Prinsip Kerja Sel Surya

referensi

Proses konversi

Proses pengubahan atau konversi cahaya matahari menjadi listrik ini dimungkinkan karena bahan material yang menyusun sel surya berupa semikonduktor. Lebih tepatnya tersusun atas dua jenis semikonduktor; yakni jenis n dan jenis p.

Semikonduktor jenis n merupakan semikonduktor yang memiliki kelebihan elektron, sehingga kelebihan muatan negatif, (n = negatif). Sedangkan semikonduktor jenis p memiliki kelebihan hole, sehingga disebut dengan p ( p = positif) karena kelebihan muatan positif. Caranya, dengan menambahkan unsur lain ke dalam semkonduktor, maka kita dapat mengontrol jenis semikonduktor tersebut, sebagaimana diilustrasikan pada gambar di bawah ini.

Pada awalnya, pembuatan dua jenis semikonduktor ini dimaksudkan untuk meningkatkan tingkat konduktifitas atau tingkat kemampuan daya hantar listrik dan panas semikonduktor alami. Di dalam semikonduktor alami (disebut dengan semikonduktor intrinsik) ini, elektron maupun hole memiliki jumlah yang sama. Kelebihan elektron atau hole dapat meningkatkan daya hantar listrik maupun panas dari sebuah semikoduktor.

Misal semikonduktor intrinsik yang dimaksud ialah silikon (Si). Semikonduktor jenis p, biasanya dibuat dengan menambahkan unsur boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga) atau Indium (In) ke dalam Si. Unsur-unsur tambahan ini akan menambah jumlah hole. Sedangkan semikonduktor jenis n dibuat dengan menambahkan nitrogen (N), fosfor (P) atau arsen (As) ke dalam Si. Dari sini, tambahan elektron dapat diperoleh. Sedangkan, Si intrinsik sendiri tidak mengandung unsur tambahan. Usaha menambahkan unsur tambahan ini disebut dengan doping yang jumlahnya tidak lebih dari 1 % dibandingkan dengan berat Si yang hendak di-doping.

Dua jenis semikonduktor n dan p ini jika disatukan akan membentuk sambungan p-n atau dioda p-n (istilah lain menyebutnya dengan sambungan metalurgi / metallurgical junction) yang dapat digambarkan sebagai berikut.

1. Semikonduktor jenis p dan n sebelum disambung.
   
   
2. Sesaat setelah dua jenis semikonduktor ini disambung, terjadi perpindahan elektron-elektron dari semikonduktor n menuju semikonduktor p, dan perpindahan hole dari semikonduktor p menuju semikonduktor n. Perpindahan elektron maupun hole ini hanya sampai pada jarak tertentu dari batas sambungan awal.
   
   
3. Elektron dari semikonduktor n bersatu dengan hole pada semikonduktor p yang mengakibatkan jumlah hole pada semikonduktor p akan berkurang. Daerah ini akhirnya berubah menjadi lebih bermuatan positif..
   Pada saat yang sama. hole dari semikonduktor p bersatu dengan elektron yang ada pada semikonduktor n yang mengakibatkan jumlah elektron di daerah ini berkurang. Daerah ini akhirnya lebih bermuatan positif.
   
   
4. Daerah negatif dan positif ini disebut dengan daerah deplesi (depletion region) ditandai dengan huruf W.
5. Baik elektron maupun hole yang ada pada daerah deplesi disebut dengan pembawa muatan minoritas (minority charge carriers) karena keberadaannya di jenis semikonduktor yang berbeda.
6. Dikarenakan adanya perbedaan muatan positif dan negatif di daerah deplesi, maka timbul dengan sendirinya medan listrik internal E dari sisi positif ke sisi negatif, yang mencoba menarik kembali hole ke semikonduktor p dan elektron ke semikonduktor n. Medan listrik ini cenderung berlawanan dengan perpindahan hole maupun elektron pada awal terjadinya daerah deplesi (nomor 1 di atas).
   
7. Adanya medan listrik mengakibatkan sambungan pn berada pada titik setimbang, yakni saat di mana jumlah hole yang berpindah dari semikonduktor p ke n dikompensasi dengan jumlah hole yang tertarik kembali kearah semikonduktor p akibat medan listrik E. Begitu pula dengan jumlah elektron yang berpindah dari smikonduktor n ke p, dikompensasi dengan mengalirnya kembali elektron ke semikonduktor n akibat tarikan medan listrik E. Dengan kata lain, medan listrik E mencegah seluruh elektron dan hole berpindah dari semikonduktor yang satu ke semiikonduktor yang lain.

Pada sambungan p-n inilah proses konversi cahaya matahari menjadi listrik terjadi.

Untuk keperluan sel surya, semikonduktor n berada pada lapisan atas sambungan p yang menghadap kearah datangnya cahaya matahari, dan dibuat jauh lebih tipis dari semikonduktor p, sehingga cahaya matahari yang jatuh ke permukaan sel surya dapat terus terserap dan masuk ke daerah deplesi dan semikonduktor p.

Ketika sambungan semikonduktor ini terkena cahaya matahari, maka elektron mendapat energi dari cahaya matahari untuk melepaskan dirinya dari semikonduktor n, daerah deplesi maupun semikonduktor. Terlepasnya elektron ini meninggalkan hole pada daerah yang ditinggalkan oleh elektron yang disebut dengan fotogenerasi elektron-hole (electron-hole photogeneration) yakni, terbentuknya pasangan elektron dan hole akibat cahaya matahari.

Cahaya matahari dengan panjang gelombang (dilambangkan dengan simbol “lambda” sbgn di gambar atas ) yang berbeda, membuat fotogenerasi pada sambungan pn berada pada bagian sambungan pn yang berbeda pula.

Spektrum merah dari cahaya matahari yang memiliki panjang gelombang lebih panjang, mampu menembus daerah deplesi hingga terserap di semikonduktor p yang akhirnya menghasilkan proses fotogenerasi di sana. Spektrum biru dengan panjang gelombang yang jauh lebih pendek hanya terserap di daerah semikonduktor n.

Selanjutnya, dikarenakan pada sambungan pn terdapat medan listrik E, elektron hasil fotogenerasi tertarik ke arah semikonduktor n, begitu pula dengan hole yang tertarik ke arah semikonduktor p.

Apabila rangkaian kabel dihubungkan ke dua bagian semikonduktor, maka elektron akan mengalir melalui kabel. Jika sebuah lampu kecil dihubungkan ke kabel, lampu tersebut menyala dikarenakan mendapat arus listrik, dimana arus listrik ini timbul akibat pergerakan elektron.

Pada umumnya, untuk memperkenalkan cara kerja sel surya secara umum, ilustrasi di bawah ini menjelaskan segalanya tentang proses konversi cahaya matahari menjadi energi listrik.

Scanning Electron Microscopy (SEM)

Elektron memiliki resolusi yang lebih tinggi daripada cahaya. Cahaya hanya mampu mencapai 200nm sedangkan elektron bisa mencapai resolusi sampai 0,1 – 0,2 nm. Dibawah ini diberikan perbandingan hasil gambar mikroskop cahaya dengan elektron.

Disamping itu dengan menggunakan elektron kita juga bisa mendapatkan beberapa jenis pantulan yang berguna untuk keperluan karakterisasi. Jika elektron mengenai suatu benda maka akan timbul dua jenis pantulan yaitu pantulan elastis dan pantulan non elastis seperti pada gambar dibawah ini.

Pada sebuah mikroskop elektron (SEM) terdapat beberapa peralatan utama antara lain:
1. Pistol elektron, biasanya berupa filamen yang terbuat dari unsur yang mudah melepas elektron misal tungsten.
2. Lensa untuk elektron, berupa lensa magnetis karena elektron yang bermuatan negatif dapat dibelokkan oleh medan magnet.
3. Sistem vakum, karena elektron sangat kecil dan ringan maka jika ada molekul udara yang lain elektron yang berjalan menuju sasaran akan terpencar oleh tumbukan sebelum mengenai sasaran sehingga menghilangkan molekul udara menjadi sangat penting.

Prinsip kerja dari SEM adalah sebagai berikut:
1. Sebuah pistol elektron memproduksi sinar elektron dan dipercepat dengan anoda.
2. Lensa magnetik memfokuskan elektron menuju ke sampel.
3. Sinar elektron yang terfokus memindai (scan) keseluruhan sampel dengan diarahkan oleh koil pemindai.
4. Ketika elektron mengenai sampel maka sampel akan mengeluarkan elektron baru yang akan diterima oleh detektor dan dikirim ke monitor (CRT).
Secara lengkap skema SEM dijelaskan oleh gambar dibawah ini:

(sumber:iastate.edu)

Ada beberapa sinyal yang penting yang dihasilkan oleh SEM. Dari pantulan inelastis didapatkan sinyal elektron sekunder dan karakteristik sinar X sedangkan dari pantulan elastis didapatkan sinyal backscattered electron. Sinyal -sinyal tersebut dijelaskan pada gambar dibawah ini.

Perbedaan gambar dari sinyal elektron sekunder dengan backscattered adalah sebagai berikut: elektron sekunder menghasilkan topografi dari benda yang dianalisa, permukaan yang tinggi berwarna lebih cerah dari permukaan rendah. Sedangkan backscattered elektron memberikan perbedaan berat molekul dari atom – atom yang menyusun permukaan, atom dengan berat molekul tinggi akan berwarna lebih cerah daripada atom dengan berat molekul rendah. Contoh perbandingan gambar dari kedua sinyal ini disajikan pada gambar dibawah ini.

Mekanisme kontras dari elektron sekunder dijelaskan dengan gambar dibawah ini. Permukaan yang tinggi akan lebih banyak melepaskan elektron dan menghasilkan gambar yang lebih cerah dibandingkan permukaan yang rendah atau datar.

Sedangkan mekasime kontras dari backscattered elektron dijelaskan dengan gambar dibawah ini yang secara prinsip atom – atom dengan densitas atau berat molekul lebih besar akan memantulkan lebih banyak elektron sehingga tampak lebih cerah dari atom berdensitas rendah. Maka teknik ini sangat berguna untuk membedakan jenis atom.

Namun untuk mengenali jenis atom dipermukaan yang mengandung multi atom para peneliti lebih banyak mengunakan teknik EDS (Energy Dispersive Spectroscopy). Sebagian besar alat SEM dilengkapi dengan kemampuan ini, namun tidak semua SEM punya fitur ini. EDS dihasilkan dari Sinar X karakteristik, yaitu dengan menembakkan sinar X pada posisi yang ingin kita ketahui komposisinya. Maka setelah ditembakkan pada posisi yang diinginkan maka akan muncul puncak – puncak tertentu yang mewakili suatu unsur yang terkandung. Dengan EDS kita juga bisa membuat elemental mapping (pemetaan elemen) dengan memberikan warna berbeda – beda dari masing – masing elemen di permukaan bahan. EDS bisa digunakan untuk menganalisa secara kunatitatif dari persentase masing – masing elemen. Contoh dari aplikasi EDS digambarkan pada diagram dibawah ini.

(sumber: umich.edu)

Aplikasi dari teknik SEM – EDS dirangkum sebagai berikut:
1. Topografi: Menganalisa permukaan dan teksture (kekerasan, reflektivitas dsb)
2. Morfologi: Menganalisa bentuk dan ukuran dari benda sampel
3. Komposisi: Menganalisa komposisi dari permukaan benda secara kuantitatif dan kualitatif.

Sedangkan kelemahan dari teknik SEM antara lain:
1. Memerlukan kondisi vakum
2. Hanya menganalisa permukaan
3. Resolusi lebih rendah dari TEM
4. Sampel harus bahan yang konduktif, jika tidak konduktor maka perlu dilapis logam seperti emas.

REFERENSI LANJUT
http://www.jeolusa.com/sem/docs/sem_guide/tbcontd.html
http://mse.iastate.edu/microscopy/college.html
http://www.microscopy.ethz.ch/sem.htm

<iframe width="640" height="360" src="http://www.youtube.com/embed/fToTFjwUc5M?feature=player_detailpage" frameborder="0" allowfullscreen></iframe>

Web Universitas Pendidikan Indonesia

Web jurusan fisika Universitas Pendidikan Indonesia
klik disini

File direkori Universitas Pendidikan Indonesia
klik disini

Operasi Simetri Kristal

Simetri Kristal

Kristal, dan karena itu mineral, memiliki pengaturan internal yang teratur dari atom. Pengaturan ini memerintahkan menunjukkan simetri, yaitu atom-atom disusun secara simetris pada jaringan tiga dimensi disebut sebagai kisi. Ketika bentuk kristal dalam lingkungan di mana tidak ada hambatan untuk pertumbuhan, kristal menghadapi bentuk sebagai batas planar halus yang membentuk permukaan kristal. Wajah-wajah kristal mencerminkan pengaturan internal memerintahkan atom dan dengan demikian mencerminkan simetri kisi kristal. Untuk melihat ini, mari kita pertama bayangkan kristal kecil 2 dimensi yang terdiri dari atom dalam pengaturan internal teratur seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Meskipun semua atom dalam kisi ini adalah sama, saya memiliki satu berwarna abu-abu dari mereka sehingga kita dapat melacak posisinya.

Jika kita memutar kristal sederhana dengan 90 o pemberitahuan bahwa kisi dan kristal tampak persis sama dengan apa yang kita mulai dengan. Putar lagi 90 o dan lagi sama nya. Lain rotasi 90 o lagi menghasilkan kristal yang identik, dan lain rotasi 90 o kembali kristal dengan orientasi aslinya. Dengan demikian, dalam 1 putaran o 360, kristal telah berulang, atau terlihat identik 4 kali. Dengan demikian kita mengatakan bahwa obyek ini memiliki 4 kali lipat simetri rotasi.

Simetri Operasi dan Elemen Sebuah operasi Simetri merupakan sebuah operasi yang bisa dilakukan baik secara fisik maupun imajinatif yang mengakibatkan tidak ada perubahan dalam penampilan obyek. Sekali lagi ditekankan bahwa dalam kristal, simetri bersifat internal, yang itu merupakan pengaturan geometris teratur dari atom dan molekul pada kisi kristal. Tapi, karena simetri internal tercermin dalam bentuk eksternal kristal yang sempurna, kita akan berkonsentrasi pada simetri eksternal, karena ini adalah apa yang dapat kita amati. Ada 3 jenis operasi simetri: rotasi, refleksi, dan inversi. Kita akan melihat masing-masing pada gilirannya.

Rotational Simetri Seperti digambarkan di atas, jika sebuah objek dapat diputar terhadap suatu sumbu dan berulang setiap 90 o rotasi maka dikatakan memiliki sumbu 4 kali lipat simetri rotasi. Sumbu rotasi sepanjang yang dilakukan adalah elemen simetri disebut sebagai sumbu rotasi. Berikut jenis sumbu simetri rotasi yang mungkin dalam kristal.

1-Lipat Rotasi Axis - Sebuah objek yang memerlukan rotasi dari 360 o penuh untuk mengembalikannya ke tampilan aslinya tidak memiliki simetri rotasi. Karena berulang 1 setiap kali o 360 dikatakan memiliki sumbu 1-kali lipat simetri rotasi.

2 kali lipat Axis Rotasi - Jika suatu benda muncul identik setelah rotasi 180 o, yang dua kali dalam rotasi o 360, maka dikatakan memiliki sumbu rotasi 2 kali lipat (360/180 = 2). Perhatikan bahwa dalam contoh ini sumbu kita mengacu kepada garis-garis imajiner yang membentang ke arah Anda tegak lurus ke halaman atau papan. Sebuah bentuk oval diisi merupakan titik di mana sumbu rotasi 2 kali lipat memotong halaman.

Simbolisme ini akan digunakan untuk sumbu rotasi 2 kali lipat di seluruh kuliah dan dalam teks Anda.

3-Lipat Rotasi Axis - Objek yang berulang pada rotasi 120 o dikatakan memiliki sumbu 3-kali lipat simetri rotasi (360/120 = 3), dan mereka akan mengulangi 3 kali dalam rotasi o 360. Sebuah segitiga diisi digunakan untuk melambangkan lokasi 3 kali lipat sumbu rotasi.

4-Lipat Axis Rotasi - Jika suatu benda berulang setelah 90 o rotasi, itu akan mengulang 4 kali dalam rotasi o 360, seperti yang digambarkan sebelumnya. Sebuah persegi diisi digunakan untuk melambangkan lokasi 4 kali lipat sumbu simetri rotasi.

6-Axis Rotasi Lipat - Jika rotasi 60 o terhadap suatu sumbu menyebabkan objek untuk mengulang sendiri, maka ia memiliki 6 kali lipat sumbu simetri rotasi (360/60 = 6). Sebuah heksagon diisi digunakan sebagai simbol untuk sumbu rotasi 6 kali lipat.

Meskipun obyek itu sendiri mungkin tampak memiliki 5 kali lipat, 7 kali lipat, 8 kali lipat, atau lebih tinggi kali lipat sumbu rotasi, ini tidak mungkin dalam kristal. Alasannya adalah bahwa bentuk eksternal kristal didasarkan pada susunan geometris dari atom. Perhatikan bahwa jika kita mencoba untuk menggabungkan objek dengan jelas simetri 5 kali lipat dan 8 kali lipat, bahwa kita tidak bisa menggabungkan mereka sedemikian rupa sehingga mereka benar-benar mengisi ruang, seperti yang digambarkan di bawah ini.

Cermin Simetri Sebuah operasi simetri cermin adalah operasi imajiner yang dapat dilakukan untuk mereproduksi obyek. Operasi ini dilakukan dengan membayangkan bahwa Anda memotong objek di setengah, kemudian menempatkan cermin di samping salah satu bagian dari objek di sepanjang memotong. Jika pantulan di cermin mereproduksi bagian lain dari objek, maka objek dikatakan memiliki simetri cermin. Pesawat cermin adalah elemen simetri disebut sebagai pesawat cermin, dan dilambangkan dengan huruf m. Sebagai contoh, tubuh manusia adalah obyek yang mendekati simetri cermin, dengan pesawat cermin memotong melalui pusat kepala, pusat hidung dan turun ke pangkal paha. Persegi panjang yang ditunjukkan di bawah memiliki dua pesawat simetri cermin.

The persegi panjang di sebelah kiri memiliki pesawat cermin yang berjalan secara vertikal pada halaman dan tegak lurus terhadap halaman. The persegi panjang di sebelah kanan memiliki pesawat cermin yang berjalan horizontal dan tegak lurus terhadap halaman. Bagian melesat dari persegi panjang di bawah ini menunjukkan bagian persegi panjang yang akan dilihat sebagai refleksi di cermin.

Persegi panjang yang ditunjukkan di atas memiliki dua pesawat simetri cermin. Tiga benda dimensi dan lebih kompleks bisa memiliki lebih. Misalnya, segi enam yang ditunjukkan di atas, tidak hanya memiliki sumbu rotasi 6 kali lipat, namun memiliki 6 pesawat cermin.

Perhatikan bahwa persegi panjang tidak memiliki simetri cermin sepanjang garis diagonal. Jika kita memotong persegi panjang sepanjang seperti diagonal seperti yang berlabel "m???", Seperti yang ditunjukkan dalam diagram atas, mencerminkan bagian bawah di cermin, maka kita akan melihat apa yang ditunjukkan oleh garis putus pada diagram yang lebih rendah. Karena ini tidak mereproduksi persegi panjang asli, baris "m???" tidak mewakili pesawat cermin.

Pusat Simetri Operasi lain yang dapat dilakukan adalah melalui inversi titik. Dalam operasi ini garis ditarik dari semua titik pada objek melalui titik di tengah objek, yang disebut pusat simetri (dilambangkan dengan huruf "i"). Garis masing-masing memiliki panjang yang berjarak sama dari titik awal. Ketika ujung garis yang terhubung, objek asli direproduksi terbalik dari penampilan aslinya. Dalam diagram ditampilkan di sini, hanya beberapa baris seperti beberapa yang diambil untuk wajah segitiga kecil. Diagram tangan kanan menunjukkan obyek tanpa garis imajiner yang direproduksi objek.

Jika suatu benda hanya memiliki pusat simetri, kita mengatakan bahwa ia memiliki sumbu rotoinversion 1 kali lipat. Seperti sumbu memiliki simbol , Seperti yang ditunjukkan dalam diagram tangan kanan di atas. Perhatikan bahwa kristal yang memiliki pusat simetri akan menunjukkan properti bahwa jika Anda letakkan di meja akan ada wajah di atas kristal yang akan sejajar dengan permukaan meja dan identik dengan wajah bertumpu pada table.

Rotoinversion Kombinasi rotasi dengan pusat simetri melakukan operasi simetri rotoinversion. Objek yang memiliki simetri rotoinversion memiliki unsur simetri yang disebut sumbu rotoinversion. Sebuah sumbu rotoinversion 1-lipat adalah sama sebagai pusat simetri, seperti yang dibahas di atas. Rotoinversion kemungkinan lainnya adalah sebagai berikut:

2 kali lipat Rotoinversion - Operasi 2 kali lipat rotoinversion melibatkan pertama memutar objek dengan 180 o kemudian pembalik melalui pusat inversi. Operasi ini setara dengan memiliki cermin tegak lurus dengan sumbu rotoinversion 2 kali lipat. Sebuah sumbu rotoinversion 2 kali lipat dilambangkan sebagai 2 dengan bar di atas, dan akan diucapkan sebagai "bar 2". Tapi, karena ini setara dengan sebuah pesawat cermin, m, 2 bar jarang digunakan.

3-kali lipat Rotoinversion - Ini melibatkan memutar objek dengan 120 o (360/3 = 120), dan pembalik melalui pusat. Kubus adalah contoh yang baik dari sebuah benda yang memiliki 3 kali lipat sumbu rotoinversion. Sebuah sumbu rotoinversion 3 kali lipat dilambangkan sebagai (Diucapkan "bar 3"). Perhatikan bahwa sebenarnya ada empat sumbu dalam kubus, satu berjalan melalui setiap sudut kubus. Jika seseorang memegang salah satu sumbu vertikal, maka diketahui bahwa ada 3 wajah di atas, dan 3 wajah identik terbalik di bagian bawah yang offset dari wajah teratas dengan 120 o.

4 kali lipat Rotoinversion - Ini melibatkan rotasi objek dengan 90 o kemudian pembalik melalui pusat. Sebuah sumbu rotoinversion empat kali lipat dilambangkan sebagai . Perhatikan bahwa obyek yang memiliki 4 - sumbu rotoinversion kali lipat akan memiliki dua wajah di atas dan dua wajah identik terbalik di bagian bawah, jika sumbu dipegang dalam posisi vertikal.

6 kali lipat Rotoinversion - Sebuah sumbu rotoinversion 6 kali lipat ( ) Melibatkan memutar objek dengan 60 o dan pembalik melalui pusat. Perhatikan bahwa operasi ini identik dengan memiliki kombinasi sumbu rotasi 3-kali lipat tegak lurus terhadap pesawat cermin.

Kombinasi Operasi Simetri Seperti harus jelas sekarang, dalam tiga dimensi benda, seperti kristal, elemen simetri dapat hadir dalam kombinasi yang berbeda. Bahkan, dalam kristal ada 32 kemungkinan kombinasi dari unsur-unsur simetri. Ini 32 kombinasi mendefinisikan Kelas Kristal 32. Setiap kristal harus dimasukkan ke salah satu dari kelas-kelas kristal 32. Pada kuliah mendatang kita akan mulai untuk pergi ke masing-masing kelas kristal secara rinci, tapi cara terbaik untuk dapat mengidentifikasi masing-masing kelas kristal tidak dengan mendengarkan saya kuliah, belum tentu dengan membaca tentang masing-masing kelas, namun sebenarnya melihat model kristal sempurna di laboratorium. Pada kenyataannya, itu adalah pendapat saya bahwa itu adalah mustahil untuk mengidentifikasi elemen simetri dan kelas kristal tanpa menghabiskan banyak waktu memeriksa dan mempelajari 3-dimensi model di laboratorium. Di sini, saya hanya akan memberikan satu contoh bagaimana elemen simetri berbagai digabungkan dalam kristal agak diselesaikan. Satu hal yang saya ingin menekankan dalam diskusi ini adalah bahwa jika 2 jenis elemen simetri yang hadir dalam kristal yang sama, maka mereka akan beroperasi pada satu sama lain untuk menghasilkan unsur-unsur lain simetri simetris. Ini harus menjadi jelas saat kita pergi ke contoh di bawah ini.

Dalam contoh ini kita akan mulai dengan kristal yang ditampilkan di sini. Perhatikan bahwa kristal ini memiliki berbentuk persegi panjang dengan sisi atas berbentuk persegi dan bawah. Bagian atas berbentuk persegi menunjukkan bahwa harus ada 4 kali lipat sumbu rotasi tegak lurus ke wajah berbentuk persegi. Hal ini ditunjukkan dalam diagram.

Juga mencatat bahwa wajah berbentuk persegi panjang di sisi kiri dari kristal harus memiliki sumbu rotasi 2 kali lipat yang memotong itu. Perhatikan bahwa sumbu dua kali lipat berjalan melalui kristal dan keluar di sisi kiri (tidak terlihat dalam pandangan ini), sehingga baik kiri dan kanan - sisi tangan kristal tegak lurus terhadap sumbu rotasi 2 kali lipat.

Karena wajah atas kristal memiliki sumbu rotasi 4 kali lipat, operasi ini rotasi 4 kali lipat harus mereproduksi wajah dengan tegak lurus 2 kali lipat sumbu rotasi pada 90 o. Dengan demikian, wajah depan dan belakang kristal juga akan memiliki tegak lurus 2 kali lipat sumbu rotasi, karena ini diperlukan oleh sumbu 4 kali lipat.

Bagian atas berbentuk persegi dari kristal juga menunjukkan bahwa harus ada sumbu 2 kali lipat yang memotong diagonal melalui kristal. Sumbu ini 2 kali lipat yang ditampilkan di sini dalam diagram kiri. Tapi, lagi-lagi operasi sumbu 4 kali lipat mensyaratkan bahwa diagonal lain juga memiliki 2 kali lipat sumbu, seperti yang ditunjukkan dalam diagram kanan.

Selain itu, bagian depan berbentuk persegi atas dan persegi panjang berbentuk kristal menunjukkan bahwa pesawat simetri hadir seperti yang ditunjukkan oleh diagram kiri-tangan di sini. Tapi, sekali lagi, operasi sumbu 4 kali lipat mensyaratkan bahwa pesawat cermin juga hadir yang memotong melalui sisi wajah, seperti yang ditunjukkan oleh diagram di sebelah kanan.

Bagian atas persegi lebih lanjut menunjukkan bahwa harus ada sebuah pesawat cermin memotong diagonal melalui kristal. Ini pesawat cermin akan dipantulkan oleh cermin pesawat lainnya memotong sisi kristal, atau akan direproduksi oleh sumbu rotasi 4 kali lipat, sehingga kristal akan memiliki pesawat lain cermin memotong melalui diagonal lainnya, seperti yang ditunjukkan oleh diagram di sebelah kanan.

Akhirnya, ada pesawat lain cermin yang memotong melalui pusat sejajar kristal ke wajah atas dan bawah.
Dengan demikian, kristal ini memiliki simetri elemen berikut: 1 - 4 kali lipat sumbu rotasi (A 4) 4 - sumbu rotasi 2 kali lipat (A 2), 2 memotong wajah & 2 memotong tepi. 5 mirror pesawat (m), 2 pemotongan seluruh wajah, 2 pemotongan melalui tepi, dan satu memotong secara horizontal melalui pusat. Perhatikan juga bahwa ada pusat simetri (i). Isi simetri kristal ini demikian: i, 1A 4, 4A 2, 5m

Jika Anda melihat Tabel 4.3 halaman 84 dari Hefferan & O'Brien, Anda akan melihat bahwa ini milik 4/m2/m2/m kelas kristal. Kelas ini adalah kelas dipyramidal ditetragonal.

GAS IDEAL

Untuk menyederhanakan permasalahan teori kinetik gas diambil pengertian tentang gas ideal :

1.      Gas ideal terdiri atas partikel-partikel (atom-atom ataupun molekul-molekul ) dalam jumlah yang besar sekali.

2.      Partikel-partikel tersebut senantiasa bergerak dengan arah random/sebarang.

3.      Partikel-partikel tersebut merata dalam ruang yang kecil.

4.      Jarak antara partikel-partikel jauh lebih besar dari ukuran partikel-partikel, sehingga ukurtan partikel dapat diabaikan.

5.      Tidak ada gaya antara partikel yang satu dengan yang lain, kecuali bila bertumbukan.

6.      Tumbukan antara partikel ataupun antara partikel dengan dinding terjadi secara lenting  sempurna, partikel dianggap sebagai bola kecil yang keras, dinding dianggap licin dan tegar.

7.      Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku.

Mengenal Superkonduktor

Superkonduktor belakangan ini menjadi topik pembicaraan dan penelitian yang paling populer. Superkonduktor menjanjikan banyak hal bagi kita, misalnya transmisi listrik yang efisien (tak ada lagi kehilangan energi selama transmisi). Memang saat ini penggunaam superkonduktor belum praktis, dikarenakan masalah perlunya pendinginan (suhu kritis superkonduktor masih jauh di bawah suhu kamar). Tulisan singkat berikut mengajak Anda mengenal lebih jauh superkonduktor.

Superkonduktor adalah suatu material yang tidak memiliki hambatan dibawah suatu nilai suhu tertentu. Suatu superkonduktor dapat saja berupa suatu konduktor, semikonduktor ataupun suatu insulator pada keadaan ruang. Suhu dimana terjadi perubahan sifat konduktivitas menjadi superkonduktor disebut dengan temperatur kritis (T_c).

Superkonduktor pertama kali ditemukan oleh seorang fisikawan Belanda, Heike Kamerlingh Onnes, dari Universitas Leiden pada tahun 1911. Pada tanggal 10 Juli 1908, Onnes berhasil mencairkan helium dengan cara mendinginkan hingga 4 K atau ? 269oC. Kemudian pada tahun 1911, Onnes mulai mempelajari sifat-sifat listrik dari logam pada suhu yang sangat dingin. Pada waktu itu telah diketahui bahwa hambatan suatu logam akan turun ketika didinginkan dibawah suhu ruang, akan tetapi belum ada yang dapat mengetahui berapa batas bawah hambatan yang dicapai ketika temperatur logam mendekati 0 K atau nol mutlak. Beberapa ahli ilmuwan pada waktu itu seperti William Kelvin memperkirakan bahwa elektron yang mengalir dalam konduktor akan berhenti ketika suhu mencapai nol mutlak. Dilain pihak, ilmuwan yang lain termasuk Onnes memperkirakan bahwa hambatan akan menghilang pada keadaan tersebut. Untuk mengetahui yang sebenarnya terjadi, Onnes kemudian mengalirkan arus pada kawat merkuri yang sangat murni dan kemudian mengukur hambatannya sambil menurunkan suhunya. Pada suhu 4,2 K, Onnes terkejut ketika mendapatkan bahwa hambatannya tiba-tiba menjadi hilang. Arus mengalir melalui kawat merkuri terus menerus. Kurva hasil pengamatan Onnes digambarkan pada gambar 1.

Dengan tidak adanya hambatan, maka arus dapat mengalir tanpa kehilangan energi. Percobaan Onnes dengan mengalirkan arus pada suatu kumparan superkonduktor dalam suatu rangkaian tertutup dan kemudian mencabut sumber arusnya lalu mengukur arusnya satu tahun kemudian ternyata arus masih tetap mengalir. Fenomena ini kemudian oleh Onnes diberi nama superkondutivitas. Atas penemuannya itu, Onnes dianugerahi Nobel Fisika pada tahun 1913.

Penemuan lainnya yang berkaitan dengan superkonduktor terjadi pada tahun 1933. Walter Meissner dan Robert Ochsenfeld menemukan bahwa suatu superkonduktor akan menolak medan magnet. Sebagaimana diketahui, apabila suatu konduktor digerakkan dalam medan magnet, suatu arus induksi akan mengalir dalam konduktor tersebut. Prinsip inilah yang kemudian diterapkan dalam generator. Akan tetapi, dalam superkonduktor arus yang dihasilkan tepat berlawanan dengan medan tersebut sehingga medan tersebut tidak dapat menembus material superkonduktor tersebut. Hal ini akan menyebabkan magnet tersebut ditolak. Fenomena ini dikenal dengan istilah diamagnetisme dan efek ini kemudian dikenal dengan efek Meissner. Efek Meissner ini sedemikian kuatnya sehingga sebuah magnet dapat melayang karena ditolak oleh superkonduktor, gambar 2. Medan magnet ini juga tidak boleh terlalu besar. Apabila medan magnetnya terlalu besar, maka efek Meissner ini akan hilang dan material akan kehilangan sifat superkonduktivitasnya.

Dengan berlalunya waktu, ditemukan juga superkonduktor-superkonduktor lainnya. Selain merkuri, ternyata beberapa unsur-unsur lainnya juga menunjukkan sifat superkonduktor dengan harga T_c yang berbeda. Sebagai contoh, karbon juga bersifat superkonduktor dengan T_c 15 K. Hal yang ironis adalah logam emas, tembaga dan perak yang merupakan logam konduktor terbaik bukanlah suatu superkonduktor.

Pada tahun 1986 terjadi sebuah terobosan baru di bidang superkonduktivitas. Alex Müller and Georg Bednorz, peneliti di Laboratorium Riset IBM di Rüschlikon, Switzerland berhasil membuat suatu keramik yang terdiri dari unsur Lanthanum, Barium, Tembaga, dan Oksigen yang bersifat superkonduktor pada suhu tertinggi pada waktu itu, 30 K. Penemuan ini menjadi spektakuler karena keramik selama ini dikenal sebagai isolator. Keramik tidak menghantarkan listrik sama sekali pada suhu ruang. Hal ini menyebabkan para peneliti pada waktu itu tidak memperhitungkan bahwa keramik dapat menjadi superkonduktor. Penemuan ini membuat keduanya diberi penghargaan hadiah Nobel setahun kemudian.

Penemuan demi penemuan dibidang superkonduktor kini masih saja dilakukan oleh para peneliti di dunia. Penemuan lainnya yang juga fenomenal adalah berhasil disintesanya suatu bahan organik yang bersifat superkonduktor, yaitu (TMTSF)2PF6. Titik kritis senyawa organik ini masih sangat rendah yaitu 1,2 K.

Pada bulan Februari 1987, ditemukan suatu keramik yang bersifat superkonduktor pada suhu 90 K. Penemuan ini menjadi penting karena dengan demikian dapat digunakan nitrogen cair sebagai pendinginnya. Karena suhunya cukup tinggi dibandingkan dengan material superkonduktor yang lain, maka material-material tersebut diberi nama superkonduktor suhu tinggi.Suhu tertinggi suatu bahan menjadi superkonduktor hingga saat ini adalah 138 K, yaitu untuk suatu bahan yang memiliki rumus Hg0.8Tl0.2Ba2Ca2Cu3O8.33.

Superkonduktor kini telah banyak digunakan dalam berbagai bidang. Hambatan tidak disukai karena dengan adanya hambatan maka arus akan terbuang menjadi panas. Apabila hambatan menjadi nol, maka tidak ada energi yang hilang pada saat arus mengalir. Penggunaan superkonduktor dibidang transportasi memanfaatkan efek Meissner, yaitu pengangkatan magnet oleh superkonduktor. Hal ini diterapkan pada kereta api supercepat di Jepang yang diberi nama The Yamanashi MLX01 MagLev train, gambar 3. Kereta api ini melayang diatas magnet superkonduktor. Dengan melayang, maka gesekan antara roda dengan rel dapat dihilangkan dan akibatnya kereta dapat berjalan dengan sangat cepat, 343 mph atau sekitar 550 km/jam.

Penggunaan superkonduktor yang sangat luas tentu saja dibidang listrik. Generator yang dibuat dari superkonduktor memiliki efisiensi sebesar 99 an ukurannya jauh lebih kecil dibandingkan dengan generator yang menggunakan kawat tembaga. Suatu perusahaan amerika, American Superconductor Corp. diminta untuk memasang suatu sistem penstabil listrik yang diberi nama Distributed Superconducting Magnetic Energy Storage System (D-SMES). Satu unit D-SMES dapat menyimpan energi listrik sebesar 3 juta Watt yang dapat digunakan untuk menstabilkan listrik apabila terjadi gangguan listrik. Untuk transmisi listrik, pemerintah Amerika Serikat dan Jepang berencana untuk menggunakan kabel superkonduktor dengan pendingin nitrogen untuk menggantikan kabel listrik bawah tanah yang terbuat dari tembaga. Dengan menggunakan kabel superkonduktor, arus yang dapat ditransmisikan akan jauh meningkat. 250 pon kabel superkonduktor dapat menggantikan 18.000 pon kabel tembaga mengakibat efisiensi sebesar 7000 ari segi tempat.

Dibidang komputer, superkonduktor digunakan untuk membuat suatu superkomputer dengan kemampuan berhitung yang fantastis. Di bidang militer, HTS-SQUID digunakan untuk mendeteksi kapal selam dan ranjau laut. Superkonduktor juga digunakan untuk membuat suatu motor listrik dengan tenaga 5000 tenaga kuda.

Berdasarkan perkiraan yang kasar, perdagangan superkonduktor di dunia diproyeksikan untuk berkembang senilai $90 trilyun pada tahun 2010 dan $200 trilyun pada tahun 2020. Perkiraan ini tentu saja didasarkan pada asumsi pertumbuhan yang linear. Apabila superkonduktor baru dengan suhu kritis yang lebih tinggi telah ditemukan, pertumbuhan dibidang superkonduktor akan terjadi secara luar biasa.

sumber : link terkait

Undang Undang Informasi Teknologi Elektronik

UU ITE merupakan UU Cyber pertama yang akan diberlakukan di Indonesia.Undang-undang tersebut diharapkan akan menjadi dasar penegakan hukum untuk transaksi online di wilayah Indonesia meski dilakukan di dunia maya. Salah satu pasal UU tersebut di Bab VII tentang Perbuatan Yang Dilarang, Pasal 31 ayat (1) dan (2) menyebutkan,  “mereka yang secara sengaja dan tanpa hak melakukan penyadapan atas informasi dan/atau dokumen elektronik pada komputer atau alat elektronik milik orang lain akan dikenakan hukuman berupa penjara dan/atau denda.”
Perbuatan terlarang tersebut akan mendapatkan sanksi yang diatur di dalam Bab XI tentang Ketentuan Pidana Pasal 47 yang berbunyi: Setiap Orang yang memenuhi unsur sebagaimana dimaksud dalam Pasal 31 ayat (1) atau ayat (2) dipidana dengan pidana penjara paling lama 10 (sepuluh) tahun dan/atau denda paling banyak Rp800.000.000,00 (delapan ratus juta rupiah).
Semoga UU ITE benar-benar menjamin kenyamanan pengguna layanan transaksi elektronik yang rentan terkena sasaran kejahatan cyber. untuk lebih jelas download disini
UU ITE

Bahan Semikonduktor

Semikonduktor adalah suatu material yang memiliki sifat konduktivitas listrik diantara konduktor dan isolator. Semikonduktor murni atau biasa disebut semikonduktor intrinsic adalah material semikonduktor dimana tiap-tiap atomnya berikatan kovalen satu sama lain membentuk suatu struktur kristal yang biasa disebut lattice, semikonduktor intrinsic memiliki sifat yang mendekati sebuah material isolator, dimana, pita valensi dan pita konduksinya terpisahkan oleh gap energi yang kecil.
Untuk merubah jumlah pembawa muatan, semikonduktor intrinsic harus diberi pengotor atau impurities. Pengotor akan menciptakan sebuah tingkatan energi diantara pita valensi dan pita konduksi. Semikonduktor tipe-n adalah semikonduktor dengan kelebihan muatan negative, pada silicon, penambahan atom dengan lima electron valensi (seperti phosphor) akan meciptakan tingkat energy baru dengan posisi sedikit di bawah pita konduksi yang dinamakan tingkatan donor.
Tambahan electron dari phosphor akan menempati tingkat energy baru ini dan dengan hanya sedikit saja jumlah energy akan menaikkan electron ini ke pita konduksi sehingga akan menambah jumlah pembawa muatan negative. Semikonduktor tipe-p adalah semikonduktor dengan dengan kelebihan pembawa muatan positif, pada silicon, penambahan atom dengan tiga electron valensi akan menciptakan tingkat enegi baru dengan posisi sedikit di atas pita valensi yang dinamakan tingkatan akseptor. Electron pada pita valensi akan berpindah ke tingkat energy ini sehingga menciptakan lubang atau hole pada pita valensi dan akan menambah jumlah pembawa muatan positif.
Jika semikonduktor tipe-p dan tipe-n digabungkan maka pada sembungan akan terjadi proses difusi akibat ketidak seimbangan muatan diantara kedua material semikonduktor, semua hole pada sambungan akan terisi oleh electron sehingga tidak ada lagi electron bebas. Difusi ini menyebabkan terbentuknya lapisan pengosongan atau deplesi, pada lapisan ini semikonduktor kembali pada sifat isolatornya. Jika ujung tipe-n disambungkan dengan kutub negative suatu tegangan dan tipe-p disambungkan dengan kutub positif tegangan, maka electron pada lapisan deplesi akan terdorong keluar dari hole dan kembali menjadi elekron bebas sedangkan hole yang ditinggalkannya akan terisi kembali oleh electron (terjadi rekombinasi) dari tipe-n begitu seterusnya.

Gbr. Rekombinasi electron hole dan emisi foton pada junction

Terjadinya rekombinasi berarti electron dari tingkat energy yang lebih tinggi “jatuh” ke tingkat energy yang lebih rendah atau biasa disebut dengan deeksitasi. Rekombinasi electron-hole ini bisa bersifat radiatif (mengemisikan foton) dan non-radiatif bergantung pada struktur pita dari semikonduktor. Ada dua kemungkinan struktur pita dari semikonduktor yaitu pita energy langsung (direct bandgap) dan pita energy tak langsung (indirect bandgap).
Silikon adalah material dengan struktur pita energi tidak langsung (indirect bandgap), di mana nilai minimum dari pita konduksi dan nilai maksimum dari pita valensi tidak bertemu pada satu harga momentum yang sama. Ini berarti agar terjadi eksitasi dan rekombinasi dari pembawa muatan diperlukan perubahan yang besar pada nilai momentumnya atau dapat dikatakan dibutuhkan bantuan sebuah partikel dengan momentum yang cukup (seperti phonon) untuk mengkonservasi momentum pada semua proses transisi. Dengan kata lain, silikon sulit memancarkan cahaya. Sifat ini menyebabkan silikon tidak layak digunakan sebagai piranti fotonik/optoelektronik.
GaAs adalah material semikonduktor dengan struktur pita energy langsung (direct bandgap), dimana, nilai minimum dari pita konduksi dan nilai maksimum dari pita valensi bertemu pada satu harga momentum yang sama. Pada material ini electron bebas pada minimum pita konduksi dapat melakukan rekombinasi denganhole di maksimum pita valensi, karena momentum dari kedua “partikel” sama, maka, foton dapat diemisikan sebagai konsekuensi dari hokum konservasi energy.

Pekan Kreativitas Mahasiswa

Didasari kesadaran penuh atas adanya kesenjangan antara teori yang diperoleh mahasiswa dengan realita kebutuhan masyarakat dan munculnya tuntutan masyarakat atas mutu lulusan perguruan tinggi yang mandiri dan siap mengantisipasi arah pengembangan bangsa, pada tahun 1997 Direktorat Penenlitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, DITLITABMAS merealisasikan Program Pengembangan Budaya Kewirausahaan di Perguruan Tinggi (PBKPT). Salah satu komponen program kunci di dalamnya adalah Program Karya Alternatif Mahasiswa (KAM). Program ini hanya dapat diakses dan dilaksanakan mahasiswa sedangkan program lainnya seperti Kuliah Kewirausahaan (KWU), Kuliah Kerja Usaha (KKU), Magang Kewirausahaan (MKU), Konsultasi Bisnis dan Penempatan Kerja (KBPK) dan Inkubator Wirausaha Baru (INWUB), proposal diajukan kelompok dosen namun wajib menyertakan mahasiswa sebagai pelaku lapangan. KAM merupakan wahana kreasi bagi mahasiswa dalam menciptakan produk (barang atau jasa) yang akan menjadi komoditas usahanya kelak. Sedangkan pematangan sebagai entrepreneur dilakukan pada program INWUB. Dengan demikian, PBKPT merupakan satu kesatuan program pendorong Perguruan Tinggi (PT) dalam menghasilkan enter- ataupun teknopreneur dari kampus.

Dalam perkembangannya, KAM terasa sangat membatasi ruang kreasi mahasiswa yang memiliki minat, bakat dan intelektual beragam. Pada tahun 2001, DITLITABMAS kemudian mengembangkan KAM menjadi Program Kreativitas Mahasiswa yang membuka peluang mahasiswa dalam berkarya seluas para dosennya. Sejak saat itu dikenal berbagai jenis Program Kreativitas Mahasiswa (PKM), yaitu: PKM-Penelitian (PKMP), PKM-Penerapan Teknologi (PKM-T), PKM-Kewirausahaan (PKM-K), PKM-Pengabdian kepada Masyarakat (PKM-M) dan PKM-Penulisan Artikel Ilmiah (PKM-I). Pada tahun 2002, PKM bergabung dengan Lomba Karya Tulis Ilmiah (LKTI) dan Lomba Karya Tulis Mahasiswa (LKTM) ke dalam program Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (PIMNAS) di Surabaya.Atas kebijakan Direktur Jenderal Pendidikan Tinggi, sejak tahun 2009 pelaksanaan Kompetisi Karya Tulis Mahasiswa (KKTM) yang dahulunya bernama LKTM diintegrasikan pengelolaannya ke dalam PKM. Mengingat sifatnya yang identik dengan PKM-I, maka program KKTM dikelompokkan bersama PKM-I ke dalam PKM-Karya Tulis (PKM- KT). Untuk membedakannya, PKM-I diberi nama baru PKM-Artikel Ilmiah (PKM-AI) dan KKTM menjadi PKM-Gagasan Tertulis (PKM-GT) sesuai dengan sumber bahan penulisannya. Sesuai dengan sifat artikel yang dihasilkan, maka PKM-AI akan bermuara pada Jurnal Kreativitas Mahasiswa sedangkan PKM-GT menggantikan posisi PKM-AI di PIMNAS.

panduannya ada di http://www.upi.edu/ pilih judul tentang panduan PKM 2012

Jembatan Cair, Keajaiban Fisika

Jembatan yang terbuat dari zat cair? Bukan sulap bukan sihir, sebab itu bisa dibuat dengan ilmu fisika. Sebuah tim peneliti dari Austria mendemonstrasikan bahwa kini kita dapat membangun jembatan yang tersusun dari zat cair. Dalam percobaan tersebut, tim ini berhasil memperagakan sebuah jembatan yang tersusun dari air murni yang telah didestilasi tiga kali. Mereka juga menghubungkan celah sepanjang 2,5 centimeter hingga selama 45 menit, seakan melawan pengaruh gaya gravitasi. Sepintas hal ini terdengar seperti sihir, walaupun jelas hanyalah rekayasa fisika. Lantas, apa rahasianya?

Tegangan tinggi

Salah satu kunci dalam percobaan tersebut adalah pemakaian tegangan listrik yang tinggi. Tim tersebut menempatkan air murni yang akan dijadikan jembatan itu di dalam dua buah gelas kaca, kemudian sepasang elektroda diletakkan di dalamnya. Kedua gelas kaca diletakkan berdekatan namun tidak berhimpitan. Dalam waktu hanya seperseribu detik setelah perbedaan tegangan sebesar 25 ribu volt diterapkan melalui sepasang elektroda tersebut, air di dalam salah satu gelas kaca merambat cepat ke tepian dan secepat kilat melompat melewati celah di antara kedua gelas kaca.


Apa yang menyebabkan tegangan tinggi tersebut mampu melontarkan air melompati celah dan lalu menjaga “jembatan cair” tidak runtuh dipengaruhi gravitasi? Saat ini belum ada yang mengetahuinya dengan pasti. Walaupun begitu, beberapa kesimpulan awal sudah bisa ditarik dari percobaan itu.

Secara kimiawi sebuah molekul air dilambangkan dengan kode H2O. Ini karena memang molekul air terdiri dari dua atom hidrogen (H) yang bermuatan positif dan sebuah atom oksigen (O) bermuatan negatif. Saat genangan air murni dipengaruhi oleh medan listrik, seperti saat tegangan tinggi diterapkan pada percobaan di atas, maka molekul-molekul air akan berjejer rapih dan saling bergandengan: atom-atom hidrogen tertarik ke elektroda bermuatan negatif sementara atom oksigen menjurus ke elektrode positif. Selama ini hal ini sudah diketahui berlaku pada tingkat molekuler, akan tetapi belum pernah diperagakan sebelumnya pada tingkat makroskopik seperti pada percobaan jembatan cair di atas.

Untuk menguji hipotesa ini, tim peneliti yang sama kemudian menggunakan sebatang kaca yang telah lebih dulu diberi muatan listrik. Ternyata memang medan listrik dari batang kaca mampu membuat bentuk jembatan cair itu berubah dari lurus menjadi melengkung mendekati batang kaca.

Air Mengalir Dalam Air

Di antara pengukuran lain yang dilakukan, tim tersebut juga mengukur variasi kepadatan cairan di sepanjang “jembatan dari air” yang terbentuk.

Mereka menggunakan metode optik yang umum disebut ‘visualisasi Schlieren’ . Dalam metode ini, berkas-berkas cahaya dilewatkan tegak lurus terhadap “jembatan dari air” dan kemudian melewati tepian sebuah silet tajam sebelum mencapai detektor cahaya. Jika kepadatan cairan di sepanjang jembatan itu seragam nilainya, maka semua berkas cahaya akan melewati tepian silet dan tertangkap oleh detektor. Akan tetapi, jika ada variasi kepadatan cairan pada jembatan itu, variasi itu akan membelokkan dan mengganggu jalan sebagian berkas cahaya yang lewat, sehingga total berkas yang tertangkap detektor menjadi berkurang.

Dengan metode tersebut, tim dari Austria itu menemukan bahwa kepadatan cairan pada jembatan memang tidak seragam, di mana sisi bagian dalam dari jembatan lebih padat daripada sisi luarnya. Selain itu, variasi kepadatan cairan tersebut tidaklah statis, melainkan mengalir dari gelas kaca yang satu ke yang lainnya. Sekedar sebagai analogi, anda bisa membayangkan sebuah kabel ko-axial (walaupun analogi ini tidaklah sangat akurat karena kedua fenomena ini berasal dari hukum fisika yang berbeda) di mana kabel di lingkaran dalam mengalirkan arus listrik sedangkan kabel di lingkaran luar hanyalah membantu menyalurkan aliran itu. Begitu juga, dalam “jembatan cair” ini, molekul air yang mengalir adalah molekul-molekul di sisi dalam, sedangkan molekul-molekul di sisi luar hanyalah diam dan membantu aliran molekul-molekul di sisi dalam jembatan.

Untuk Apa Selanjutnya?

Tim dari Austria itu ingin mempelajari dengan lebih detil bagaimana sesungguhnya struktur molekul-molekul yang membentuk “embatan cair itu. Untuk itu mereka merencanakan percobaan lanjutan yang akan menggunakan sinar-X.

Selain untuk menjawab keingintahuan secara ilmu fundamental, percobaan ini juga punya potensi aplikasi yang besar. Salah satunya berkaitan dengan bidang mikrofluida , di mana cairan-cairan dengan volume sangat kecil dikendalikan dengan presisi dan diteliti dengan akurat, baik untuk pendeteksian biologis, medis, maupun lingkungan.

Saat ini masih banyak kendala yang perlu dipecahkan sebelum sebuah aplikasi nyata bisa diperoleh. Salah satunya adalah bahwa jembatan cair ini tidak bisa bertahan jika air murni yang telah didestilasi tiga kali tersebut dikotori oleh debu dan partikel. Akibat muatan-muatan tambahan yang dibawa oleh debu dan partikel itu, maka jembatan cair itu akan dilewati arus listrik yang semakin tinggi.

Suhu pada jembatan itu ikut meningkat, dan jembatan akan runtuh karena gerakan acak molekul-molekul air mengalahkan efek medan listrik yang telah menjajarkannya dengan rapi. Walaupun begitu, bukan tidak mungkin percobaan-percobaan berikutnya akan memunculkan kejutan dan gagasan baru yang akan memecahkan kendala di atas.http://fi.unm.ac.id/index.php/artikel/47-jembatan-cair-keajaiban-fisika

Pengertian Fisika Material

Fisika Metrial merupakan salah satu bidang keahlian yang ada pada jurusan Fisika  yang khusus mengkaji dan meneliti berbagai material baru untuk aplikasi elektronik, semikonduktor, polimer dan superkonduktor. Deposisi dan karakterisasi lapisan tipis silikon amorf merupakan salah satu kajian dan pengembangan semikonduktor.