Mikroskop Elektron

Gelombang materi yang di usulkan De Broglie eksis menyertai partikel-partikel yang bergerak. Jika kecepatan dari pertikel-partikel ini meningkat maka panjang gelombangnya berkurang. Daya resolusi alat optic bergantung pada panjang gelombang cahaya. Resolusi daya urai optik akan meningkat jika panjang gelombangnya mengecil. Sebuah mikroskop menggunakan cahaya tampak sebagai sumber cahayanya. Sebaliknya, sebuah mikroskop elektron menggunakan elektron-elektron dengan panjang gelombang pendek yang bergerak sangat cepat sebagai sumber cahayanya.

Karena menggunakan elektron-elektron dengan panjang gelombang pendek maka sebuah mikroskop elektron memiliki daya resolusi lebih besar daripada mikroskop optik. Di mikroskop elektron, berkas-berkas elektron difokuskan ke suatu ruang yang didalamnya terdapat medan listrik dan medan magnet, di mana medan magnet dihasilkan oleh sebuah selenoida yang bekerja seperti layaknya lensa cembung untuk elektron. Di dalam sebuah mikroskop elektron tramsmisi (Transmission Electron Microscope/ TEM), elekron-elektron berbentuk berkas foton berenergi tinggi di fokuskan oleh lensa magnetik dan menyinari sampel uji kemudian menembus lensa objektif yang menghasilkan citra bayangan pertama. Bayangan tersebut selanjutnya diperbesar lagi oleh proyektor magnetik dan menghasilkan citra bayangan akhir. Citra bayangan akhir dilihat pada sebuah layar fluoresens atau direkam dalam film topografi. Seperti pada mikroskop optik, total perbesaran bayangan adalah perkalian dari perbesaran lensa objektif dan perbesaran lensa okuler/proyektor. Dengan mengatur jumlah arus pada lensa magnetik, perbesaran total dapat terjadi hingga 200.000 kali. Daya resolusi dari instrument ini dapat bernilai kurang dari 5 Ǻ, yang berarti mikroskop tersebut dapat membedakan dua benda yang jarak antarkeduanya sebesar 5 Ǻ.

Pada akhir tahun 1980-an dikembangkan mikroskop elektron pemindai (Scanning Electron Microscope/SEM) yang kemampuannya lebih besar lagi dari TEM. Di dalam SEM, berkas elektron yang di setel dengan presisi tinggi memindai permukaan sampel benda. Ketika memindai, elektron-elektron berenergi tinggi menumbuk elektron-elektron primer di permukaan sampel dan melepaskannya sehingga menghasilkan elektron-elektron sekunder. Elektron-elektron sekunder ini dikumpulkan di elektroda positif. Intensitas arus yang dihasilkan oleh elektron-elektron sekunder ini berubah selama elektron-elektron primer memindai permukaan sampel. Elektron sekunder lebih banyak dilepaskan ketika elektron-elektron primer menumbuk bagian tepi sampel atau daerah yang melengkung dibandingkan jika menumbuk daerah permukaan yang rata. Informasi dari intensitas arus yang terbentuk digunakan untuk mendapatkan citra bayangan tiga dimensi. Karena panjang gelombang dari berkas elektron-elektron primer tersebut sangat kecil maka daya resolusi dari alat tersebut sangat besar.

Metode Pembelajaran bagi Anak Penderita “Disleksia”

Pendidikan bagi anak usia dini merupakan suatu hal yang sangat penting dalam mendidik dan mempersiapkan anak untuk melewati tahapan-tahapan selanjutnya. Maka dari itu kebanyakan orang tua memberikan pendidikan kepada anaknya dengan menyekolahkannya ke TK/PAUD sebagai sarana untuk memberikan pembelajaran meskipun tidak secara serius, akan tetapi dengan berbagai metode-metode permainan di dalamnya.

Tidak semua anak dapat merangsang apa yang diajarkan di sekolah, karena pada dasarnya kemampuan setiap anak itu berbeda-beda. Ada yang cepat tanggap, ada yang harus diulang sebanyak 2 sampai 4 kali, dan ada yang lambat dalam menerima pelajaran. Dan yang harus dikhawatirkan adalah gangguan dalam perkembangan membaca dan menulis yang umumnya terjadi pada anak usia dini atau yang disebut dengan “Disleksia”.

Penderita disleksia ditandai dengan terjadinya kesulitan belajar yang paling umum adalah gangguan dalam membaca. Penyebab disleksia ini pun bermacam-macam, ada yang menyebutnya karena kekurangan neurologis dalam penglihatan, pendengaran atau lemah dalam memahami intruksi bacaan. Ada juga yang berpendapat karena 3 aspek kognitif penderita disleksia yaitu pendengaran, penglihatan dan perhatian.

Penderita disleksia ini tidak memiliki ciri fisik yang khusus, hanya saja kita harus menelitinya sendiri dari cara anak menerima pelajaran, membaca, menulis atau menerima intruksi. Biasanya anak penderita disleksia ada yang terlalu aktif ataupun yang terlalu pasif, jika anak memiliki ciri-ciri sama seperti yang telah disebutkan, maka kemungkinan anak tersebut menderita disleksia.

Untuk itu sebagai orang tua atau guru TK/PAUD harus kreatif untuk menerapkan metode pembelajaran yang bukan hanya bisa dimengerti untuk anak yang normal namun dapat dimengerti oleh anak penderita disleksia.

Berikut beberapa metode alternatif pembelajaran untuk anak penderita disleksia yaitu :

Terapkan metode permainan.

Sebagai guru atau orang tua, kita harus aktif dan kreatif untuk membimbing anak agar mudah untuk diajak belajar. Salah satu metodenya yaitu dengan menciptakan permainan-permainan edukatif yang bisa merangsang cara kerja anak penderita disleksia agar mereka bisa mengingat beberapa materi pelajaran yang terselip didalamnya.

Pembelajaran dengan musik/lagu anak.

Sebagian anak ada yang cepat menangkap pelajaran dengan metode audio/pendengaran, dengan begitu kita para guru atau orang tua harus memberikan beberapa rekaman/audio yang berisi lagu-lagu anak yang ceria dan tentunya terdapat pengajaran-pengajaran untuk anak.

Ulangi, ulangi, dan ulangi.

Seperti yang kita ketahui bahwa kemampuan anak berbeda-beda apalagi untuk anak penderita disleksia yang bisa dikatakan sulit untuk menangkap pelajaran-pelajaran yang diberikan. Untuk itu, janganlah bosan untuk mengulang lebih banyak lagi pelajaran yang telah diajarkan terlebih lagi untuk anak penderita disleksia. Jadi sebagai guru atau orang tua, kita harus lebih sabar lagi untuk mengajari anak penderita disleksia ini.

Berikan pujian/sanjungan serta motivasi belajar.

Yang terakhir berilah si anak pujian/sanjungan agar anak merasa senang atas pencapaiannya, serta berilah motivasi berupa nasehat-nasehat yang disampaikan dengan cara yang baik dan menyenangkan agar nasihat tersebut dapat diingat oleh si anak.

Itulah beberapa metode-metode atau cara yang dapat dilakukan dalam membantu anak penderita disleksia untu belajar. Metode tersebut bisa diterapkan dimanapun dan kapanpun. Tetaplah bersabar dalam mengayomi putra/I anda, karena kepribadian mereka adalah cerminan dari didikan orang tua dan lingkungan sekitar.

Kiat Sukses Belajar FISIKA

Fisika itu mudah, menyenangkan, menarik, asyik, dan tentunya fisika itu “fun”. Dengan berbekal motivasi itu kalian pasti dengan mudah dapat menguasai fisika. Bagaimana agar dapat belajar fisika dengan sukses. Berikut ini kami sajikan kelebihan fisika dibandingkan dengan yang lainnya.

  1. Fisika mempelajari berbagai rahasia alam, antara lain mengapa terjadi petir, mengapa terjadi pelangi, mengapa bintang berkedip-kedip, mengapa nyamuk terapung di air, mengapa bulan dapat bergerak mengelilingi bumi, mengapa gerak-gerakan planet tidak saling bertabrakan, dan tentunya masih banyak lagi berbagai pertanyaan yang serupa tapi tak sama yang hanya dapat dijawab oleh fisika. Yah, fisika sangat menyenangkan.
  2. Kajian dan penelitian di bidang fisika sangat luas sekali, sehingga jangan merasa aneh jika ada istilah-istilah fisika di internet seperti Physics of Sport, Physics of Dance, Physics of Cooking, Physics of Kiss, Physics of Biology, Physics of Car, dan yang sedang ngetrend adalah fisika keuangan yang dapat digunakan untuk memprediksi fluktuasi harga saham dan nilai tukar uang.

Bagaimana Cara Belajar Fisika ?

Berikut ini kami sajikan beberapa pendekatan belajar Fisika.

  • Belajarlah dengan santai tetapi konsisten.

Jika kalian merasa capai dan lelah, jangan paksakan untuk belajar fisika. Jika perlu, musik instrumental atau music klasik dapat digunakan untuk mengiringi kalian belajar.

  • Kuasailah konsep secara baik, kalau perlu baca berulang-ulang hingga mengerti.

Contoh :

Kecepatan suatu mobil 2 m/s. Artinya, dalam 1 sekon (detik) mobil berpindah sejauh 2 meter.

Periode getaran suatu bandul 2 sekon. Artinya, dalam 2 sekon bandul melakukan satu kali gerakan bolak-balik melewati titik keseimbangan.

  • Belajar dengan rutin.

Konsep fisika dibangun secara bertahap, satu konsep mendasari konsep yang berikutnya, konsep berikutnya dapat dimengerti dengan baik dua konsep terdahulu.

Contoh :

Percepatan suatu benda 2 m/s2. Artinya, dalam 1 sekon (detik) kecepatan benda bertambah 2 m/s. konsep percepatan dapat dipahami setelah memahami konsep perpindahan dan konsep kecepatan.

  • Tanamkan dalam pikiran bahwa rumus dan perhitungan matematika hanyalah alat untuk lebih memahami konsep fisika.

Setelah mempelajari satu konsep, kerjakan contoh soal tanpa terlebih dahulu jawabannya. Setelah selesai bandingkan jawabanmu dengan jawaban dibuku. Jika masih salah ulangi.

Teori Segalanya (Theory of Everything)

Manusia selalu berupaya untuk menyingkap misteri alam semesta melalui berbagai hipotesis baru yang didasarkan pada berbagai metode ilmiah. Sebuah hipotesis yang kuat selalu berdasar pada hukum-hukum terdahulu dan ditentukan dengan tingkat akurasi yang tinggi.

Hal ini juga berlaku pada hipotesis Teori Segalanya atau Theory of Everything yang awalnya dirintis oleh Albert Einstein. Teori ini dikembangkan untuk menyimpulkan semua hukum-hukum fisika yang telah ada menjadi satu hukum tunggal. Einstein berharap teori ini dapat menjelaskan semua interaksi fisika di alam semesta.

Alam semesta diketahui memiliki interaksi-interaksi dasar yang menjadi landasan terjadinya semua gerak. Ada empat interaksi dasar di alam semesta yang kita kenal sebagai gaya, yaitu gaya elektromagnetik, gaya lemah, gaya kuat dan gaya gravitasi. Gaya elektromagnetik menghasilkan interaksi listrik, magnet dan cahaya. Gaya lemah terjadi pada peluruhan radioaktif sedangkan gaya kuat mengikat proton-proton dan neutron-neutron dalam inti atom. Untuk menjelaskan ketiga jenis gaya ini kita dapat menganalisisnya menggunakan mekanika kuantum. Sedangkan untuk gaya terakhir, yakni gaya gravitasi dapat dijelaskan menggunakan teori relativitas umum Einstein.

Teori relativitas umum menggambarkan alam semesta sebagai hubungan antara materi dan geometri ruang-waktu (space-time). Fisikawan teoritis Amerika Serikat John Wheeler menjelaskan teori relativitas umum menjadi bentuk yang sederhana dalam satu kalimat, yakni, “Materi membuat ruang-waktu melengkung dan ruang-waktu membuat materi bergerak”. Kombinasi geometri-materi inilah yang kita rasakan sebagai gravitasi. Teori relativitas umum menjelaskan gaya-gaya pada skala makro, misalnya seperti peredaran planet, bintang dan galaksi. Sedangkan untuk memahami alam semesta pada ukuran mikro atau tingkat partikel maka kita menggunakan mekanika kuantum sebagai alat untuk menganalisisnya.

Ketika merintis teori segalanya, Einstein mencoba menggabungkan gaya gravitasi dan elektromagnetik karena dua gaya yang lain belum ditemukan orang pada saat itu. Einstein menghabiskan waktu 30 tahun untuk menurunkan teori ini tetapi tak kunjung berhasil karena maut lebih dulu menjemputnya. Walaupun demikian, cita-cita Einstein tetap hidup dan upayanya terus dilanjutkan oleh fisikawan-fisikawan lain sepeninggalnya. Sejauh ini ada dua kandidat utama yang bisa dijadikan sebagai Teori segalanya, yaitu Teori Model Baku (Standart Model) dan Teori Dawai (String Theory). Namun, hingga kini kedua teori tersebut belum dapat dibuktikan secara eksperimen. Karena itu, hukum fisika dan teori-teorinya masih dapat berubah.

Gelombang Kejut dan Dentuman Sonik

Dalam sebuah tangki riak, gelombang yang dihasilkan dari sumber titik yang diam akan merambat secara simetris. Ketika sumber gelombang bergerak, gelombang yang terbentuk bergerak ke arah yang sama dengan arah gerak sumber gelombang. Sebaliknya, gelombang yang bergerak ke arah yang berlawanan akan membuat pola di mana sumber gelombang dan gelombang akan saling menjauhi satu sama lain. Jika sumber gelombang bergerak lebih cepat daripada perambatan gelombang maka akan terbentuk pola gelombang yang berbeda. Fenomena serupa dapat diamati pada penerbangan pesawat jet supersonik.

Kecepatan bunyi di udara adalah 331 m/s atau 1.192 km/jam. Jet supersonik dapat terbang dengan kecepatan lebih besar daripada kecepatan bunyi. Kecepatan supersonic dinyatakan dalam satuan Mach. Cepat rambat bunyi di udara sekitar 1 Mach sedangkan jet supersonik 2.700 km/jam atau sekitar 2,5 Mach.

Jika sumber gelombang yang tidak bergerak mengeluarkan gelombang bunyi maka medan-medan gelombang yang terbentuk memiliki jarak yang sama. Ketika sumber gelombang bergerak maka timbul efek Doppler karena kecepatan sumber gelombang lebih kecil daripada kecepatan bunyinya. Ketika kecepatan pesawat jet mendekati kecepatan suara maka puncak gelombang bunyi menumpuk satu sama lain di depan pesawat. Ini membuat jet harus memiliki kekuatan yang besar untuk dapat memindahkan massa udara yang ada di depannya karena hambatan udara semakin besar. Fenomena ini disebut rintangan suara (sound barrier).

Jika sumber gelombang bunyi bergerak dengan kecepatan supersonik (diatas kecepatan suara) maka interferensi medan-medan gelombang yang terbentuk lingkaran membentuk daerah tekanan V seperti terlihat pada gambar di atas. Interferensi konstruktif oleh beberapa gelombang yang dihasilkan oleh kecepatan supersonic sering disebut sebagai gelombang kejut (shock wave).

Pesawat jet yang terbang dengan kecepatan supersonik mengeluarkan energi bunyi yang dahsyat. Energi yang besar itu dapat merusak pendengaran manusia yang efeknya disebut dentuman sonic (sonic boom). Selain itu, dentuman sonik juga dapat merusak bangunan fisik, seperti jendela dan struktur banguna gedung dan rumah. Dentuman sonik juga dapat mengakibatkan kerusakan mental bagi manusia yang terkena efeknya.

Pengendapan Elektrostatik

Bagian dalam cerobong asap di pabrik-pabrik memiliki medan listrik yang bereaksi dengan partikel-partikel bermuatan dari abu atau debu yang melayang-layang didalamnya. Medan listrik ini dapat mengikat partikel-partikel tersebut di seluruh bagian dalam dinding cerobong asap. Kita mengetahui bahwa medan listrik dapat menangkap banyak partikel debu. Dengan teknik ini kita dapat mengurangi jumlah polusi udara akibat debu dan asap pabrik.

Di semua jenis proses industri, termasuk pembakaran bahan bakar untuk produksi energi dan proses kimia serta peleburan materi, sejumlah besar partikel dihasilkan sebagai asap buang dan dikeluarkan melalui cerobong asap. Jika parikel-partikel polutan tersebut dapat disaring dan ditangkap dalam cerobong asap maka akan efektif untuk mengurangi polusi udara.

Salah satu cara efektif dan murah untuk mengurangi jumlah partikel gas buangan adalah menggunakan teknik pengendapan elektrostatik yang ditekukan pada tahun 1905 oleh kimiawan Amerika, Frederick G. Cottrell (1877-1948). Pengendap Cottrel bekerja pada proses yang disebut “corona discharging”. Bayangkan sebuah tabung silindris yang pada sumbunya dihubungkan sebuah kawat. Sebuah catu daya bertegangan tinggi dihubungkan pada tabung dan kawat. Tabung dihubungkan pada terminal positif catu daya dan kawat dihubungkan dengan terminal negatif. Jika tegangan dari catu daya sebesar 200 ribu volt dan jari-jari tabung 0,1 m maka intensitas medan listrik rata-rata pada tabung sebesar 2 MV/m. Nilai intensitas medan listrik ini seharusnya cukup rendah untuk tidak menghasilkan bunga api (electric sparks). Namun, garis-garis medan listriknya sangat dekat satu dengan yang lain dan bersebelahan dengan kawat di dalam tabung (ini berarti intensitas tinggi ada di dekat kawat dan intensitas rendah ada di dekat dinding tabung). Akibatnya di daerah ini terbentuk bunga api listrik permanen. Fenomena inilah yang disebut  corona discharging. Gas-gas yang berada di wilayah corona discharging terionisasi kuat sehingga api berwarna hijau terpancar dari atom-atom dan molekul-molekul gas tersebut. Elektron-elektron di wilayah corona saling bertumbukan dan kebanyakan melekat pada partikel debu yang tertarik ke dinding karena kini partikel-partikel tersebut menjadi bermuatan. Partikel-partikel debu ini selanjutnya berakumulasi di dinding dan akhirnya jatuh secara otomatis di baki/ wadah pengumpul. Jika sistem pengendapan Cottrell ini dijalankan dengan baik, maka akan sangat efektif dan efisiensinya bisa mencapai 99%. Namun, satu hal yang harus diingat adalah bahwa teknik ini hanya mengendapkan partikel polutan saja, bukannya gas berbahaya seperti sulfur dioksida (SO2). Untuk menghilangkan gas berbahaya dari buangan pabrik masih diperlukan metode lain yang lebih sulit dan mahal.