1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Matahari merupakan salah satu bintang yang ada di jagad raya ini. Matahari memiliki

banyak kegunaan atau fungsi bagi makhluk hidup salah satunya adalah sebagai sumber

energi. Energi surya atau matahari telah dimanfaatkan di banyak belahan dunia dan jika

dieksplotasi dengan tepat, energi ini berpotensi mampu menyediakan kebutuhan konsumsi

energi dunia saat ini dalam waktu yang lebih lama. Matahari dapat digunakan secara langsung

untuk memproduksi listrik atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan

Ada banyak cara untuk memanfaatkan energi dari matahari. Tumbuhan mengubah sinar

matahari menjadi energi kimia dengan menggunakan fotosintesis. Kita memanfaatkan energi

ini dengan memakan dan membakar kayu. Bagimanapun, istilah “tenaga surya” mempunyai

arti mengubah sinar matahari secara langsung menjadi panas atau energi listrik untuk

kegunaan kita. dua tipe dasar tenaga matahari adalah “sinar matahari” dan “photovoltaic”

(photo- cahaya, voltaic=tegangan)Photovoltaic tenaga matahari: melibatkan pembangkit

listrik dari cahaya. Rahasia dari proses ini adalah penggunaan bahan semi konduktor yang

dapat disesuaikan untuk melepas elektron, pertikel bermuatan negative yang membentuk

dasar listrik.

1.2 RUMUSAN MASALAH

1. Apa Matahari itu?

2.Bagaimana struktur dan fungsi lapisan-lapisan pada Matahari?

3.Bagaimana reaksi Inti di Matahari ?

4.Bagaimana Spektrum Radiasi oleh matahari?

5.Bagaimana Mekanisme rambatan energi radiasi matahari ke permukaan Bumi?

2

1.3 TUJUAN

1.Mahasiswa dapat mengetahui tentang Matahari

2.Mahasiswa dapat mengetahui tentang Struktur dan fungsi lapisan-lapisan pada matahari

3.Mahasiswa dapat mengetahui tentang reaksi inti di matahari

4.Mahasiswa dapat mengetahui spectrum radiasi oleh matahari

5.Mahasiswa dapat mengetahui mekanisme perambatan energy radiasi matahari ke bumi

3

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Matahari

Matahari atau Surya adalah bintang di pusat Tata Surya. Bentuknya nyaris bulat dan

terdiri dari plasma panas bercampur medan magnet. Diameternya sekitar 1.392.684 km,kira-

kira 109 kali diameter Bumi, dan massanya (sekitar 2×1030 kilogram, 330.000 kali massa

Bumi) mewakili kurang lebih 99,86% massa total Tata Surya dan volumenya

diperkirakan1.300.000 kali volume bumi,serta temperature dipermukaanya sekitar 5000oC

sedangkan dipusatnya sekitar 15.000.000oC.Secara kimiawi, tiga perempat massa Matahari

terdiri dari hidrogen, sedangkan sisanya didominasi helium. Sisa massa tersebut (1,69%,

setara dengan 5.629 kali massa Bumi) terdiri dari elemen-elemen berat

seperti oksigen, karbon, neon, besi, dan lain-lain.

2.2 Struktur dan Fungsi Lapisan Matahari

4

Secara umum struktur atau bagian matahari dibagi menjadi 2 bagian yaitu:

2.2.1 Bagian Luar yang terdiri dari:

a) Korona

Korona merupakan lapisan terluar dari matahari. Lapisan ini

berwarna . namun hanya dapat dilihat saat terjadi gerhana karena cahaya yang

dipancarkan tidak sekuat bagian matahari yang lebih dalam. Saat gerhana total

terjadi, korona terlihat membentuk mahkota cahaya berwarna putih di

sekeliling matahari. Lapisan korona memiliki suhu yang lebih tinggi dari

bagian dalam matahari dengan rata-rata 2 juta derajat Fahrenheit, namun di

beberapa bagian bisa mencapai suhu 5 juta derajat Fahrenheit.

b) Kromosfer

Kromosfer adalah lapisan di atas fotosfer, Lapisan ini terdiri atas gas yang

renggang berwarna merah dengan ketebalan sekitar 10.000 km. Lapisan gas

ini merupakan lapisan yang paling dinamis karena seringkali muncul tonjolon

cahaya berbentuk lidah api yang memancar sampai ketinggian lebih dari

200.000 km yang disebut Prominensa (Protuberans). Warna dari kromosfer

biasanya tidak terlihat karena tertutup cahaya yang begitu terang yang

dihasilkan fotosfer. Namun saat terjadi gerhana matahari total, di

mana bulan menutupi fotosfer, bagian kromosfer akan terlihat sebagai bingkai

berwarna merah di sekeliling matahari. Warna merah tersebut disebabkan

oleh tingginya kandungan helium di sana.

c) Fotosfer

Fotosfer Matahari adalah lapisan berupa bulatan berwarna perak kekuningan

yang terdiri atas gas padat bersuhu tinggi. Pada fotosfer matahari seringkali

terlihat adanya bintik atau noda hitam berdiameter sekitar 300.000 km,

bahkan ada yang berdiameter lebih besar daripada diameter bumi dengan

kedalaman sekitar 800 km yang disebut umbra. Di sekeliling umbra biasanya

terdapat lingkaran yang lebih terang disebut penumbra. Noda-noda hitam

pada matahari secara keseluruhan dinamakan Sun spots.

5

2.2.2 Bagian Dalam terdiri dari:

i. Zona konvektif

Zona konvektif adalah lapisan di mana suhu mulai menurun. Suhu zona

konvektif adalah sekitar 2 juta derajat Celcius (3.5 juta derajat Fahrenheit).

Setelah keluar dari zona radiatif, atom-atom berenergi dari inti matahari akan

bergerak menuju lapisan lebih luar yang memiliki suhu lebih rendah.

Penurunan suhu tersebut menyebabkan terjadinya perlambatan gerakan atom

sehingga pergerakan secara radiasi menjadi kurang efisien lagi. Energi dari

inti matahari membutuhkan waktu 170.000 tahun untuk mencapai zona

konvektif. Saat berada di zona konvektif, pergerakan atom akan terjadi

secara konveksi di area sepanjang beberapa ratus kilometer yang tersusun atas

sel-sel gas raksasa yang terus bersirkulasi. Atom-atom bersuhu tinggi yang

baru keluar dari zona radiatif akan bergerak dengan lambat mencapai lapisan

terluar zona konvektif yang lebih dingin menyebabakan atom-atom tersebut

"jatuh" kembali ke lapisan teratas zona radiatif yang panas yang kemudian

kembali naik lagi. Peristiwa ini terus berulang menyebabkan adanya

pergerakan bolak-balik yang menyebabakan transfer energi seperti yang

terjadi saat memanaskan air dalam panci. Oleh sebab itu, zona konvektif

dikenal juga dengan nama zona pendidihan (the boiling zone). Materi energi

akan mencapai bagian atas zona konvektif dalam waktu beberapa minggu

ii. Zona radiatif

Zona radiatif adalah daerah yang menyelubungi inti matahari. Energi dari inti

dalam bentuk radiasi berkumpul di daerah ini sebelum diteruskan ke bagian

matahari yang lebih luar.Kepadatan zona radiatif adalah sekitar 20

g/cm3 dengan suhu dari bagian dalam ke luar antara 7 juta hingga 2 juta

derajat Celcius. Suhu dan densitas zona radiatif masih cukup tinggi, namun

tidak memungkinkan terjadinya reaksi fusi nuklir.

iii. Inti matahari

Inti adalah area terdalam dari matahari yang memiliki suhu sekitar 15 juta

derajat Celcius (27 juta derajat Fahrenheit). Berdasarkan perbandingan

radius/diameter, bagian inti berukuran seperempat jarak dari pusat ke

permukaan dan 1/64 total volume matahari. Kepadatannya adalah sekitar 150

g/cm3. Suhu dan tekanan yang sedemikian tingginya memungkinkan adanya

6

pemecahan atom-atom menjadi elektron, proton, dan neutron. Neutron yang

tidak bermuatan akan meninggalkan inti menuju bagian matahari yang lebih

luar. Sementara itu, energi panas di dalam inti menyebabkan pergerakan

elektron dan proton sangat cepat dan bertabrakan satu dengan yang lain

menyebabkan reaksi fusi nuklir (sering juga disebut termonuklir). Inti

matahari adalah tempat berlangsungnya reaksi fusi nuklir helium menjadi

hidrogen. Energi hasil reaksi termonuklir di inti berupa sinar

gamma dan neutrino memberi tenaga sangat besar sekaligus menghasilkan

seluruh energi panas dan cahaya yang diterima di bumi. Energi tersebut

dibawa keluar dari matahari melalui radiasi.

2.3.Mekanisme Reaksi Inti di Matahari

Reaksi inri yang terjadi pada inti matahari adalah reaksi fusi(penggabungan) yaitu

penyatuan dua inti ringan menjadi inti yang lebih berat dan menggunakan energi pengikat

yang dilepaskan. Namun, untuk mencapai hal ini secara terkendali sangat tidak mudah. Ini

karena inti bermuatan listrik positif dan bertolakan satu sama lain dengan kuat jika dipaksa

bersatu. Karena itu, sebuah gaya yang cukup kuat diperlukan untuk mengatasi gaya repulsif di

antara mereka agar fusi terjadi.

Reaksi fusi terjadi di matahari sepanjang waktu. Panas dan sinar yang datang dari matahari

adalah hasil fusi antara hidrogen dan helium, dan energi dilepaskan sebagai ganti materi yang

hilang selama perubahan ini. Setiap detik, matahari mengubah 564 juta ton hidrogen menjadi

560 juta ton helium. 4 juta ton sisa materi diubah menjadi energi. Kejadian luar biasa ini

menghasilkan tenaga matahari yang sangat vital bagi kehidupan di planet kita, dan telah

berjalan selama jutaan tahun tanpa jeda. Dalam benak kita mungkin akan timbul pertanyaan

seperti ini: Jika setiap detik matahari kehilangan materinya sebanyak 4 juta ton, Matahari

7

kehilangan 4 juta ton materi setiap detiknya, atau 240 juta ton per menit. Jika kita asumsikan

bahwa matahari telah memproduksi energi dengan laju seperti ini selama 3 milyar tahun,

maka matahari telah kehilangan massanya selama itu sebesar 400.000 juta kali juta ton, yang

sama dengan seper 5000 total massa matahari sekarang. Jumlah ini seperti satu gram pasir

yang hilang dari bongkahan batu seberat 5 kilogran dalam kurun 3 milyar tahun. Ini

menjelaskan bahwa massa matahari sedemikian besar sehingga waktu yang sangat-sangat

panjang akan terlewati sebelum matahari habis.

2.4 Spektrum Radiasi Oleh Matahari

Radiasi Matahari adalah pancaran energi yang berasal dari proses thermonuklir yang terjadi

di Matahari. Energi radiasi Matahari berbentuk sinar dan gelombang elektromagnetik.

Spektrum radiasi Matahari sendiri terdiri dari dua yaitu, sinar bergelombang pendek dan sinar

bergelombang panjang. Sinar yang termasuk gelombang pendek adalah sinar x, sinar gamma,

sinar ultra violet,sedangkan sinar gelombang panjang adalah sinar infra merah.

2.5 Mekanisme rambatan energy radiasi matahari ke permukaan bumi

Radiasi dimana Matahari merupakan sumber panas utama planet bumi. Pancaran panas

matahari masuk ke bumi melalui atmosfer kemudian sampai ke permukaan bumi. Panas yang

dipancarkan matahari tidak sepenuhnya diterima oleh permukaan bumi, ada panas yang

8

dipantulkan kembali oleh zat di atmosfer ke luar angkasa. Proses pemanasan permukaan bumi

melalui beberapa cara yaitu secara langsung dan tidak langsung. 

Proses pemanasan secara langsung diantaranya melalui:

A. Absorpsi adalah penyerapan panas matahari oleh unsur-unsur di atmosfer yang

menyerap radiasi tersebut seperti oksigen, nitrogen, ozon, hidrogen dan debu.

B. Refleksi adalah pemanasan matahari oleh udara/atmosfer kemudian dipantulkan

kembali ke angkasa oleh butir-butir air di atmosfer.

C. Difusi adalah proses penyebaran sinar/panas matahari ke segala arah oleh atmosfer.

Sinar gelombang pendek warna biru merupakan gelombang yang dihamburkan paling

baik oleh lapisan udara sehingga langit akan berwarna biru pada siang hari.

Proses pemanasan secara tidak langsung terjadi melalui:

A. Konduksi adalah perambatan panas matahari pada lapisan udara bawah kemudian

mengalirkannya ke lapisan udara di sekitarnya

B. Konveksi adalah perambatan panas oleh gerakan udara secara vertikal.

C. Adveksi adalah perambatan panas oleh gerakan udara secara horizontal.

D. Turbulensi adalah perambatan panas oleh udara yang tidak teratur atau berputar-

putar ke atas.

Jumlah total radiasi yang diterima di permukaan bumi tergantung 4 (empat) factor:

1.Jarak Matahari. Setiap perubahan jarak bumi dan Matahari menimbulkan variasi terhadap

penerimaan energi Matahari

2.Intensitas radiasi Matahari yaitu besar kecilnya sudut datang sinar Matahari pada

permukaan bumi. Jumlah yang diterima berbanding lurus dengan sudut besarnya sudut

datang. Sinar dengan sudut datang yang miring kurang memberikan energi pada permukaan

bumi disebabkan karena energinya tersebar pada permukaan yang luas dan juga karena sinar

tersebut harus menempuh lapisan atmosphir yang lebih jauh ketimbang jika sinar dengan

sudut datang yang tegak lurus.

3. Panjang hari (sun duration), yaitujarak dan lamanya antara Matahari terbit dan Matahari

terbenam.

4. Pengaruh atmosfer. Sinar yang melalui atmosfer sebagian akan diadsorbsi oleh gas-gas,

debu dan uap air, dipantulkan kembali, dipancarkan dan sisanya diteruskan ke permukaan

bumi

9

BAB III PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

3.1.1 Matahari

Matahari atau Surya adalah bintang di pusat Tata Surya. Bentuknya nyaris bulat dan

terdiri dari plasma panas bercampur medan magnet. Diameternya sekitar 1.392.684 km dan

massanya sekitar 2×1030 kilogram volumenya diperkirakan1.300.000 kali volume bumi,serta

temperature dipermukaanya sekitar 5000oC sedangkan dipusatnya sekitar 15.000.000oC. tiga

perempat massa Matahari terdiri dari hidrogen, sedangkan sisanya didominasi helium.

3.1.2 Struktur dan Fungsi Lapisan Matahari

Struktur mtahari dibagi menjadi dua yaiyu:

1. Struktur luar yang terdiri dari:korona,kromosfer dan fotosfer

2. Struktur dalam yang terdiri dari inti matahari,zona radiatif dan zona konvektif

3.1.3 Mekanisme reaksi inti di Matahari

Reaksi inti yang terjadi pada inti matahari adalah reaksi fusi(penggabungan) yaitu

penyatuan dua inti ringan menjadi inti yang lebih berat dan menggunakan energi pengikat

yang dilepaskan.

3.1.4 Spektrum radiasi oleh matahari

Spektrum radiasi Matahari sendiri terdiri dari dua yaitu, sinar bergelombang pendek dan

sinar bergelombang panjang. Sinar yang termasukgelombang pendek adalah sinar x, sinar

gamma, sinar ultra violet,sedangkan sinar gelombang panjang adalah sinar infra merah

3.1.5 Mekanisne Energi radiasi matahari ke permukaan bumi

Secara langsung terdiri dari:Absorbsi,Refleksi dan Difusi

Secara tidak langsung terdiri dari:konduksi,konveksi,aveksi dan turbulensi

10

DAFTAR PUSTAKA

Ade,Cindhy Hapsari.2012.Karakteristik Radiasi Matahari Spektrum. http://belajardariapapun.blogspot.com/2012/11/karakteristik-radiasi-matahari-spektrum.html.diakses pada 21 agustus 2014

Alfiansyah,Muhammad.2011.Pergerakan,Fungsi,Struktur Matahari. http://www.sentra-

edukasi.com/2011/09/pergerakan-fungsi-struktur-matahari.html#.U_f4wcWSz54.diakses

21 agustus 2014

Allina.2013.Reaksi Fisi dan Fusi. http://allinarc.blogspot.com/2010/01/reaksi-fisi-dan-

fusi.html.diakses pada 21 agustus 2014

Andi.2014.Masuk dan Keluar Energi Matahari Ke Bumi. http://duapri.wordpress.com/2014/07/24/masuk-dan-keluar-energi-matahari-ke-bumi/.diakses pada 21 agustus 2014

Anonim.2013.Matahari. http://id.wikipedia.org/wiki/Matahari.diakses pada 21 agustus 2014

Anonim.2013.Radiasi Matahari(Spektrum). http://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi_Matahari(spektrum).diakses pada 21 agustus 2014

Indra.2013.Reaksi Fisi dan Fusi Matahari.

http://librathebest.wordpress.com/2013/04/25/reaksi-fisi-dan-fusi-matahari/.diakses pada 21

agustus 2014

Nashirudin,Ahmad.2014.Matahari Sebagai Pusat Tata Surya.

http://edu.anashir.com/2014/03/matahari-sebagai-pusat-tata-surya.html.diakses pada 21

agustus 2014

Permana,Dani.2011.Struktur Lapisan Matahari.http://id.shvoong.com/exact

sciences/astronomy/2175017-struktur-lapisan-matahari/.diakses pada 21 agustus 2014