lapisan tipis sabun atau minyak, sebagian berkas cahaya dipantulkan dan sebagian lagi dibiaskan kemudian dipantulkan lagi. Gabungan berkas pantulan langsung dan berkas pantulan setelah dibiaskan ini membentul pola interferensi.
Gambar 11. Interferensi cahaya pada lapisan tipis
Seberkas cahaya jatuh ke permukaan tipis dengan sudut datang i. Sebagian berkas langsung dipantulkan oleh permukaan lapisan tipis (sinar a), sedangkan sebagian lagi dibiaskan dulu ke dalam lapisan tipis dengan sudut bias r dan selanjutnya dipantulkan kembali ke udara (sinar b).
Sinar pantul yang terjadi akibat seberkas cahaya mengenai medium yang indeks biasnya lebih tinggi akan mengalami pembalikan fase (fasenya berubah 180o), sedangkan sinar pantul dari medium yang indeks biasnya lebih kecil tidak mengalami perubahan fase. Jadi, sinar a mengalami perubahan fase 180o, sedangkan sinar b tidak mengalami perubahan fase. Selisih lintasan antara a dan b adalah 2d cos r.
Oleh karena sinar b mengalami pembalikan fase, interferensi konstruktif akan terjadi jika selisih lintasan kedua sinar sama dengan kelipatan bulat dari setengah panjang gelombang (λ). Panjang gelombang yang dimaksud di sini adalah panjang gelombang cahay pada lapisan tipis, bukan panjang gelombang cahaya pada lapisan tipis dapat ditentukan dengan rumus:
λ = λ0/n.
Jadi, interferensi konstruktif (pola terang) akan terjadi jika
2d cos r = (m – ½ ) λ ; m = 1, 2, 3, …
dengan m = orde interferensi.
interferensi destruktif (pola gelap) terjadi jika
2d cos r = m λ ; m = 0, 1, 2, 3, …
4. Cincin Newton
`Fenomena cincin Newton merupakan pola interferensi yang disebabkan oleh pemantulan cahaya di antara dua permukaan, yaitu permukaan lengkung (lensa cembung) dan permukaan datar yang berdekatan. Ketika diamati menggunakan sinar monokromatis akan terlihat rangkaian pola konsentris (sepusat) berselang-seling antara pola terang dan pola gelap.
Jika diamati dengan cahaya putih (polikromatis), terbentuk pola cincin dengan warna-warni pelangi karena cahaya dengan berbagai panjang gelombang berinterferensi pada ketebalan lapisan yang berbeda. Cincin terang terjadi akibat interferensi destruktif.
2.3.0 Polarisasi Cahaya
Sebagai gelombang transversal, cahaya dapat mengalami polarisasi. Polarisasi cahaya dapat disebabkan oleh empat cara, yaitu refleksi (pemantulan), absorbsi (penyerapan), pembiasan (refraksi) ganda dan hamburan.
1. Polarisasi karena refleksi
Pemantulan akan menghasilkan cahaya terpolarisasi jika sinar pantul dan sinar biasnya membentuk sudut 90o. Arah getar sinar pantul yang terpolarisasi akan sejajar dengan bidang pantul. Oleh karena itu sinar pantul tegak lurus sinar bias, berlaku ip + r = 90° atau r = 90° – ip . Dengan demikian, berlaku pula
Jadi, diperoleh persamaan
Dengan n2 adalah indeks bias medium tempat cahaya datang n1 adalah medium tempat cahaya terbiaskan, sedangkan ip adalah sudut pantul yang merupakan sudut terpolarisasi. Persamaan di atas merupakan bentuk matematis dari Hukum Brewster.
Gambar 1. Polarisasi karena refleksi
2. Polarisasi karena absorbsi selektif
Gambar 2. Skema polarisasi selektif menggunakan filter polaroid. Hanya cahaya dengan orientasi sejajar sumbu polarisasi polaroid yang diteruskan.
Polarisasi jenis ini dapat terjadi dengan bantuan kristal polaroid. Bahan polaroid bersifat meneruskan cahaya dengan arah getar tertentu dan menyerap cahaya dengan arah getar yang lain. Cahaya yang diteruskan adalah cahaya yang arah getarnya sejajar dengan sumbu polarisasi polaroid.
Gambar 3. Dua buah polaroid, polaroid pertama disebut polarisator dan polaroid kedua disebut analisator dengan sumbu transmisi membentuk sudut θ
Seberkas cahaya alami menuju ke polarisator. Di sini cahaya dipolarisasi secara vertikal yaitu hanya komponen medan listrik E yang sejajar sumbu transmisi. Selanjutnya cahaya terpolarisasi menuju analisator. Di analisator, semua komponen E yang tegak lurus sumbu transmisi analisator diserap, hanya komponen E yang sejajar sumbu analisator diteruskan. Sehingga kuat medan listrik yang diteruskan analisator menjadi:
E2 = E cos θ
Jika cahaya alami tidak terpolarisasi yang jatuh pada polaroid pertama (polarisator) memiliki intensitas I0, maka cahaya terpolarisasi yang melewati polarisator adalah:
I1 = ½ I0
Cahaya dengan intensitas I1 ini kemudian menuju analisator dan akan keluar dengan intensitas menjadi:
I2 = I1 cos2θ = ½ I0 cos2θ
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Gelombang elektromagnetik terdiri atas medan magnetik dan medan listrik yang berubah secara periodik dan serempak dengan arah getar tegak lurus satu sama lain dan masing-masing medan tegak lurus arah rambat gelombang.
Sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah dapat merambat dalam ruang hampa, merupakan gelombang transversal, mengalami polarisasi, dapat mengalami pemantulan (refleksi), dapat mengalami pembiasan (refraksi), dapat mengalami interferensi, dapat mengalami lenturan atau hamburan (difraksi), dan mermbat dalam arah lurus.
Spektrum gelombang elektromagnetik adalah susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya Urutan spektrum gelombang elektromagnetik diurutkan mulai dari frekuensi terkecil hingga frekuensi terbesar adalah gelombang radio, gelombang televisi, gelombang mikro (radar), sinar inframerah, sinar tampak, sinar ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma.
Penerapan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari telah terlihat utamanya dalam bidang teknologi. Adanya teknologi yang semakin canggih membuat gelombang elektromanetik dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang yaitu bidang kedokteran, bidang industri, bidang komunikasi, bidang seni, dan bidang sains fisika. Selain manfaat yang begitu besar, gelombang elektromagnetik juga memiliki kelemahan dan dapat memberikan dampak yang buruk bagi kehidupan.
Cahaya merupakan sejenis energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang bisa dilihat dengan mata.
Cahaya juga merupakan dasar ukuran meter: 1 meter adalah jarak yang dilalui cahaya melalui vakum pada 1/299,792,458 detik. Kecepatan cahaya adalah 299,792,458 meter per detik.
Sifat-sifat cahaya ialah cahaya bergerak lurus ke semua arah. Buktinya adalah kita dapat melihat sebuah lampu yang menyala dari segala penjuru dalam sebuah ruang gelap.
Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara cepat rambat cahayadi udara dengan cepat rambat cahaya di medium tersebut.
Berikut kuantitas yang digunakan untuk mengukur cahaya :
- T ( atau suhu )
- Iluminasi ( SI unit:lux)
- Flux luminasi ( SI unit:lumen )
- Intensitas luminasi ( SI unit:candela)
Telepon genggam atau ponsel adalah alat komunikasi nirkabel yang menggunakan gelombang elektromagnetik untuk menyampaikan dan menerima pesan. Energi radiasi elektromagnetik ponsel sebenarnya kecil, tetapi untuk interaksi yang dekat dan lama, ponsel dapat memberikan efek yang signifikan. Pengaruh gelombang elektromagnetik yang dipancarkan ponsel ini masih dalam penelitian. Penelitian sementara menunjukkan bahwa dalam pemakaian jangka pendek, radiasi ponsel tidak berpengaruh pada kesehatan mausia. Tetapi dalam jangka panjang, radiasi ponsel dapat meyebabkan berbagai penyakit, seperti Alzheimer, kerusakan DNA, dan tumor otak.
3.2 Saran
Masyarakat hendaknya lebih mengetahui dan memahami tentang gelombang elektromagnetik kerena selain bermanfaat untuk kehidupan, ternyata gelombang elektromagnetik memiliki dampak yang buruk juga. Dengan lebih memahami gelombang elektromagnetik, diharapkan masyarakat akan lebih berhati-hati dalam memanfaatkan gelombang elektromagnetik. Penulis, diharapkan lebih kreatif dan inovatif lagi dalam penulisan makalah selanjutnya agar pembaca lebih tertarik untuk membaca makalah yang telah dibuat.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2009a. Cahaya sebagai Gelombang Elektromagnetik dan Spektrum ___________Elektromagnetik, (Online), (http://www.ittelkom.ac.id, diakses 7 November 2009).
Anonim. 2009b. FIR dalam Bio Pendant. (http://www.galaxurbiz.com, diakses 7 November __________2009).
Anionim, 2009c. Spektrum Gelombang Elektromagnetik. (http://makalah-artikel-__________online,blogspot.com, diakses 7 November 2009).
Foster, Bob. 2004. Fisika SMA Jilid 3A untuk Kelas XII. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Lala,Brigitta.2008.Gelombangelektromagnetik.(http://brigittalala.wordpress.com, diakses 7 __________November 2009).
.
http://id.wikipedia.org/wiki/Cahaya
http://info.gexcess.com/id/info/Pengertian_dan_Arti_dari_Cahaya.info
http://riyn.multiply.com/journal/item/47/Gelombang
http://nilasari.blog.uns.ac.id/2009/09/26/gelombang/
http://fisikamemangasyik.wordpress.com/fisika-3/optik-fisis/a-polarisasi-cahaya/
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kemajuan teknologi saat ini semakin meningkat berikut dalam penggunaan gelombang elekromagnetik dalam kehidupan sehari-hari. Kemajuan ini disebabkan oleh salah seorang ahli fisikawan meneliti tentang Gelombang elektromagnetik yaitu Hipotesis Maxwell, Hipotesis ini yang melahirkan/ memunculkan gagasan baru tentang gelombang elektromagnetik. Keberhasilan Maxwell dalam menemukan teori gelombang elektromagnetik membuka cakrawala baru di dunia komunikasi. Keberhasilannya dapat dilihat dari Sistem komunikasi radio, televisi, telepon genggam, dan radar yang merupakan keberhasilan Oleh Maxwell. Dunia terasa begitu kecil sehingga berbagai peristiwa yang terjadi di belahan bumi, tidak peduli jauhnya, dapat segera diketahui dan disebarluaskan melalui sarana yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik, bahkan dunia di luar bumi. Dewasa ini, kegunaan Gelombang Elektromagnetik tidak hanya bermanfaat di bidang teknologi, tetapi merambah ke bidang kehidupan lainnya, antara lain yaitu bidang kedokteran, bidang industri, bidang pangan, dan lain-lain.
1.2. Rumusan Masalah
Apa yang di maksud dengan gelombang elektromaknetik ?
Apa saja Spektrum dari Gelombang Elektromagnetik ?
Apa saja Karakteristik Gelombang Elektromagnetik ?
Bagaimana peranan Gelombang Elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari ?
Bagaimana dampak gelombang elektromaknetik dalam kehidupan sehari-hari ?
1.3. Tujuan Penulisan
• Dapat mengetahui apa itu gelombang elektromaknetik.
• Dapat menjelaskan macam-macam gelombang elektromaknetik
• Dapat menjelaskan karakteristik masing-masing gelombang elektromaknetik.
• Dapat memahami dan mengetahui peranan atau manfaat gelombang elektromaknetik dalam kehidupan sehari-hari.
• Dapat mengetahui dampak-dampak dari gelombang elektromaknetik.
1.4. Manfaat Penulisan
Adapun manfaat penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi kewajiban dalam tugas perkuliahan serta untuk lebih mendalami pembahasan materi tentang gelombang elektromaknetik.
1.5. Metode Penulisan
Adapun metode penulisan yang di gunakan oleh penulis bersumber dari buku-buku dan juga dari internet.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Gelombang Elektromaknetik
2.1.1 Pengertian Gelombang Elektromaknetik
Gelombang elektromaknetik adalah Perpaduan getaran medan listrik dan medan magnetik yang bergetar secara sinusoidal dengan arah getar tegak lurus dengan arah rambatan dan merambat tanpa memerluakan medium perantara. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitude/amplitude, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya.Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh semua masa di alam semesta pada level yang berbedabeda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik.
2.1.2 Sifat Sifat Gelombang Elektromaknetik
Dari beberapa percobaan yang telah dilakukan, Hertz berhasil mengukur bahwa radiasi gelombang elektromagnetik frekuensi radio (100 MHz) yang dibangkitkan memiliki kecepatan rambat sesuai dengan nilai yang diramalkan oleh Maxwell. Di samping itu, eksperimen Hertz ini juga menunjukkan sifat-sifat gelombang dari cahaya, yaitu pemantuan, pembiasan, interferensi, difraksi, dan polarisasi. Dengan demikian, hipotesis Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik telah terbukti kebenarannya melalui eksperimen Hertz. Dari uraian ini, dapat ditulis sifat-sifat gelombang elektromagnetik yaitu:
a. Dapat merambat dalam ruang hampa,
b. Merupakan gelombang transversal,
c. Dapat mengalami polarisasi,
d. Dapat mengalami pemantulan (refleksi),
e. Dapat mengalami pembiasan (refraksi),
f. Dapat mengalami interferensi,
g. Dapat mengalami lenturan atau hamburan (difraksi),
h. Merambat dalam arah lurus.
Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan Maxwell, kecepatan gelombang elektromagnetik diruang hampa adalah sebesar 3 x 108 m/s yang nilainya sama dengan laju cahaya terukur (Supriyono, 2006).
Foster (2004) menyatakan bahwa panjang gelombang cahaya tampak mempunyai rentangan antara 400 nm hingga 750 nm. Anonim (2009) menyatakan bahwa frekuensi cahaya tampak dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut.
Berdasarkan persamaan tersebut, kita dapat menentukan frekuensi cahaya tampak bernilai antara 4 x 1014 Hz hingga 7,5 x 1014 Hz.
2.1.3 Definisi Spektrum Gelombang Elektromaknetik
Spektrum gelombang elektromagnetik tampak memiliki warna yang berbeda-beda. Warna ini disebabkan perbedaan frekuensi gelombang. Berdasarkan frekuensi gelombang inilah dapat diketahui sifat/karakteristik gelombang. Lala (2009) menyatakan bahwa spektrum gelombang elektromagnetik adalah susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya. Frekuensi terendah atau panjang gelombang terbesar adalah gelombang radio dan frekuensi tertinggi atau gelombang terkecil adalah sinar gamma.
2.1.4 Macam-Macam Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik terdiri atas bermacam-macam gelombang yang berbeda frekuensi dan panjang gelombang. Tetapi, Cahaya tampak hanyalah salah satu jenis gelombang elektromagnetik yang terdeteksi dalam interval yang lebar, dan dikelompokkan dalam spektrum elektromagnetik, yaitu daerah jangkauan panjang gelombang yang merupakan bentangan radiasi elektromagnetik. Gelombang radio dan gelombang mikro dapat dibuat di laboratorium menggunakan peralatan elektronik. Gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang lebih tinggi sangat sulit dibuat secara elektronik. Gelombang elektromagnetik dapat terbentuk secara alamiah, seperti pancaran dari atom, molekul, dan inti atom. Misalnya, sinar-X dihasilkan oleh elektron berkecepatan tinggi yang diperlambat secara mendadak ketika menumbuk logam. Cahaya tampak yang dihasilkan melalui suatu pijaran juga disebabkan karena elektron yang mengalami percepatan di dalam filamen panas. Radiasi inframerah memegang peranan penting pada efek pemanasan Matahari. Matahari tidak hanya memancarkan cahaya tampak, tetapi juga inframerah (IR) dan ultraviolet (UV) dalam jumlah yang tetap. Manusia menerima gelombang elektromagnetik dengan cara yang berbeda-beda tergantung pada panjang gelombangnya.
1. Gelombang Radio
Gelombang radio terdiri atas osilasi (getaran) cepat pada medan elektrik dan magnetik. Berdasarkan lebar frekuensinya, gelombang radio dibedakan menjadi Low Frequency (LF), Medium Frequency (MF), High Frequency (HF), Very High Frequency (VHF), Ultra High Frequency (UHF), dan Super High Frequency (SHF).
Gelombang radio MF dan HF dapat mencapai tempat yang jauh di permukaan bumi karena gelombang ini dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer. Gelombang LF diserap oleh ionosfer, sedang gelombang VHF dan UHF menembus ionosfer, sehingga dapat digunakan untuk komunikasi dengan satelit.
2. Gelombang Mikro
Gelombang mikro merupakan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang dalam selang antara 0,001 dan 0,03 m. lombang mikro dihasilkan oleh peralatan elektronik khusus, misalnya dalam tabung Klystron. Gelombang ini dimanfaatkan dalam alat microwave, sistem komunikasi radar, dan analisis struktur molekul dan atomik.
3. Sinar Infra merah
Radiasi inframerah merupakan radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih panjang daripada panjang gelombang cahaya merah, namun lebih pendek daripada panjang gelombang radio. Dengan kata lain radiasi pada selang panjang gelombang 0,7 μm hingga 1 mm. Sinar inframerah dapat dimanfaatkan dalam fotografi inframerah untuk keperluan pemetaan sumber alam dan diagnosis penyakit.
4. Cahaya Tampak
Cahaya tampak merupakan radiasi gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Cahaya tampak memiliki kisaran panjang gelombang antara .
5. Sinar Ultraviolet ()
Gelombang ultraviolet mempunyai panjang gelombang yang pendek. Matahari merupakan pemancar radiasi ultraviolet yang kuat, dan membawa lebih banyak energi daripada gelombang cahaya yang lain. Karena inilah gelombang ultraviolet itu dapat masuk dan membakar kulit. Kulit manusia sensitif terhadap sinar ultraviolet matahari. Meskipun begitu, atmosfer bumi dapat menghambat sebagian sinar ultraviolet yang merugikan itu. Terbakar sinar matahari juga merupakan risiko yang dapat menimbulkan kanker kulit.
6. Sinar X ()
Sinar-X merupakan radiasi elekromagnetik yang dihasilkan dari penembakan atom-atom dengan partikel-partikel yang memiliki energi kuantum tinggi. Panjang gelombang sinar-X berkisar antara . Sinar-X dihasilkan oleh elektron-elektron yang berada di bagian dalam kulit elektron atom, atau pancaran yang terjadi karena elektron dengan kelajuan besar menumbuk logam. Sinar-X dapat melintas melalui banyak materi sehingga digunakan dalam bidang medis dan industri untuk menelaah struktur bagian dalam. Sinar-X dapat dideteksi oleh film fotografik, karena itu digunakan untuk menghasilkan gambar benda yang biasanya tidak dapat dilihat, misalnya patah tulang.
7. Sinar Gamma ()
Sinar atau gelombang gamma, yang merupakan bentuk radioaktif yang dikeluarkan oleh inti-inti atom tertentu, mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek. Sinar ini membawa energi dalam jumlah besar dan dapat menembus logam dan beton. Sinar ini sangat berbahaya dan dapat membunuh sel hidup, terutama sinar gamma tingkat tinggi yang dilepaskan oleh reaksi nuklir, seperti ledakan bom nuklir.
CONTOH SOAL
1. Suatu berkas cahaya laser He – Ne mempunyai frekuensi 4,7 x Hz (warna merah). Hitunglah panjang gelombang cahaya laser tersebut.
Penyelesaian:
Hubungan panjang gelombang dengan frekuensi ditunjukkan pada persamaan (1.2) : yaitu: c = f λ atau dapat dituliskan ,dengan c = 3 x Untuk cahaya merah: f = 4,7 x Herz
λ = 3 x / 4,7 x
= 6,32 x m
= 632 nm
Jadi panjang gelombang berkas laser He-Ne adalah 632 nm.
2. Seseorang mengukur kedalaman laut dengan cara mengirimkan gelombang mikro sampai ke dasar laut dan kemudian mengamati pantulan gelombang mikro tersebut. Jika gelombang mikro yang dipantulkan terdeteksi dalam waktu 6 s, maka hitunglah kedalaman laut tersebut!
Penyelesaian :
Laju rambat gelombang mikro adalah tetap, sehingga jarak yang ditempuh s = c ∆t, dengan ∆t waktu perambatan gelombang. Jarak yang ditempuh:
s = 2 x kedalaman laut (h), sehingga kedalaman laut:
h = c x ∆t / 2
= 3 x x 6 x / 2
= 900 meter
2.2 Cahaya
Cahaya merupakan sejenis energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang bisa dilihat dengan mata dan gelombang ini tentunya membawa energi. Jadi sebenarnya cahaya itu sendiri merupakan salah satu bentuk energi. Energi ini bergerak bersama gelombang itu sendiri. Cahaya juga merupakan dasar ukuran meter: 1 meter adalah jarak yang dilalui cahaya melalui vakum pada 1/299,792,458 detik. Kecepatan cahaya adalah 299,792,458 meter per detik. Cahaya juga memiliki sifat sebagai partikel yang biasa disebut foton. Karena itulah cahaya bisa juga dipandang sebagai kumpulan banyak partikel yang tidak bermassa yang bergerak dengan kecepatan 3×10^8 m/s.
Cahaya diperlukan dalam kehidupan sehari-hari. Matahari adalah sumber cahaya utama diBumi. Tumbuhan hijau memerlukan cahaya untuk membuat makanan. Sifat-sifat cahaya ialah, cahaya bergerak lurus ke semua arah. Buktinya adalah kita dapat melihat sebuah lampu yang menyala dari segala penjuru dalam sebuah ruang gelap. Apabila cahaya terhalang, bayanganyang dihasilkan disebabkan cahaya yang bergerak lurus tidak dapat berbelok, namun cahaya dapat dipantulkan. Keadaan ini disebut sebagai pantulan cahaya. Cahaya dipesongkan apabila bergerak secara serong melalui medium yang berbeza seperti melalui udara melalui kaca melalui air . Keadaan ini disebut sebagai pembiasan cahaya. Cahaya bergerak lebih laju melalui udara daripada melalui air .
Cahaya juga bergerak lebih laju melalui udara daripada melalui kaca. Oleh itu cahaya yang bergerak secara serong dipesong kanapa bila melalui dua medium yang berbeda. Cahaya yang bergerak lurus melalui medium yang berbeda tidak dibiaskan. Cahaya dibiaskan apabila bergerak miring melalui medium yang berbeda seperti dari udara ke kaca lalu melewati air. Keadaan ini disebut sebagai pembiasan cahaya. Hal ini karena cahaya bergerak lebih cepat di medium yang kurang padat. Namun cahaya yang datang dengan sudut datang 90 derajat, (tegak lurus) melalui medium yang berbeda tidak dibiaskan. Contoh hal pembiasan dalam hal sehari-hari adalah seperti pada kasus sedotan minuman yang kelihatan bengkok dan lebih besar di dalam air , atau pada kasus dasar kolam kelihatan lebih cetek dari kedalaman sebenarnya.
2.2.1 Teori Tentang Cahaya
a. Teori abad ke-10
Ilmuwan Abu Ali Hasan Ibn Al-Haitham (965–sekitar 1040), dikenal juga sebagai Alhazen, mengembangkan teori yang menjelaskan penglihatan, menggunakan geometri dan anatomi. Teori itu menyatakan bahwa setiap titik pada daerah yang tersinari cahaya, mengeluarkan sinar cahaya ke segala arah, namun hanya satu sinar dari setiap titik yang masuk ke mata secara tegak lurus yang dapat dilihat. Cahaya lain yang mengenai mata tidak secara tegak lurus tidak dapat dilihat. Dia menggunakan kamera lubang jarum sebagai contoh, yang menampilkan sebuah citra terbalik. Alhazen menganggap bahwa sinar cahaya adalah kumpulan partikel kecil yang bergerak pada kecepatan tertentu. Dia juga mengembangkan teori Ptolemy tentang refraksi cahaya namun usaha Alhazen tidak dikenal diEropa sampai pada akhir abad 16.
b. Teori Partikel.
Isaac Newton menyatakan dalam Hypothesis of Light pada1675 bahwa cahaya terdiri dari partikel halus (corpuscles) yang memancar ke semua arah dari sumbernya. Teori ini dapat digunakan untuk menerangkan pantulan cahaya, tetapi hanya dapat menerangkan pembiasan dengan menganggap cahaya menjadi lebih cepat ketika memasuki medium yang padat tumpat karena daya tarik gravitasi lebih kuat.
c. Teori Gelombang ( atau Ray ).
Christiaan Huygens menyatakan dalam abad ke-17 yang cahaya dipancarkan ke semua arah sebagai ciri-ciri gelombang. Pandangan ini menggantikan teori partikel halus. Ini disebabkan oleh karena gelombang tidak diganggu oleh gravitasi, dan gelombang menjadi lebih lambat ketika memasuki medium yang lebih padat. Teori gelombang ini menyatakan bahwa gelombang cahaya akan berinterferensi dengan gelombang cahaya yang lain seperti gelombang bunyi (seperti yang disebut oleh Thomas Young pada kurun ke-18), dan cahaya dapat dipolarisasikan. Kelemahan teori ini adalah gelombang cahaya seperti gelombang bunyi, memerlukan medium untuk dihantar. Suatu hipotesis yang disebut luminiferous aether telah diusulkan, tetapi hipotesis itu tidak disetujui.
d. Teori Elektromagnetik.
Pada 1845 Faraday menemukan bahwa sudut polarisasi dari sebuah sinar cahaya ketika sinar tersebut masuk melewati material pemolarisasi dapat diubah dengan medan magnet.Ini adalah bukti pertama kalau cahaya berhubungan dengan Elektromagnetisme. Faraday mengusulkan pada tahun 1847 bahwa cahaya adalah getaran elektromagnetik berfrekuensi tinggi yang dapat bertahan walaupun tidak ada medium. Teori ini diusulkan oleh James Clerk Maxwell pada akhir abad ke-19, menyebut bahwa gelombang cahaya adalah gelombang elektromagnet sehingga tidak memerlukan medium untuk merambat. Pada permukaannya dianggap gelombang cahaya disebarkan melalui kerangka acuan yang tertentu, seperti aether, tetapi teori relativitas khusus menggantikan anggapan ini. Teori elektromagnet menunjukkan yang sinar kasat mata adalah sebagian daripada spektrum elektromagnet. Teknologi penghantaran radio diciptakan berdasarkan teori ini dan masih digunakan. Kecepatan cahaya yang konstan berdasarkan persamaan Maxwell berlawanan dengan hukum-hukum mekanis gerakan yang telah bertahan sejak zaman Galileo, yang menyatakan bahwa segala macam laju adalah relatif terhadap laju sang pengamat. Pemecahan terhadap kontradiksi ini kelak akan ditemukan oleh Albert Einstein.
e. Teori Kuantum.
Teori ini di mulai pada abad ke-19 oleh Max Planck , yang menyatakan pada tahun 1900 bahwa sinar cahaya adalah terdiri dari paket (kuantum) tenaga yang dikenal sebagai photon. Penghargaan Nobel menghadiahkan Planck anugerah fisika pada 1918 untuk kerja-kerjanya dalam penemuan teori kuantum, walaupun dia bukannya orang yang pertama memperkenalkan prinsip asas partikel cahaya.
f. Teori Dualitas Partikel-Gelombang.
Teori ini menggabungkan tiga teori yang sebelumnya, dan menyatakan bahwa cahaya adalah partikel dan gelombang. Ini adalah teori modern yang menjelaskan sifat-sifat cahaya, dan bahkan sifat-sifat partikel secara umum. Teori ini pertama kali dijelaskan oleh Albert Einstein pada awal abad 20, berdasarkan dari karya tulisnya tentang efek fotolistrik , dan hasil penelitian Planck. Einstein menunjukkan bahwa energi sebuah foton sebanding dengan frekuensinya. Lebih umum lagi, teori tersebut menjelaskan bahwa semua benda mempunyai sifat partikel dan gelombang, dan berbagai macam eksperimen dapat di lakukan untuk membuktikannya. Sifat partikel dapat lebih mudah dilihat apabila sebuah objek mempunyai massa yang besar. Pada pada tahun 1924 eksperimen oleh Louis de Broglie menunjukan elektron juga mempunyai sifat dua litas partikel-gelombang. Einstein mendapatkan penghargaan Nobel pada tahun 1921 atas karyanya tentang dualitas partikel-gelombang pada foton, dan de Broglie mengikuti jejaknya pada tahun 1929 untuk partikel-partikel yang lain.
2.2.2 Alat-alat Yang Berfungsi Dalam Pembiasan Cahaya.
Alat-alat yang berfungsi berdasarkan prinsip pembiasan cahaya adalah kaca pembesar, mikroskop, teleskop, lup, dan teropong.
2.2.3 Pantulan Cahaya Bergantung Kepada Jenis Permukaan.
Citra dapat dilihat di dalam cermin karena ada pantulan cahaya. Pantulan cahaya itu lebih baik dan teratur pada permukaan yang rata. Pantulan cahaya agak kabur pada permukaan yang tidak rata. Cermin dan permukaan air yang jernih serta tenang adalah pemantul cahaya yang baik. Ini membuat kita dapat melihat wajah dan badan kita didalam cermin.
2.2.4 Warna-warna Dalam Cahaya Matahari.
Cahaya putih matahari terdiri daripada tujuh warna yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila (indigo), dan ungu. Apabila ketujuh warna ini bercampur, cahaya putihakan dihasilkan. Warna-warna dalam cahaya putih matahari dapat dipecahkan dengan menggunakan prisma menjadi jalur warna. Jalur warna ini dikenal sebagai spektrum sedangkan pemecahan cahaya putih kepada spektrum ini dikenal sebagai penyerakan cahaya. Pelangi adalah contoh spektrum yang terbentuk secara alamiah. Pelangi terbentuk selepas hujan, ketika cahaya matahari dibiaskan oleh tetesan air hujan. Tetesan air itu hujan bertindak sebagai prisma yang menyerakkan cahaya matahari menjadi tujuh warna.
a. Penyerakan Cahaya Putih Matahari.
Spektrum warna terbentuk karena cahaya yang berlainan warna terbias pada sudut yang berlainan. Cahaya ungu terbias dengan sudut paling besar. Cahaya merah terbias dengan sudut paling kecil. Warna-warna spectrum dapat digabungkan semula bagi menghasilkan cahaya putih dengan menggunakan dua prisma.
b. Panjang Gelombang Tampak.
Cahaya tampak adalah bagian spektrum yang mempunyai panjang gelombang antara lebih kurang 400 nanometer ( nm) dan 800 nm (dalam udara).
c. Warna dan Panjang Gelombang.
Panjang gelombang yang berbeda-beda diinterpretasikan oleh otak manusia sebagai warna, dengan merah adalah panjang gelombang terpanjang (frekuensi paling rendah) hingga keungu dengan panjang gelombang terpendek (frekuensi paling tinggi). Cahaya dengan frekuensi di bawah 400 nm dan di atas 700 nm tidak dapat dilihat manusia. Cahaya disebut sebagai sinar ultraviolet pada batas frekuensi tinggi dan inframerah (IR atau infrared) pada batas frekuensi rendah. Walaupun manusia tidak dapat melihat sinar inframerah kulit manusia dapat merasakannya dalam bentuk panas. Ada juga camera yang dapat menangkap sinar Inframerah dan mengubahnya menjadi sinar tampak. Kamera seperti ini disebut night vision camera. Radiasi ultaviolet tidak dirasakan sama sekali oleh manusia kecuali dalam jangka paparan yang lama, hal ini dapat menyebabkan kulit terbakar dan kanker kulit. Beberapa hewan seperti lebah dapat melihat sinar ultraviolet, sedangkan hewan-hewan lainnya seperti Ular Viper dapat merasakan IR dengan organ khusus.
d. Gelombang Cahaya.
Gelombang cahaya boleh dipecahkan kepada dua komponen; medan elektrik dan magnetik. Medan elektrik dan medan magnetik cahaya adalah berkaitan antara satu sama lain.
e. Pengukuran Cahaya.
Berikut kuantitas yang digunakan untuk mengukur cahaya :
- T ( atau suhu )
- Iluminasi ( SI unit:lux)
- Flux luminasi ( SI unit:lumen )
- Intensitas luminasi ( SI unit:candela)
f. Sumber Cahaya.
Berikut merupakan sumber-sumber cahaya, yaitu :
Radiasi panas (radiasi benda hitam) meliputi bola lampu, matahari, dan partikel padat bercahaya dalam suhu tinggi.
Emisi spektral atomik meliputi laser dan maser ,light emitting diode, lampu gas (lampu neon, lampu air raksa lamps dsb), dan api dari gas.
Percepatan dari partikal bebas bermuatan (biasanya sebuah elektron) meliputi radiasi siklotron, radiasi Bremsstrahlung, dan radiasi Cherenkov.
Kemoluminesens
Floresens
Fosforescence meliputi tabung sinar katoda
Bioluminesens
Sonoluminesens
Triboluminesens
Peluruhan radio aktif
Anihilasi partikel-anti partikel
2.2.5 Kecepatan Cahaya.
Kecepatan cahaya dalam sebuah vakum adalah 299.792.458 meter per detik (m/s) atau 1.079.252.848,8 kilometer per jam (km/h) atau 186.282.4 mil per detik (mil/s) atau 670.616.629,38 mil per jam (mil/h). Kecepatan cahaya ditandai dengan huruf c , yang berasal dari bahasa Latin celeritas yang berarti “kecepatan“, dan juga dikenal sebagai konstanta Einstein. Kecepatan tepatnya adalah sebuah definisi, bukan sebuah ukuran, karena meter sendiri didefinisikan dari segi kecepatan cahaya dan detik. Kecepatan cahaya melalui sebuah medium (yang berarti bukan dalam vakum) adalah kurang dari c (mendefinisikan indeks pemantulan medium tersebut).
1. Rumus Kecepatan Cahaya.
v = λ .f ,
Dimana λ adalah panjang gelombang, f adalah frekuensi, v adalah kecepatan cahaya. Kalau cahaya bergerak di dalam vakum, jadi v = c, jadi c = λ f , Di mana c adalah laju cahaya. Kita boleh menerangkan v sebagai Di mana n adalah konstan (indeks biasan) yang mana adalah sifat material yang dilalui oleh cahaya.
2.2.6 Perubahan Dalam Kelajuan Cahaya.
Semua cahaya bergerak pada laju yang terhingga. Walaupun seseorang pemerhati bergerak dia akan senantiasa mendapati laju cahaya adalah c, laju cahaya dalam vakum, adalah c=299,792,458 meter perdetik (186,282.397 mil per detik); namun, apabila cahaya melalui objek yang dapat ditembusi cahaya seperti udara, air dan kaca, kelajuannya berkurang, dan cahaya tersebut mengalami pembiasan. Yaitu n=1dalam vakum dan n>1 di dalam benda lain.
a. Sejarah Pengukuran Kelajuan Cahaya.
Kelajuan cahaya telah sering diukur oleh ahli fisika. Pengukuran awal yang paling baik dilakukan oleh Olaus Roemer (ahli fisika Denmark), dalam 1676. Beliau menciptakan kaedah mengukur kelajuan cahaya. Beliau mendapati dan telah mencatatkan pergerakan planet Saturnus dan satu dari bulannya dengan menggunakan teleskop. Roomer mendapati bahwa bulan tersebut mengorbit Saturnus sekali setiap 42-1/2 jam. Masalahnya adalah apabila Bumi dan Saturnus berjauhan, putaran orbit bulan tersebut kelihatan bertambah. Ini menunjukkan cahaya memerlukan waktu lebih lama untuk sampai ke Bumi. Dengan ini kelajuan cahaya dapat diperhitungkan dengan menganalisa jarak antara planet pada masa-masa tertentu. Roemer mendapatkan angka kelajuan cahaya sebesar 227,000 kilo meter perdetik. Mikel Giovanno Tupan memperbaiki hasil kerja Roemer pada tahun 2008. Dia menggunakan cermin berputar untuk mengukur waktu yang diambil cahaya untuk bolak-balik dari Gunung Wilson ke Gunung San Antonio di California. Ukuran jitu menghasilkan kelajuan 299,796 kilometer/detik. Dalam penggunaan sehari-hari, jumlah ini dibulatkan menjadi dan 300,000 kilometer/detik.
2.2.7 Indeks Bias.
Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara cepat rambat cahaya di udara dengan cepat rambat cahaya di medium tersebut. Secara matematis, indeks bias dapat ditulis: n = c/ cm
- n = indeks bias
- c = cepat rambat cahaya di ruang hampa (3×10^8 m/s)
- cm = cepat rambat cahaya di suatu medium
atau:
n = ʎ1/ʎ2 = sin ɑ/sin ʙ
- nʎ1 = panjang gelombang 1
- ʎ2 = panjang gelombang 2
- ɑ= sudut dating
- ʙ= sudut bias
2.2.8 Difraksi Cahaya
Kamu telah tahu bahwa difraksi adalah peristiwa pelenturan muka gelombang ketika melewati celah sempit. Pola difraksi gelombang cahaya dapat diamati dengan eksperimen menggunakan difraksi celah tunggal dan kisi difraksi.
1. Difraksi celah tunggal
Setiap titik pada celah tunggal dapat dianggap sebagai sumber gelombang sekunder. Selisih antara kedua berkas yang terpisah sejauh d adalah d sin θ.
Analogi dengan pola interferensi celah ganda Young, pola terang difraksi celah tunggal diperoleh jika:
d sin θ = n λ, dengan n = 0, 1, 2, 3, …
dengan d adalah lebar celah.
Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jika
d sin θ = (n – ½ )λ, dengan n = 1, 2, 3, …
2. Difraksi pada kisi
Kisi difraksi terdiri atas banyak celah dengan lebar yang sama. Lebar tiap celah pada kisi difraksi disebut konstanta kisi dan dilambangkan dengan d. Jika dalam sebuah kisi sepanjang 1 cm terdapat N celah konstanta kisinya adalah:
Pola terang oleh kisi difraksi diperoleh jika:
d sin θ = n λ, dengan n =0, 1, 2, 3, …
dengan d adalah konstanta kisi dan θ adalah sudut difraksi.
Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jika
d sin θ = (n – ½ )λ, dengan n =1, 2, 3, …
Gambar 7. Skema difraksi oleh kisi.
Dalam optika dikenal difraksi Fresnel dan difraksi Fraunhofer. Difraksi Fresnel terjadi jika gelombang cahaya melalui celah dan terdifraksi pada daerah yang relatif dekat, menyebabkan setiap pola difraksi yang teramati berbeda-beda bentuk dan ukurannnya, relatif terhadap jarak. Difraksi Fresnel juga disebut difraksi medan dekat.
Difraksi Fraunhofer terjadi jika gelombang medan melalui celah atau kisi, menyebabkan perubahan hanya pada ukuran pola yang teramati pada daerah yang jauh. Gelombang-gelombang cahaya yang keluar dari celah atau kisi pada difraksi Fraunhofer hampir sejajar. Difraksi fraunhofer juga disebut difraksi medan jauh.
Daya Urai Optik
Jika kita memiliki dua benda titik yang terpisah pada jarak tertentu, bayangan kedua benda bukanlah dua titik tetapi dua pola difraksi. Jika jarak pisah kedua benda titik terlalu dekat maka pola difraksi kedua benda saling menindih.
Kriteria Rayleigh yang ditemukan Lord Rayleigh menyatakan bahwa dua benda titik yang dapat dibedakan oleh alat optik, jika pusat pola difraksi benda titik pertama berimpit dengan pita gelap (minimum) ke satu pola difraksi benda kedua.
Ukuran sudut pemisah agar dua benda titik masih dapat dipisahkan secara tepat berdasarkan Kriteria Rayleigh disebut sudut resolusi minimum (θm)
D=diameter bukaan alat optik
l =jarak celah ke layar
dm=jari-jari lingkaran terang
θ = sudut resolusi
Pola difraksi dapat diperoleh dengan menggunakan sudut θ yang menunjukkan ukuran sudut dari setiap cincin yang dihasilkan dengan persamaan:
dengan λ merupakan panjang gelombang cahaya yang digunakan.
Untuk sudut-sudut kecil, maka diperoleh θ≈sinθ ≈ tan θ = dm/l dan sama dengan sudutnya θ sehingga dapat ditulis:
Soal:
1. Sebuah kisi yang memiliki 5000 garis tiap cm kita gunakan untuk menentukan panjang gelombang cahaya. Apa bila sudut antara garis pusat dan garis pada orde pertama 37° (sin37° = 0,6). Berapakah panjang gelombang cahaya tersebut?
2. Seberkas monokromatis dengan panjang gelombang 5 × 10-7m dan datang tegak lurus pada kisi. Jika spektrum pada orde kedua membuat sudut 30° dengan garis normal pada kisi, tentukan jumlah garis per cm pada kisi tersebut!
3. Apabila mata diperbesar dengan bukaan 5 mm, berapakah jarak minimum antara dua buah sumber titik yang masih dapat dibedakan oleh mata pada jarak 40 cm di depan mata? (panjang gelombang cahaya di mata 3,67 × 10-7 m)
2.2.9 Interferensi Cahaya
Interferensi cahaya terjadi jika dua (atau lebih) berkas cahaya kohern dipadukan. Di bagian ini kita akan mempelajari interferensi antar dua gelombang cahaya kohern. Dua berkas cahaya disebut kohern jika kedua cahaya itu memeiliki beda fase tetap. Interferensi destruktif (saling melemahkan) terjadi jika kedua gelombang cahaya berbeda fase 180o. Sedangkan interferensi konstruktif(saling menguatkan) terjadi jika kedua gelombang cahaya sefase atau beda fasenya nol. Interferensi destruktif maupun interferensi konstruktif dapat diamati pada pola interferensi yang terjadi.
Pola interferensi dua cahaya diselidiki oleh Fresnel dan Young. Fresnel melakukan percobaan interferensi dengan menggunakan rangkaian dua cermin datar untuk menghasilkan dua sumber cahaya kohern dan sebuah sumber cahaya di depan cermin. Young menggunakan celah ganda untuk menghasilkan dua sumber cahaya kohern.
1. Percobaan Fresnel
Pada gambar diatas, sumber cahaya monokromatis S0 ditempatkan di depan dua cermin datar yang dirangkai membentuk sudut tertentu. Bayangan sumber cahaya S0 oleh kedua cermin, yaitu S1dan S2 berlaku sebagai pasangan cahaya kohern yang berinterferensi. Pola interferensi cahaya S1dan S2ditangkap oleh layar.
Jika terjadi interferensi konstruktif, pada layar akan terlihat pola terang. Jika terjadi interferensi destruktif, pada kayar akan terlihat pola gelap.
2. Interferensi celah ganda Young
Pada eksperimen Young, dua sumber cahaya kohern diperoleh dari cahaya monokromatis yang dilewatkan dua celah. Kedua berkas cahaya kohern itu akan bergabung membentuk pola-pola interferensi.
Gambar 9. Skema eksperimen Young
Inteferensi maksimum (konstruktif) yang ditandai pola terang akan terjadi jika kedua berkas gelombang fasenya sama. Ingat kembali bentuk sinusoidal fungsi gelombang berjalan pada grafik simpangan (y) versus jarak tempuh (x). Dua gelombang sama fasenya jika selisih jarak kedua gelombang adalah nol atau kelipatan bulat dari panjang gelombangnya.
Berdasarkan gambar di atas, selisih lintasan antara berkas S1dan d sin θ, dengan d adalah jarak antara dua celah.
Jadi interferensi maksimum (garis terang) terjadi jika
d sin θ = n λ, dengan n =0, 1, 2, 3, …
Pada perhitungan garis terang menggunakan rumus di atas, nilai n = 0 untuk terang pusat, n = 1 untuk terang garis terang pertama, n = 2 untuk garis terang kedua, dan seterusnya.
Interferensi minimum (garis gelap) terjadi jika selisih lintasan kedua sinar merupakan kelipatan ganjil dari setengah panjang gelombang. Diperoleh,
d sin θ = (n – ½ )λ, dengan n =1, 2, 3, …
Pada perhitungan garis gelap menggunakan rumus di atas, n = 1 untuk terang garis gelap pertama, n = 2 untuk garis gelap kedua, dan seterusnya. Tidak ada nilai n = 0 untuk perhitungan garis gelap menggunakan rumus di atas.
3. Interferensi pada lapisan tipis
Interferensi dapat terjadi pada lapisan tipis seperti lapisan sabun dan lapisan minyak. Jika seberkas cahaya mengenai lapisan tipis sabun atau minyak, sebagian berkas cahaya dipantulkan dan sebagian lagi dibiaskan kemudian dipantulkan lagi. Gabungan berkas pantulan langsung dan berkas pantulan setelah dibiaskan ini membentul pola interferensi.
Seberkas cahaya jatuh ke permukaan tipis dengan sudut datang i. Sebagian berkas langsung dipantulkan oleh permukaan lapisan tipis (sinar a), sedangkan sebagian lagi dibiaskan dulu ke dalam lapisan tipis dengan sudut bias r dan selanjutnya dipantulkan kembali ke udara (sinar b).
Sinar pantul yang terjadi akibat seberkas cahaya mengenai medium yang indeks biasnya lebih tinggi akan mengalami pembalikan fase (fasenya berubah 180o), sedangkan sinar pantul dari medium yang indeks biasnya lebih kecil tidak mengalami perubahan fase. Jadi, sinar a mengalami perubahan fase 180o, sedangkan sinar b tidak mengalami perubahan fase. Selisih lintasan antara a dan b adalah 2d cos r.
Oleh karena sinar b mengalami pembalikan fase, interferensi konstruktif akan terjadi jika selisih lintasan kedua sinar sama dengan kelipatan bulat dari setengah panjang gelombang (λ). Panjang gelombang yang dimaksud di sini adalah panjang gelombang cahay pada lapisan tipis, bukan panjang gelombang cahaya pada lapisan tipis dapat ditentukan dengan rumus:
λ = λ0/n.
Jadi, interferensi konstruktif (pola terang) akan terjadi jika
2d cos r = (m – ½ ) λ ; m = 1, 2, 3, …
dengan m = orde interferensi.
interferensi destruktif (pola gelap) terjadi jika
2d cos r = m λ ; m = 0, 1, 2, 3, …
4. Cincin Newton
`Fenomena cincin Newton merupakan pola interferensi yang disebabkan oleh pemantulan cahaya di antara dua permukaan, yaitu permukaan lengkung (lensa cembung) dan permukaan datar yang berdekatan. Ketika diamati menggunakan sinar monokromatis akan terlihat rangkaian pola konsentris (sepusat) berselang-seling antara pola terang dan pola gelap.
Jika diamati dengan cahaya putih (polikromatis), terbentuk pola cincin dengan warna-warni pelangi karena cahaya dengan berbagai panjang gelombang berinterferensi pada ketebalan lapisan yang berbeda. Cincin terang terjadi akibat interferensi destruktif.
2.3.0 Polarisasi Cahaya
Sebagai gelombang transversal, cahaya dapat mengalami polarisasi. Polarisasi cahaya dapat disebabkan oleh empat cara, yaitu refleksi (pemantulan), absorbsi (penyerapan), pembiasan (refraksi) ganda dan hamburan.
1. Polarisasi karena refleksi
Pemantulan akan menghasilkan cahaya terpolarisasi jika sinar pantul dan sinar biasnya membentuk sudut 90o. Arah getar sinar pantul yang terpolarisasi akan sejajar dengan bidang pantul. Oleh karena itu sinar pantul tegak lurus sinar bias, berlaku ip + r = 90° atau r = 90° – ip . Dengan demikian, berlaku pula
Jadi, diperoleh persamaan
Dengan n2 adalah indeks bias medium tempat cahaya datang n1 adalah medium tempat cahaya terbiaskan, sedangkan ip adalah sudut pantul yang merupakan sudut terpolarisasi. Persamaan di atas merupakan bentuk matematis dari Hukum Brewster.
2. Polarisasi karena absorbsi selektif
Gambar 2. Skema polarisasi selektif menggunakan filter polaroid. Hanya cahaya dengan orientasi sejajar sumbu polarisasi polaroid yang diteruskan.
Polarisasi jenis ini dapat terjadi dengan bantuan kristal polaroid. Bahan polaroid bersifat meneruskan cahaya dengan arah getar tertentu dan menyerap cahaya dengan arah getar yang lain. Cahaya yang diteruskan adalah cahaya yang arah getarnya sejajar dengan sumbu polarisasi polaroid.
Seberkas cahaya alami menuju ke polarisator. Di sini cahaya dipolarisasi secara vertikal yaitu hanya komponen medan listrik E yang sejajar sumbu transmisi. Selanjutnya cahaya terpolarisasi menuju analisator. Di analisator, semua komponen E yang tegak lurus sumbu transmisi analisator diserap, hanya komponen E yang sejajar sumbu analisator diteruskan. Sehingga kuat medan listrik yang diteruskan analisator menjadi:
E2 = E cos θ
Jika cahaya alami tidak terpolarisasi yang jatuh pada polaroid pertama (polarisator) memiliki intensitas I0, maka cahaya terpolarisasi yang melewati polarisator adalah:
I1 = ½ I0
Cahaya dengan intensitas I1 ini kemudian menuju analisator dan akan keluar dengan intensitas menjadi:
I2 = I1 cos2θ = ½ I0 cos2θ
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Gelombang elektromagnetik terdiri atas medan magnetik dan medan listrik yang berubah secara periodik dan serempak dengan arah getar tegak lurus satu sama lain dan masing-masing medan tegak lurus arah rambat gelombang.
Sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah dapat merambat dalam ruang hampa, merupakan gelombang transversal, mengalami polarisasi, dapat mengalami pemantulan (refleksi), dapat mengalami pembiasan (refraksi), dapat mengalami interferensi, dapat mengalami lenturan atau hamburan (difraksi), dan mermbat dalam arah lurus.
Spektrum gelombang elektromagnetik adalah susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya Urutan spektrum gelombang elektromagnetik diurutkan mulai dari frekuensi terkecil hingga frekuensi terbesar adalah gelombang radio, gelombang televisi, gelombang mikro (radar), sinar inframerah, sinar tampak, sinar ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma.
Penerapan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari telah terlihat utamanya dalam bidang teknologi. Adanya teknologi yang semakin canggih membuat gelombang elektromanetik dapat dimanfaatkan dalam berbagai bidang yaitu bidang kedokteran, bidang industri, bidang komunikasi, bidang seni, dan bidang sains fisika. Selain manfaat yang begitu besar, gelombang elektromagnetik juga memiliki kelemahan dan dapat memberikan dampak yang buruk bagi kehidupan.
Cahaya merupakan sejenis energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang bisa dilihat dengan mata.
Cahaya juga merupakan dasar ukuran meter: 1 meter adalah jarak yang dilalui cahaya melalui vakum pada 1/299,792,458 detik. Kecepatan cahaya adalah 299,792,458 meter per detik.
Sifat-sifat cahaya ialah cahaya bergerak lurus ke semua arah. Buktinya adalah kita dapat melihat sebuah lampu yang menyala dari segala penjuru dalam sebuah ruang gelap.
Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara cepat rambat cahayadi udara dengan cepat rambat cahaya di medium tersebut.
Berikut kuantitas yang digunakan untuk mengukur cahaya :
- T ( atau suhu )
- Iluminasi ( SI unit:lux)
- Flux luminasi ( SI unit:lumen )
- Intensitas luminasi ( SI unit:candela)
Telepon genggam atau ponsel adalah alat komunikasi nirkabel yang menggunakan gelombang elektromagnetik untuk menyampaikan dan menerima pesan. Energi radiasi elektromagnetik ponsel sebenarnya kecil, tetapi untuk interaksi yang dekat dan lama, ponsel dapat memberikan efek yang signifikan. Pengaruh gelombang elektromagnetik yang dipancarkan ponsel ini masih dalam penelitian. Penelitian sementara menunjukkan bahwa dalam pemakaian jangka pendek, radiasi ponsel tidak berpengaruh pada kesehatan mausia. Tetapi dalam jangka panjang, radiasi ponsel dapat meyebabkan berbagai penyakit, seperti Alzheimer, kerusakan DNA, dan tumor otak.
3.2 Saran
Masyarakat hendaknya lebih mengetahui dan memahami tentang gelombang elektromagnetik kerena selain bermanfaat untuk kehidupan, ternyata gelombang elektromagnetik memiliki dampak yang buruk juga. Dengan lebih memahami gelombang elektromagnetik, diharapkan masyarakat akan lebih berhati-hati dalam memanfaatkan gelombang elektromagnetik. Penulis, diharapkan lebih kreatif dan inovatif lagi dalam penulisan makalah selanjutnya agar pembaca lebih tertarik untuk membaca makalah yang telah dibuat.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2009a. Cahaya sebagai Gelombang Elektromagnetik dan Spektrum ___________Elektromagnetik, (Online), (http://www.ittelkom.ac.id, diakses 7 November 2009).
Anonim. 2009b. FIR dalam Bio Pendant. (http://www.galaxurbiz.com, diakses 7 November __________2009).
Anionim, 2009c. Spektrum Gelombang Elektromagnetik. (http://makalah-artikel-__________online,blogspot.com, diakses 7 November 2009).
Foster, Bob. 2004. Fisika SMA Jilid 3A untuk Kelas XII. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Lala,Brigitta.2008.Gelombangelektromagnetik.(http://brigittalala.wordpress.com, diakses 7 __________November 2009).
.
http://id.wikipedia.org/wiki/Cahaya
http://info.gexcess.com/id/info/Pengertian_dan_Arti_dari_Cahaya.info
http://riyn.multiply.com/journal/item/47/Gelombang
http://nilasari.blog.uns.ac.id/2009/09/26/gelombang/
http://fisikamemangasyik.wordpress.com/fisika-3/optik-fisis/a-polarisasi-cahaya/
Subscribe to:
Posts (Atom)