Total Tayangan Laman

Minggu, 25 September 2011

Aplikasi Gelombang Bunyi & Cahaya

PEMANFAATAN GELOMBANG BUNYI DAN GELOMBANG CAHAYA

TUGAS FISIKA




oleh
Kresna Dwi Payana
XII A 3 / 13


SMA NEGERI 1 PURWOREJO
2011

PEMANFAATAN GELOMBANG BUNYI
A.   MENGUKUR KEDALAMAN LAUT
            Untuk mengetahui kedalaman laut yang dangkal mungkin dapat menggunakan tali atau tambang. Tali yang telah diberi tanda satuan dimasukan ke laut kemudian dapat diketahui kedalamannya. Akan tetapi apabila untuk mengukur kedalaman laut dalam akan susah jika hanya menggunakan tambang. Untuk itu digunakan peristiwa cepat rambat bunyi yang dapat dimanfaatkan untuk mengukur kedalaman laut. Metode ini mulai muncul sejak terjadi perang dunia. Para serdadu menggukur kedalaman laut untuk mencari kapal yang karam. Metode yang telah ada sampai saat ini ada dua macam yaitu:
a. BATU DUGA(memasukan batu ke dalam laut)
            Yaitu sistem pengukuran dasar laut menggunakan kabel yang dilengkapi bandul pemberat yang massanya berkisar 25-75 kg.  Penggunaan teknik ini didasarkan pada hukum fisika tentang perambatan dan pemantulan bunyi dalam air. Isyarat bunyi yang dikeluarkan dari sebuah peralatan yang dipasang di dasar kapal memiliki kecepatan merambat rata-rata 1600 meter per detik sampai membentur dasar laut. Setelah membentur dasar laut bunyi dipantulkan dalam bentuk gema dan ditangkap melalui sebuah peralatan yang juga dipasang di dasar kapal.
            Jarak waktu yang diperlukan untuk perambatan dan pemantulan dapat diterjemahkan sebagai kedalaman laut. Cara ini dianggap lebih praktis, cepat dan akurat. Namun kita tidak dapat memperoleh informasi tentang suhu, jenis batuan dan tanda-tanda kehidupan di dasar laut.

Gambar 16. Bandul Timah untuk Mengukur Kedalaman Laut. (Tim Geografi, Yudistiro, P. 98)


b. GEMA SUARA
            Yaitu metode pengukuran dasar laut dengan menggunakan alat gema suara yaitu ECHO SOUNDER(sonar) dan HIDROFON. Echo Sounder adalah alat pengirim suara,  sedangkan hidrofon adalah penerima gema suara. Dasar perhitungan kedalaman laut dengan gema adalah cepat rambat bunyi dalam air yaitu 1500 m/detik.
Rumus yang digunakan untuk mengukur kedalaman laut:
X =  ( X x V) : 2        
X = kedalaman laut (meter)
t = waktu yang dibutuhkan untuk menerima kembali gema suara setelah ditembakkan echo   sounder
v = cepat rambat suara dalam air

B. Pembahasan Mengenai Sonar dan Hidropon
1.   Sonar
Sonar (Singkatan dari bahasa Inggrissound navigation and ranging), merupakan istilah Amerika yang pertama kali digunakan semasa Perang Dunia, yang berarti penjarakan dan navigasi suara, adalah sebuah teknik yang menggunakan penjalaran suara dalam air untuk navigasi atau mendeteksi kendaraan air lainnya. Sementara itu, Inggris punya sebutan lain untuk sonar, yakni ASDIC (Anti-Submarine Detection Investigation Committee).

Cara Kerja
            Sonar merupakan sistem yang menggunakan gelombang suara bawah air yang dipancarkan dan dipantulkan untuk mendeteksi dan menetapkan lokasi obyek di bawah laut atau untuk mengukur jarak bawah laut. Sejauh ini sonar telah luas digunakan untuk mendeteksi kapal selam dan ranjau, mendeteksi kedalaman, penangkapan ikan komersial, keselamatan penyelaman, dan komunikasi di laut.
Cara kerja perlengkapan sonar adalah dengan mengirim gelombang suara bawah permukaan dan kemudian menunggu untuk gelombang pantulan (echo). Data suara dipancar ulang keoperator melalui pengeras suara atau ditayangkan pada monitor.
Sejarah
            Munculnya sonar tak bisa dilepas dari rintisan tokoh seperti Daniel Colloden yang pada tahun 1822 menggunakan lonceng bawah air untuk menghitung kecepatan suara di bawah air diDanau GenevaSwiss. Ini kemudian diikuti oleh Lewis Nixon, yang pada tahun 1906 menemukan alat pendengar bertipe sonar pertama untuk mendeteksi puncak gunung es. Minat terhadap sonar makin tinggi pada era Perang Dunia I, yaitu ketika ada kebutuhan untuk bisa mendeteksi kapal selam.
            Dalam perkembangan selanjutnya ada nama Paul Langevin yang tahun 1915 menemukan alat sonar pertama untuk mendeteksi kapal selam dengan menggunakan sifat-sifatpiezoelektrik kuartz. Meski tak sempat terlibat lebih jauh dalam upaya perang, karya Langevin berpengaruh besar dalam desain sonar.
Dua Jenis Sonar
            Alat sonar pertama digolongkan sebagai sonar pasif, di mana tidak ada sinyal yang dikirim keluar.Pada tahun 1918 Inggris dan AS membuat sistem aktif, di mana sinyal sonar aktif dikirim dan diterima kembali.
            Misalnya saja untuk mengetahui jarak satu obyek, petugas sonar mengukur waktu yang diperlukan oleh sinyal sejak dipancarkan hingga diterima kembali. Karena tidak ada sinyal yang dikirim pada sistem pasif, alat hanya mendengarkan. Pada sistem pasif maju, ada bank data sonik (sumber bunyi) yang besar. Sistem komputer menggunakan bank data tadi untuk mengenali kelas kapal, juga aksinya (kecepatan atau senjata yang ditembakkan).



ANALISIS Mengenai
HIDROPON
            Hidropon adalah  transduser energi suara ke energi listrik yang digunakan di dalam air atau zat cair. Jadi terjadi pergantian energi suara ke energi listrik. Untuk mengukur kedalaman dasar laut, teknik gema suara digunakan dengan cara merambatkan gelombang suara dari bawah kapal yang dipantulkan dengan alat perekam(hidropon) yang diletakkan di dasar lautan. Jika dasar laut bertekstur kasar maka pemantulan gelombang akan cepat, akan tetapi bila dasar lautan bertekstur lembek, apakah mempengaruhi kecepatan gelombang atau tidak? Hal ini perlu dikaji lebih lanjut. Jika terbukti tekstur tanah mempengaruhi kecepatan gelombang maka kemungkinan, hasil pengukuran kedalaman laut di tanah liat dan batuan yang seharusnya berkedalaman sama,bisa jadi dalam pengukuran menjadi berbeda.
            Alat hidropon juga kemungkinan bisa digunakan untuk mencari gunung api bawah laut ataupun palung laut. Jika seharusnya dititik A memiliki laut yang dalam, tetapi dalam pengukuran menjadi dangkal kemungkinan di titik tersebut terdapat gunung api bawah laut. Namun sebaliknya jika dititik B seharusnya berlaut dangkal, tetapi dalam pengukuran hidropon tercatat hasil yang dalam, berarti kemungkinan di daerah tersebut terdapat palung laut yang dalam.

            Berdasar gambar di atas dapat dilihat bahwa prinsip kerja hidropon saling berkaitan dengan prinsip kerja Echo Sounder. Echo sounder berfungsi mengirim gelombang bunyi sedangkan hidropon berfungsi sebagai penangkap gelombang bunyi.




Aplikasi Gelombang Cahaya : Mesin Fotokopi

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/20/Kopieerapparaat1165.jpg/220px-Kopieerapparaat1165.jpg






Sejarah Xerography

            Pada tahun 1937, fisikawan Bulgaria, Georgi Nadjakov menemukan bahwa, ketika ditempatkan dalam medan listrik dan dikenai cahaya, beberapa bahan dielektrik mendapatkan polarisasi listrik di daerah-daerah yang terbuka, dengan kata lain polarisasi berperilaku tetap dalam gelap dan hancur /melebur dalam cahaya.

            Chester Carlson, penemu fotokopi, pada awalnya seorang pengacara hak paten, serta bekerja paruh waktu sebagai peneliti dan penemu. Pekerjaannya di kantor hak paten di New York mengharuskannya untuk membuat banyak salinan makalah penting. Carlson, mengakui bahwa kebiasaan yang dia lakukan sehari-hari itu membosanka,n tidak efisien, dan menguras tenaga. Hal ini memotivasi dirinya untuk melakukan eksperimen dengan fotokonduktif. Carlson menggunakan dapurnya untuk melakukan eksperimen "electrophotography", pada tahun 1938, ia mengajukan permohonan untuk proses paten. Dia membuat fotokopi pertama menggunakan plat seng ditutupi dengan belerang. 
            Kata-kata pertama "10-22-38 Astoria" yang ditulis di slide mikroskop, ditempatkan di atas belerang dan di bawah cahaya terang. Setelah slide telah dihapus, citra cermin dari kata-kata tetap. Carlson mencoba menjual penemuannya kepada beberapa perusahaan, tapi gagal karena proses masih terlalu terbelakang/konvensional. Pada saat itu, banyak salinan yang sering dibuat dengan menggunakan kertas karbon atau mesin duplikasi manual, dan orang belum melihat kebutuhan untuk mesin elektronik. Antara 1939 dan 1944, Carlson itu telah ditolak oleh lebih dari 20 perusahaan, termasuk IBM dan General Electric.
Pada tahun 1944, Battelle Memorial Institute, sebuah organisasi nirlaba di Columbus, Ohio, Carlson dikontrak untuk memperbaiki penemuannya. Selama lima tahun, lembaga ini melakukan eksperimen untuk meningkatkan proses electrophotography. Pada 1947, Haloid Corporation (perusahaan kecil i di New York yang memproduksi dan menjual kertas foto) mendekati Battelle untuk mendapatkan lisensi untuk mengembangkan dan memasarkan mesin fotokopi berbasis pada teknologi ini. 
            Haloid merasa bahwa kata "electrophotography" terlalu rumit dan tidak memiliki makna yang baik. Setelah berkonsultasi dengan seorang profesor bahasa klasik di Ohio State University, Haloid dan Carlson mengubah nama proses tersebut sebagai "xerografi," yang berasal dari kata Yunani yang berarti "dry writing." Haloid menciptakan mesin fotokopi baru bernama "Xerox Machines" dan, pada 1948, kata "Xerox" menjadi nama merek dagang. Haloid akhirnya berubah nama menjadi Xerox Corporation. 
            Pada 1949, Xerox Corporation memperkenalkan mesin fotokopi xerographic pertama yang disebutnya Model A. Xerox menjadi begitu sukses, di Amerika Utara, fotokopi menjadi populer dan dikenal sebagai "xeroxing." Xerox telah berjuang secara aktif untuk mencegah "Xerox" dari penyamaan merek dagang. Sementara kata "Xerox" sudah muncul di beberapa kamus sebagai sinonim untuk fotokopi.
            Pada awal tahun 1950, Radio Corporation of America (RCA) memperkenalkan variasi pada proses yang disebut Electrofax, dimana citra dibentuk khusus langsung di dilapisi kertas dan diberikan dengan toner yang tersebar dalam suatu cairan. 
            Selama tahun 1960-an dan menjelang tahun 1980-an, Savin Corporation mengembangkan dan menjual mesin fotokopi dengan toner cair yang menerapkan teknologi berdasarkan paten yang diselenggarakan oleh perusahaan. Sebelum meluasnya adopsi mesin fotokopi xerographic , foto-copy langsung dihasilkan oleh mesin seperti yang digunakan Kodak Verifax. 
            Kendala utama yang terkait dengan pra-teknologi xerographic adalah tingginya biaya produksi: Verifax cetak diperlukan pasokan biaya USD $ 0,15 pada tahun 1969, sementara Xerox cetak dapat dibuat untuk USD $ 0,03 termasuk kertas dan tenaga kerja. Pada waktu itu, Thermofax mesin fotokopi di perpustakaan dapat membuat salinan surat-berbagai ukuran menghasilkan biaya USD $ 0.25 atau lebih (pada saat upah minimum untuk pekerja AS Rp 1,65).

Definisi

            Menurut Wikipedia, sebuah mesin fotokopi (atau Copier) didefinisikan sebagai mesin yang bisa membuat salinan dokumen dan gambar visual lainnya dalam selembar kertas dengan cepat dan murah. Kebanyakan mesin fotokopi saat ini menggunakan teknologi yang disebut xerografi, proses pengeringan yang menggunakan panas. (Copiers juga dapat menggunakan teknologi output lainnya seperti tinta jet, tetapi xerografi merupakan standar yang sering digunakan.)

            Xerografi diperkenalkan pertama kali oleh Xerox di tahun 1949, dan secara bertahap menggantikan media pengganda yang dibuat oleh Verifax, fotostat, kertas karbon, mesin stensil mesin, dan mesin duplikasi lain. Salah satu pengembangan mesin ini ditujukan untuk mencegah infrastruktur perkantoran tanpa kertas yang digembar-gemborkan di awal revolusi digital. 


Bagian bagian mesin fotokopi hitam putih

Komponen mesin fotokopi
1.   sensor CCD
2.   wadah toner
3.   silinder fotosensitif
4.   roller penetap
5.   pengakalan pewarnaan
6.   silinder foto berputar
7.   baki fotokopi
8.   baki penyortiran kertas
9.   baki kertas
10.  casing mesin fotokopi


CARA KERJA

            Untuk melakukan sebuah proses duplikasi (penggandaan) dari dokumen asli menjadi dokumen hasil salinan, mesin fotokopi bekerja melalui berbagai tahap, yaitu sebagai berikut :

  1. Pengisian muatan: silinder drum elektrostatis dalam mesin dialiri oleh suatu kawat bertegangan tinggi yang disebut kawat korona (corona wire) atau kawat bermuatan. Drum memiliki lapisan bahan yang bersifat fotokonduktif. Sebuah photoconductor merupakan sebuah semikonduktor yang bisa menjadi konduktif ketika terkena cahaya.
  2. Penangkapan : Sebuah lampu terang menerangi dokumen asli, dan area putih dokumen asli (area yang tidak terkena tinta) meneruskan cahaya ke permukaan drum fotokonduktif. Bidang drum yang terkena cahaya menjadi konduktif, sehingga dibuang menuju ground. Luasan drum yang tidak terkena cahaya (bagian tulisan/area hitam dari dokumen asli) tetap bermuatan negatif. Hasilnya adalah sebuah gambar listrik laten di permukaan drum.
  3. Pencitraan : Toner bermuatan positif. Ketika toner dimuntahkan ke drum untuk mendapatkan citra, toner tersebut tertarik dan meresap ke daerah-daerah yang bermuatan negatif (wilayah hitam).
  4. Pemindahan : Toner yang dihasilkan gambar pada permukaan drum ditransfer/dipindahkan dari drum ke sehelai kertas yang mempunyai muatan negatif lebih tinggi daripada permukaan drum.
  5. Pengeringan : Toner meleleh dan menempel pada kertas karena panas dan tekanan rol.
            Proses di atas merupakan contoh mesin fotokopi dengan sebuah drum dan kertas bermuatan negatif, serta toner bermuatan positif seperti yang terdapat dalam mesin fotokopi digital hari ini. Beberapa mesin fotokopi kuno, yang kebanyakan masih analog, menggunakan drum dan kertas bermuatan positif, dan serta toner bermuatan negatif.




Prinsip kerja Fotokopi Modern
1.     Pencahayaan, cahaya yang sangat terang yang dihasilkan dari lampu expose yang menyinari dokumen yang sudah diletakkan di atas kaca dengan posisi terbalik ke bawah pada kaca, gambar pada dokumen kemudian akan dipantulkan melalui lensa, kemudian lensa akan meangarahkan gambar tersebut ke arah tabung drum. Tabung drum adalah silinder dari bahan aluminium yang dilapisisi dengan selenium yang sangat sensitif terhadap cahaya.
2.     Gambar yang lebih terang pada permukaan drum akan mengakibatkan elektron-elektron muncul dan menetralkan ion-ion positif yang dihasilkan oleh kawat pijar ( corona wire ) sebelah atas drum ( kawat 1 ), sehingga pada permukaan yang terang tidak ada elektron yang yang bermuatan, sedangkan pada cahaya yang yang lebih gelap akan menghasilkan tidak terjadi perubahan muatan, tetap bermuatan positif.
3.     Serbuk berwarna hitam ( toner ) bermuatan negatif yang berada pada depeloper, akan tertarik oleh ion positif pada permukaan drum,
4.     Tegangan tinggi DC yang diberikan pada kawat pijar ( corona wire ) membuat drum bermuatan positif, kawat pijar ( corona wire ) terdapat dua buah, satu terdapat diatas drum ( kawat 1 ), dan di bawah drum ( kawat 2 ).
5.     Selembar kertas yang dilewatkan di bawah drum ketika drum berputar, sebelum kertas mencapai drum terlebih dahulu kertas dijadikan bermuatan positif oleh kawat 2, sehingga toner yang menempel pada kertas akan tertarik dengan sangat kuat ke kertas, karena gaya tarik muatan positif pada kertas lebih kuat dari pada muatan positif pada drum ditambah lagi dengan gaya gravitasi
6.     Berikutnya kertas akan di lewatkan melalui dua buah rol panas yang bertekanan, panas dari kedua rol tersebut akan melelahkan toner yang kemudian akan menempel erat ke kertas.peristiwa ini akan menghasilkan copian atau salinan gambar yang sama persis dengan aslinya.
7.      Setelah toner turun ke kertas drum akan terus berputar sampai melewati blade (cleaning balde) pembersih drum kemudian melalui kawat 1 (primary corona wire), sehingga drum kembali bermuatan positif dan siap kembali disinari terus berulang-ulang.

Tahapan Produksi Mesin Fotokopi

            Setelah diperkenalkan pada tahun 1960-an oleh Xerox, mesin fotokopimenjadi peralatan yang terkenal dan banyak digunakan di dunia bisnis dan kantor-kantor pemerintahan. Sebagai pengganti kertas karbon, mimeograph, dan mesin-mesin reproduksi lainnya, fotokopi menggunakan polarisasi elektrik dari material yang sensitif cahaya untuk menghasilkan salinan secara akurat dan ekonomis atas dokumen-dokumen kertas. Kelahiran komputer dan komunikas elektronis memang pelan-pelan mengurangi kebutuhan atas fotokopi, namun karena sifatnya yang mudah digunakan dan bisa memperbanyak salinan dalam jumlah besar, maka mesin fotokopi masih tetap digunakan secara luas.

Untuk memproduksi fotokopi dari dokumen asli, mesin fotokopi pertama-tama membuat image temporer, yaitu semacam film negatif dari aslinya. Di dalam mesin terdapat silinder yang terbuat dari bahan metal konduktif (biasanya aluminium), dilapisi dengan fotokonduktif (biasanya selenium). Fotokonduktor adalah material yang akan menampung muatan dalam kegelapan, namun akan hilang muatannya jika disinari cahaya. Permukaan silinder secara elektris di-charge/dimuati, kemudian lampu bercahaya dilewatkan di atas image. Area dari image asli yang putih kosong akan memantulkan cahaya itu kembali ke silinder, yang akan membebaskan/discharge area itu. Jika image gelap, fotokonduktor akan tetap mengisi/charge. Hasilnya adalah serupa dengan map elektrik dari image asli. Sebagian copier yang menerapkan teknologi canggih menghasilkan salinan digital dari image dan menggunakan laser untuk memuat/men-charge silinder..
Langkah selanjutnya adalah menerapkan toner ke silinder yang secara elektris sudah di-charge pada langkah sebelumnya. Toner adalah tinta bubuk, dan menempel pada area-area yang ter-charge. Lsitrik statis yang menahan toner ke silinder adalah sama dengan daya yang membuat rambut bisa menempel ke gelembung balon jika rambut dan balon digesekkan selama beberapa waktu untuk menghasilkan muatan listrik. Langkah selanjutnya adalah mentransfer image itu ke lembaran kertas, dimana toner dilelehkan oleh panas dan tekanan roller, dan untuk “menghapus” bekas image pada silinder dengan cara menyorotinya dengan cahaya.
            Sistem mekanik yang ada pada mesin fotokopi sebenarnya sederhana saja, namun kelihatannya kompleks. Proses transfer image tidak terjadi pada lokasi dimana image aslinya diletakkan. Malahan drum harus diletakkan jauh ke dalam mesin, agar tidak kena cahaya, sampai serangkaian cermin memproyeksikan image padanya. Sebuah belt menggerakkan fotokonduktor ke toner dan kertas bersamaan. Silinder dihapus/dibersihkan oleh rangkaian cahaya yang berikutnya dan dibuat agar siap di-charge lagi secara elektrik untuk image selanjutnya.









SUMBER








Analisis Manfaat Mesin Fotokopi

            Dari uraian di atas dapat diketahui bahwa mesin fotokopi bekerja dengan melibatkan kilat/cahaya. Cahaya yang digunakan berasal dari mesin itu sendiri. Mengenai menempelnya tinta pada kertas, itu merupakan akibat dari perbedaan muatan antara kertas yang bermuatan negatif(dibuat bermuatan negatif) dengan toner yang bermuatan positif Toner bermuatan positif. Ketika toner dimuntahkan ke drum untuk mendapatkan citra, toner tersebut tertarik dan meresap ke daerah-daerah yang bermuatan negatif (wilayah hitam).. Perbedaan muatan inilah yang menyebabkan tinta dapat menempel pada kertas. Listrik statis membuat tinta tetap menempel pada kertas. Ketika tinta sudah menempel pada kertas, dengan cepat sistem pengeringan bekerja. Ditambah tekanan pada rol membuat hasil kopian dapat mengering lebih cepat.
            Pada mesin fotokopi hitam putih, prisip kerja mesin tentu lebih sederhana dibanding mesin fotokopi yang berwarna. Pada fotokopi hitam putih toner yang digunakan hanya tinta hitam. Piranti yang digunakan mesin fotokopi hitam putih pun lebih sederhana.
            Mesin fotokopi juga membuat film negatif terlebih dahulu seperti pada kamera.  Di dalam mesin terdapat silinder yang terbuat dari bahan metal konduktif (biasanya aluminium), dilapisi dengan fotokonduktif (biasanya selenium). Fotokonduktor adalah material yang akan menampung muatan dalam kegelapan, namun akan hilang muatannya jika disinari cahaya.




0 komentar:

Poskan Komentar