peran ilmu fisika dalam pembentukan karakter...

Bambang Widiyatmoko/ Peran Ilmu Fisika Dalam Pembentukan Karakter Bangsa

7

Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVI HFI Jateng & DIY, Purworejo 14 April 2012

ISSN : 0853-0823

Peran Ilmu Fisika Dalam Pembentukan Karakter Bangsa

Bambang Widiyatmoko

Grup Tera Hertz Photonics-Bidang Instrumentasi Fisis dan Optoelektronika Pusat Penelitian Fisika-LIPI Kompleks Puspiptek Serpong-Tangerang Selatan 15310 Email: [email protected]

Abstrak – Ilmu dasar pada dasarnya merupakan ilmu yang sangat diperlukan untuk memberi landasan pengetahuan dan landasan pemikiran ilmiah. Dari ilmu dasar berkembang teknologi yaitu suatu bentuk gabungan antara ilmu ( Science) dan Rekayasa ( Enggineering). Peran ilmu fisika sangat penting dalam pertumbuhan teknologi dan diabat moderen dimana penguasaan teknologi merupakan ukuran kemajuan bangsa. Pemahaman ilmiah dan penguasaan ilmu dasar dapat dijadikan kunci dalam membentuk karakter bangsa untuk menjadi bangsa yang inovatif. Diberikan beberapa contoh aplikasi sederhana ilmu fisika dapat merubah teknologi dunia dan dapat merubah kehidupan manusia. Kata kunci: Inovasi, Basic science, Laser.

I. PENDAHULUAN Menjadi pengetahuan umum dan kesadaran umum

bahwa penguasaan ilmu adalah kebutuhan fundamental yang ingin diraih, terbukti tidak satupun keluarga yang tidak ingin menyekolahkan anaknya untuk mendapat ilmu. Banyak bukti yang memperlihatkan bahwa dengan ilmu dapat sukses. Namun demikian, ketika dikaitkan dengan ilmu fisika atau ilmu dasar pada umumnya maka kebanyakan masyarakat melihat dari kesusahannya karena sulit untuk membayangkan kegunaan langsung yang dirasakan. Hal ini bisa dimaklumi karena pada prinsipnya Ilmu dasar khususnya Fisika berperan tidak langsung atau sebagai pendukung untuk kemajuan teknologi. Beberapa negara maju sangat mendorong penguasaan ilmu dasar fisika karena kesadarannya bahwa tidak ada teknologi atau inovasi teknologi yang dihasilkan tanpa berhubungan dengan prinsip prinsip ilmu dasar.

Kemajuan teknologi saat ini telah dirasakan hampir ke seluruh pelosok tanah air seperti Televisi, CD player maupun handphone. Namun sering tidak kita sadari bahwa tanpa penguatan inovasi nasional maka bangsa ini akan selalu menjadi bangsa “pengguna teknologi” dan bukan bangsa “penghasil teknologi”. Studi terbaru dari lembaga lembaga internasional memaparkan bahwa dimasa mendatang, keunggulan suatu bangsa bukan lagi ditentukan oleh seberapa besar sumber daya alam yang dipunyai suatu negara, namun ditentukan oleh seberapa inovatif nya bangsa tersebut. Tabel 1 menunjukan hasil kajian tersebut, dimana sumber daya alam akan menentukan 10% kemajuan, teknologi 20%, networking 25% dan Inovasi menetukan 45 % keberhasilan bangsa. Bangsa Indonesia telah dikaruniai sumber daya alam yang melimpah sehingga apabila dibarengi dengan inovasi teknologi maka akan menjadikan bangsa ini unggul disegala bidang. Inovasi pada dasarnya adalah kreasi untuk meringankan problem baik itu problem teknologi maupun problem sehari hari. Inovasi akan muncul dan berkembang bila didasarkan pemikiran

ilmiah, dimana fakta ilmiah menjadi hal utama dalam pengambilan keputusan.

Tabel 1. Faktor faktor penentu kemajuan suatu bangsa dimasa

mendatang.

Faktor Peranan (%) 1. Natural Resources 10 2. Technology 20 3.Networking 25 4. Innovation & Creation 45

Sejak lama ilmu Fisika mendidik untuk berfikir ilmiah dengan segala gejala riil dan dapat dipelajari. Ilmu Fisika juga telah menjadi pilar utama untuk kemajuan teknologi saat ini, dimana berbagai hasil penelitian dari para fisikawan telah berkonstribusi besar dalam teknologi saat ini.

II. PERAN PENELITIAN FISIKA DALAM PENINGKATAN INOVASI

Ketika mengetahui atau memakai suatu teknologi, tidak banyak yang mengetahui atau ingin tahu bagaimana produk tersebut dihasilkan. Produk biasanya dihasilkan dari runtutan penelitian dasar sampai produksi. Gambar 1 adalah suatu gambaran atau runtutan panjang dari ide menjadi produk. Tahap awal didahului oleh ide untuk membuat penelitian, dimana biasanya pada tahap ini tidak banyak peneliti membayangkan kelak akan menjadi produk. Penelitian pada dasrnya ditujukan untuk pengembangan ilmu pengetahuan. Dalam tahap inilah peran ilmu dasar khususnya fisika sangat diperlukan. Dari suatu penelitian penelitian yang menghasilkan suatu protype protype yang selanjutnya diujicobakan untuk diproduksi. Walaupun proses ini tidak kita sadari namun kenyataannya semua produk diawali dari hasil penelitian dan menunjukkan peran ilmu fisika maupun ilmu dasar lainnya. Dari gambaran

8

ini sebsembaipemten

G

A. lua

Dmebandifdaphukoptpen

HmumuWehttprumsudlainbermesud(inadanissam

Per

ata

dapat dimengbagai menebmakin besar pik (penelitianmahaman dasntang ilmu ilm

Gambar 1. Run

Hukum sedear biasa. Dalam ilmu enjelaskan phnyak yang mfahami. Contopak besar dakum Snelius tic, rumus rnemuan teknoHukum Snelludah karena mudah dimengeekipedia, p://id.wikipedmus matematidut datang dannnya yang merbeda, seperenyebutkan bdut bias adalahdek bias mealah nisbah susbah kecepatama dengan keb

rumusan mate

au

Prosi

gerti bahwa par benih, s

pula prosentasn yang baik)sar yang baik

mu dasar.

ntunan perjalan

erhana denga

fisika banyenomena alammudah dipahoh hukum hualam perkemb

yang menjarumus elektr

ologi komunikius sangat ki

memang rumuerti. Hukum

dia.org/wiki/Hika yang memn sudut bias pelalui batas anrti udara dahwa “nisbahh konstan, yan

edium). Perumudut datang dan cahaya pabalikan nisbah

ematis hukum

iding Pertemuan

penelitian dapemakin banye keberhasilan) harus dilanpula terutam

nan dari ide men

an pemakaia

yak hukum m dimana da

hami dan adukum fisika ybangan teknoladi dasar penromagnetik skasi (handphonta fahami berusannya sangaSnellius [1]

Hukum_Snelliumberikan hubada cahaya atntara dua meddan gelas. h sinus sudung tergantung musan lain y

dan sudut biasada kedua mh indeks bias.

Snellius adal

Bambang

n Ilmiah XXVI HISSN

pat diibaratkanyak menebarn. Benih yangndasi dengan

ma pemahaman

njadi produk.

n berdampak

hukum yangalam rumusanda yang suliyang memberlogi misalnyanemuan fibersebagai dasarne), dsb. rsama denganat mudah dan(disadur dar

us) adalahbungan antaratau gelombangdium isotropik

Hukum inut datang dan

pada mediumyang ekivalens sama denganmedium, yang

ah

(1)

(2)

Widiyatmoko/ P

HFI Jateng & DIN : 0853-0823

n r g n n

k

g n t i a r r

n n ri

h a g k i n

m n n g

)

)

atau

Lambanbias, v1sinar bmediumindeks Pada pterpakuuntuk pemikirmembebias satmaka ayang dadengantergambdalam (http://eal_refle

Gamba

Adandalam pSaat inberkonmaupunmenyadberkomkomunipenting

Dari betapa sederhalagi copenguademikia

B. Pene Lase

yang tsemikomengandengan

Peran Ilmu Fisik

IY, Purworejo 1

ng θ1,θ2 mer1 dan v2 padabias. Lambanm yang dilalubias medium

pemaham biau pada perhitu

mengetahui ran INOVA

eri kesimpulantu (n1) dan indakan ada suduatang tidak la

n sempurna. Sbar pada gampembuatan

en.wikipedia.oection)

(a)

r 2. GambaraPercobaa

nya sudut krpembuatan Fibi Fiber optic stribusi besan komunikasdari bahw

munikasi denikasi fiber o

g khususnya kgambaran d

ilmu fisika ana dapat merontoh yang masaan ilmu dasan juga di neg emuan Laser der dioda merutersusun atas onduktor tndung sejumla

n sedikit elektr

ka Dalam Pembe

14 April 2012

rujuk pada sua kecepatan cang n1 meruj

ui sinar datangyang dilalui s

asa untuk percungan sudut

indeks biasATIF mengen bahwa apabdek bias dua

ut datang makagi di biaskan Sudut ini disebmbar 2. Prins

serat optik org/wiki/Opti

an Total reflecan (b).

ritis inilah yber Optik seteadalah mediaar dalam pei lain. Banyaa dibalik ngan handpoptiklah yang

komunikasi jardiatas maka baik dari pem

rubah teknologmemperkuat psar maka tekngara Indonesia

dioda upakan salah

bahan semitipe-n. Semah besar hole ron sedangkan

entukan Karakt

udut datang dahaya sinar dauk pada ind

g, sedangkan sinar bias. cobaan maka kdatang dan ss medium. enai rumus bila beda ant(n2) tidak terl

ksimum dimanmelainkan di

but sudut kritip inilah yan[2]. Di suncal_fiber#Tot

(b)

ction (a) dan

yang menjadi engah abat yana komunikasi erkembangan ak diantara k

kemudahaphone, sesug memegangrak jauh. dapat disadamahaman yangi dunia. Maspendapat bahnologi tidak aka.

satu jenis laikonduktor timikonduktor yang bermuatn semikonduk

ter Bangsa

(3) dan sudut atang dan deks bias n2 adalah

kita hanya sudut bias Namun

tersebut tara indek lalu besar, na cahaya pantulkan

tis, seperti ng dipakai nting dari tal_intern

gambaran

inspirasi ng lalu. data yang

internet kita tidak an kita ngguhnya

g peranan

ari bahwa ng sangat ih banyak

hwa tanpa kan maju,

aser padat ipe-p dan

tipe-p tan positif ktor tipe-n


9


ISSN : 0853-0823

mengandung banyak elektron dalam keadaan bebas dengan sedikit muatan positif. Proses terbentuknya pn-junction seperti ilustrasi berikut [3].

Konstruksi seperti ini sama dengan konstruksi LED (Light Emiting Diode) yang merupakan sumber cahaya laser dalam bentuk emisi spontan (spontaneous emission). Hanya saja pada laser diode terdapat penambahan konstruksi LED berupa umpan balik optik (optical feedback) [3].

Gambar 3. Rongga laser dengan reflektivitas R1 dan R2, gain

optik (g), loss optik (α), dan indeks bias (n) [3].

Umpan balik optik (optical feedback) dapat dilustrasikan seperti gambar 3, dimana di dalam laser diode terdapat rongga optik (optical cavity) sepanjang material semikonduktor (L) dan pada rongga optik ini ter-dapat reflektor cahaya. Reflektor cahaya ini akan memantulkan cahaya dalam laser dioda secara terus-menerus selama arus listrik mengalir dalam laser. Karena diperlukannya energi umpan balik dalam proses laser, maka salah satu efek yang sangat mendasar dari proses laser diode adalah adanya arus ambang (current threshold) yang harus terpenuhi sehingga penguatan optik dapat terjadi. Arus ambang ini merupakan arus yang membatasi dua keadaan karakteristik pancaran laser dioda, yakni antara keadaan pancaran spontan dan emisi terangsang [3].

Pada keadaan di atas arus ambang, laser dioda memancarkan cahaya dalam bentuk pancaran terangsang (stimulated emission). Keadaan di atas arus ambang ini, daya keluaran (Pout) meningkat secara linier terhadap arus yang diinjeksikan berdasarkan :

( )thsout iiP −= β (4)

dimana ith adalah arus batas, βs adalah kemiringan kurva yang berhubungan dengan kenaikan daya keluaran (∆Pout) dan kenaikan arus injeksi (∆i) yakni βs= ∆Pout/∆i [3].

Spektrum cahaya laser dioda yang berupa emisi terstimulasi terjadi ketika arus injeksi yang mengalir dalam laser di atas arus ambang (threshold current). Besar-kecilnya arus ambang suatu laser dioda dapat dipengaruhi oleh temperatur sambungan laser dioda. Gambaran pengaruh suhu terhadap intensitas laser dan arus ambangnya diperlihatkan pada gambar 4, dimana dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu mengakibatkan arus ambang bergeser makin ke kanan (semakin besar).

Gambar 4. Pergeseran arus ambang laser dioda akibat

perubahan suhu laser[3].

Besar-kecilnya pengaruh temperatur terhadap perubahan arus batas ini dapat dituliskan sebagai berikut :

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

ooth T

TITI exp)( (5)

Dengan Io adalah arus awal, Ith adalah arus ambang, To suhu awal, dan T adalah suhu akhir. Pergeseran arus ambang ini berdampak pada performa spektrum cahaya laser yang dihasilkan, dimana terjadi pergeseran panjang gelombang cahaya untuk daya yang sama [3]. Teknologi terbaru telah berhasil menurunkan arus ambang sampai dibawah 10 mA. Dari hal diatas dapat disimpukan bahwa perubahan arus atau suhu dapat menimbulkan perubahan intensitas, sehingga diperlukan stabilisasi luaran bila laser dipakai sebagai sumber cahaya pada sensor maupun instrument. Perlu suatu inovasi bagaimana menstabilkan laser agar dapat dipakai dalam bentuk bentuk yang aplikatif. B.1 Teknik Stabilisasi laser

Pemakaian laser diode dalam sebuah sensor maupun instrumen dapat dilihat dari dua sisi yaitu laser dilihat dar daya luarannya dimana dipakai untuk sumber cahaya pada sensor yang berbasis perubahan intensitas dan laser dilihat dari frekuensinya dimana biasanya dipakai untuk sensor yang menggunakan frekuensi laser seperti interferometer. Untuk kedua pemakaian ini diperlukan sistem stabilisasi yang berbeda.

B.1.1 Stabilisasi suhu operasi. Telah dijelaskan di muka bahwa perubahan suhu

operasi sangat mempengaruhi daya luaran laser maupun frekuensi laser, untuk itu bila ingin dipakai sebagai sumber cahaya maka suhu operasi laser perlu dikontrol pada suhu tertentu. Gambar 5 menunjukan perubahan daya terhadap perubahan suhu (a) dan perubahan frekuensi laser terhadap perubahan suhu (b). Dari gambar tersebut dapat disimpulkan bahwa untuk semua

10 Bambang Widiyatmoko/ Peran Ilmu Fisika Dalam Pembentukan Karakter Bangsa


ISSN : 0853-0823

pemakaian laser sebagai sumber cahaya perlu pengontrolan suhu operasi .

(a)

(b)

Gambar 5. Grafik perubahan intensitas laser terhadap suhu (a) dan perubahan frekuensi akibat perubahan suhu operasi laser(b).

Secara umum rangkaian pengontrol suhu laser diode

sangat sederhana seperti ditunjukan dalam gambar 6 dibawah.

Gambar 6. Rangkaian kontrol suhu laser diode.

Pengontrolan suhu laser diperlukan komponen

thermoelectrik yang bisanya digunakan Pealtier elemen yaitu suatu komponen yang dapan memanaskan dan mendinginkan laser diode bila dikenakan tegangan positif atau negatif. Beberapa laser diode telah

dilengkapi dengan komponen ini secara terintegrasi didalam pakage nya. Komponen kedua yang diperlukan adalah sensor suhu yang biasanya dipakai PT 1000 , thermistor maupun NTC (Negative Temperature Coefficient) yang melekat pada laser. Dengan memanfaatkan dua komponen ini dapat didesain temperature kontrol yang sangat presisi. Temperature kontrol ini telah banyak dijual dengan harga terjangkau. Sistem kontrol suhu mampu mengontrol suhu laser dengan range 0.01OC yang berarti dapat menstabilkan fekuensi dalam orde ratusam MHz.

B.1.2 Kontrol arus

Sistem pengontrol arus pada driver controller berfungsi untuk menjaga agar daya daya dan frekuensi yang dihasilkan laser dioda tetap stabil. Kontrol arus dilakukan dengan mengumpanbalikan arus yang dibaca ke rangkaian penghasil arus. Secara umum rangkaian pengontrol arus ditunjukan dalam gambar 7 dibawah, dimana pada prinsipnya rangkaian sederhana ini terdiri dari tergangan referensi, modulator, penjumlah dan penguat arus. Rangkaian ini dapt menghasilkan arus dengan range 0-500 mA dengan ketelitian 0,01 mA.

Gambar 7. Skematik sistem pengontrol arus laser diode.

B.1.3 Outomatic Power Control ( APC)

Pemakaian laser diode sebagai sumber cahaya dala sensor optik berbasis perubahan intensitas memerukan sumber cahaya yang stabil daya luarannya. Untuk memenuhi hal ini biasanya digunakan Outomatic Power control ( APC) yang bekerja dengan prinsip umpan balik elektronis, dimana dalam APC sebagai sinyal umpan balik merupakan sinyal yang berasal dari deteksi cahaya luaran dari laser diode. Dalam sistem APC diperlukan photodetektor beserta penguatnya dan rangkaian feedback. Apabila dikehendaki laser dengan daya luaran tertentu maka dilakukan perubahan setting luaran dan photodetektor akan membaca luaran laser untuk kemudian dke rangkaian laser driver melalui sistem negative feedbak. Dengan sistem ini maka akan diperoleh cahaya yang stabil daya luarannya.

y = 0.1307x - 8.9733R2 = 0.8381

-10.00

-9.00

-8.00

-7.00

-6.00

-5.00

-4.00

9.0 13.0 17.0 21.0 25.0 29.0 33.0 37.0Suhu Laser (0 C)

Inte

nsita

s La

ser (

dBm

)

y = 11.893x + 193011R2 = 0.9667

193050.00

193100.00

193150.00

193200.00

193250.00

193300.00

193350.00

193400.00

193450.00

8.0 12.0 16.0 20.0 24.0 28.0 32.0 36.0 40.0Suhu (0 C)

Frek

uens

i (G

Hz)

Bambang

Gambar 8

Untuk intensitaslogger b(analog t

Gambar 9

Pengukurdayanya luaran ditunjukklaser denmasing mmenit. DAPC flumencapa(724,045

g Widiyatmoko/

8. Blok diagram

karakterisas cahaya sebaberbasis pento digital conv

9. Karakteristikdikontrol ( a

ran dilakukandan dengan

terhadap wakan pada gamngan APC ditmasing diukuari data terseb

uktuasi cahayai tegangan l ± 24,526)

Peran Ilmu Fis

Prosiding Pe

m dari APC ( di

asinya (pengagai fungsi wangubah sinyaverter) 12 bit

(a)

(b) k luaran daya) dan dengan d

n untuk laser d

dikontrol daaktu untuk

mbar 9a, sedantunjukan pada

ur dalam rangbut dapat diamya yang dikoluaran detekmV). Untuk

sika Dalam Pem

ertemuan Ilmiah

isadur dari Thor

gamatan keaktu) digunakl analog ke

ya laser yanikontrol (b).

diode tanpa dayanya. Karak

laser tanpang karakteristika gambar 9b, ge waktu selamati bahwa bionversi ke tektor cahayanyak luaran lase

bentukan Karak

h XXVI HFI JatISSN : 0853

rlabs).

estabilan kan data e dijital

ng tidak

dikontrol kteristik a APC k luaran dimana

ama 360 ila tanpa egangan a adalah er yang

kter Bangsa

teng & DIY, Pur3-0823

dikontrol dluarannya sta0,780) mV. sangat signifi III. PENPEMECAHAPENGEMBAKEBENCAN

Tanah longblok (masa) lain. Hal ini blekat (resistiperubahan mtersebut. Drigumpalan tanhujan, sedandisebabkan melembeknyadriving forceakan terjadi. Andreas dkk salah satu bamaka menimexponensial, didapatkan kGambar 10 msering terjadioleh pergesersecara group dalam detekspermukaan, ssecara relativDalam kaitamasalah yanketiga sensomelakukan mengetahui u

Ghttp://merapi./pic2.gif)

rworejo 14 April

aya nya dabil dengan Dar hasil iniikan terhadap

NERAPAN AN ANGAN NAAN gsor merupaktergelincir k

banyak disebaing force) an

masa (Drivingiving force nah itu sendiring melemaholeh hilangna tanah akhibe melebihi re

Dari hasil s[4], diketahuiagian/lapisan

mbulkan gayasehingga bila

kurva tersebumenunjukkan i dimana biasran pergeseran(bongkahan)

si longsor adsensor strain dve dan termonnya dengan

ng harus disor beserta sis

ujicoba peunjuk kerjanya

Gambar 10. Jen.vsi.esdm.go.i

l 2012

dengan APCnilai statistik dapat dilihakestabilan day

ILMU FISINOVATIF

INS

kan kejadian akebawah terhaabkan oleh tidntar lapisan

g force) dalamtersebut dapi atau tambahhnya resistinnya akar tumat penambahaesisting forcesimulasi yangi bahwa bila ttanah terhad

a berat yang a tekanan itu

ut dari perubabeberapa jen

sanya tanah ln lapisan tana[4]. Untuk it

dalah perlu sedan inklonomeonitor secara

n sistem monselesaikan adstem bacanyamasangan la.

nis jenis longsoid/mod/vsi/sta

Cmaka teganknya (640,145at pengaruh yya laser.

SIKA DALAUN

STRUMENTA

alam dimana sadap masa ydak kuatnya g

tanah menam struktur taat berupa ban dari air ak

ng force dambuhan mauan air hujan. Be, maka longg dilakukan oterjadi pergesedap yang lain

berubah secu dimonitor aahan strain nnis longsor yongsor didahu

ah di dalam butu pokok masaensor pergeseeter yang bek

a terus menenitoring terse

dalah pembuaa dan kemudlapangan un

or [5]. atic/gerakantan

11

ngan 5 ±

yang

AM NTK

ASI

satu yang gaya ahan anah erat

kibat apat

upun Bila gsor oleh eran nnya cara akan nya.

yang ului ukit alah eran

kerja erus. ebut atan dian ntuk

nah

12

PmeHulemdal C.

PoptDisfisididtanoptbekkarper(loshamseb(atadardisdiakomsisiper

Bdileser

Ga

denragdid

=γ

2

Prediksi tanaengukur 4 vaujan), pergesmpeng dan strlam pengukur

Sensor pergePada bagian tik dapat mensisilain fiber is karena bebdalam serat. Snah atau extentic) merupakkerja didasarkrena adanya rambatannya ss ) akibat amburan danbagaimana dituau rugi rugi ri beberapa ssebabkan olehameter tertenmunikasi serai lain fenomenrgeseran dan dBila P(0) engkungkan rat optik yang

ambar 11. Beb[6]

ngan γ menyagam tunggal dekati oleh per

=2 VRC

ρρπ

Prosi

ah longsor ariabel pentinseran permurain tanah [6].an tersebut ka

eseran tanah bterdahulu di

njadi pendorooptik juga daberapa prinsipSalah saunyansometer. Serkan pandu gkan adanya efperbedaan incahaya men

adanya penyen adanya unjukkan padpembengkok

sumber loss h pembengkontu. Rugi ruat optik sangana ini dapat ddapat digunakadalah daymaka besarnydilengkungka

LP =)(

berapa penyeba.

atakan koefisjenis step in

rsamaan berik

12/32

2

)(WKWVU

iding Pertemuan

akan dilakung yaitu kadukaan tanah, Ilmu fisika d

arena gejala fi

berbasis seratijelaskan bagong teknologiapat dipakai sp dasar penja

a adalah sensat optik (opti

gelombang (cfek pantulan sndek bias magalami penguerapan oleh m

lengkunganda Gambar 11.kan) merupakserat optik. Rokan serat opugi semacamat merugikanimanfaatkan s

kan sebagai exya optis seya daya yanan sepanjang L

LeP γ−= )0(

ab adanya loss

sien rugi untundex yang n

kut [8]

⎩⎨⎧−2 3

4exp)

RC

ρ

Bambang

n Ilmiah XXVI HISSN

ukan dengandar air (curah, kemiringandapat berperansinya nyata.

t optik gaimana serai komunikasi

sebagai sensoralaran cahayaor pergeseran

ical fibre/fibercahaya) yangsempurna olehaterial. Dalamurangan dayamaterial fiber

n (bending). Bending loss

kan salah satuRugi rugi inptik melebih

m ini dalam. Namun darsebagai sensor

xtensometer. ebelum serag keluar darL adalah [7]:

(6)

s dalam fiber

uk serat optiknilainya dapa

⎭⎬⎫∆

2

3

VWC

ρ (7)

Widiyatmoko/ P

HFI Jateng & DIN : 0853-0823

n h n n

t i. r a n r g h

m a r ; s u i i

m ri r

t ri

)

k t

denganρ: jari-jRC: jari∆: paraK1(W):mana Woptik ra

Persamenjad

dengandenganmerupaakibat gelombpanjangpersam

Umusatuan Rugi =

Sebamenggumenghitunggal47, ρ =yang dakan mlilitan d9,55E+1300 nmDari cotersebucm makdua pudenganadalah

Dari baru yditunjuSistem denganDesem

Gam

Peran Ilmu Fisik

IY, Purworejo 1

n: jari inti serat i-jari lengkungameter beda in: fungsi BesseW, U, dan V magam tunggal.amaan (7) d

di:

n C1 dan C2n parameter-pakan fungsi p

lengkungan bang 1500 nmg-gelombang

maan di atas). umnya besarndesibel (dB),

= - 10 log P(L)

agai illustrasunakan peritung besarnyl dengan param

= 3.63 µm, V dililitkan (a) 1menghasilkan dengan RC =

+00, untuk cahm. ontoh perhitunut digulung ka ruginya da

uluh desibel). n jari-jari 1 cmhampir 10 dBhal tersebut

yaitu extensomkan dalam bini telah dius

n nomer pber 2009.

mbar 12. Blok

ka Dalam Pembe

14 April 2012

gan serat ndeks bias inti el orde pertam

merupakan par. dapat diseder

C=γmerupakan k

parameter serpanjang-gelom

untuk cahm lebih besa1300 nm be

nya nilai rumaka dalam h

)/P(0) = - 10 l

si, hasil perrsamaan-persaa rugi lengkumeter-parame= 2, U = 1.52

100 kali lilitanrugi rugi 2,31 cm akan m

haya dengan p

ngan terlihat 100 kali dengapat diabaikan

Namun, bilam maka rugi

B. diatas maka mmeter berbasblok diagramsulkan patennpendaftaran

k diagram sistem

entukan Karakt

dan selubungma untuk nilairameter-param

rhanakan pen

CRCeC 21

− konstanta yanrat optik danmbang (besarhaya pada

ar daripada yerdasarkan pe

ugi dinyatakahal ini:

log e-�L = 4.34

rhitungan Mamaan tadi

ungan serat opeter: ∆ = 0,00328, dan K1(Wn dengan RC 32E-20 dan (menghasilkan panjang-gelom

bahwa bila sgan jari-jari ln (orde pangka dililitkan se

akibat lengk

muncul sebuasis serat opti

m gambar 8 nya ke DEPKU

P002009006

m ekstensomete

ter Bangsa

g serat i W; yang

meter serat

nulisannya

(8) ng terkait n nilainya rnya rugi

panjang-yang pada ersamaan-

an dalam

4 γL [dB] (9)

MS Excel i untuk

ptik ragam 3, nco = 1,

W) = 0.378 = 10 cm

(b) 1 kali rugi rugi

mbang λ =

erat optik lilitan 10 kat minus ekali saja

kungannya

ah inovasi ik seperti dibawah.

UMHAM 665. 16

r optis.


13


ISSN : 0853-0823

(a)

(b)

Gambar 13. Sensor pergeseran berbasis serat optic (a)

prototype dan (b) uji lapangan. System ini telah dibuat dan diujicobakan dilapangan, dimana menunjukan hasil yang cukup baik. Ini berarti dengan prinsip sederhana dapat dipakai sebagai landasan untuk menciptakan inovasi teknologi. IV. PENGETAHUAN FISIKA SEBAGAI LANDASAN PEMIKIRAN ILMIAH

Hal hal yang dikemukankan diatas merupakan gambaran bagaimana ilmu fisika dapat menjadi dorongan bagi kemajuan bangsa melalui pemikiran yang inovatif. Ilmu dasar yang dikembangkan melalui penelitian dapat memberikan dorngan untuk pemecahan permasalahan secara ilmiah. Pemikiran ilmiah adalah pemikiran yang jujur yang didasari dengan hasil hasil pengamatan dalam percobaan dan penelaahan, sehingga dapat mendorong perubahan bangsa kearah yang rasionalis. Adalah suatu contoh phenomena kerusakan jalan. Dua photo dibawah menunjukan satu jalan yang sama atau jalur yang sama dmana photo a diambil disisi kiri dan gambar b disisi kanan pengambil gambar.

(a)

(b)

Gambar 14. Gambaran kerusakan jalan yang dapat di telaah

secara fisis. Terlihat adanya perbedaan yang mencolok yaitu

adanya kerusakan jalan dan tidak rusaknya jalan. Secara logis jalanini dilalui kendaraan yang sama karena memang satu jalur. Dari sisi lain kualitas jalan seharusnya sama karena tidak dalam rentang yang jauh yang tidak mungkin dilakukan pembuatannya dalam waktu yang berbeda. Lalu apa yang menjadi penyebab utama adalah adanya pembuangan air dan tidak adanya pembuangan air hujan. Apabila dalam pengelolaan jalan memakai pemikiranilmiah maka hanya dari gambaran diatas maka pembuatan slokan adalah hal yang harus didahulukan sebelum pembuatan jalan agar jalan dapat bertahan lama. Inilah perlunya pemikiranilmiah sebagai dasar pembentukan karakter bangsa kedepan. Perubahan sedikit dapat menjadi bahan pemikiran dan pengambil keputusan. V. KESIMPULAN Dari hasil yang dikemukan dalam tulisan ini dapat di

ambil kesimpulan bahwa: a. Ilmu Fiska menjadi motor utama dalam kemajuan

teknologi, untuk itu penguasaan ilmu ilmu dasar dapat menjadi modal utama dalam meningkatkan inovasi nasional

b. Inovasi teknologi tidak harus memakai ilmu ilmu yang sangat tinggi tingkat kesulitannya, namun harus disertai pemahaman dan analisa

14 Bambang Widiyatmoko/ Peran Ilmu Fisika Dalam Pembentukan Karakter Bangsa


ISSN : 0853-0823

PUSTAKA [1] http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Snellius. [2] (http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_fiber#Total_internal_reflect

ion). [3] Keiser ,Gerd. Optical Fiber Communication,Mc Grow Hill.

1989. [4] Andreas Terzis, I-Jeng Wang, et.al., “Slip surface Localization

in Wireless Sensor Network for Landslide Prediction”, Proceeding of IPSN2006, Nashvile, Tennesse, USA, April 19-1, 2006.

[5] http://merapi.vsi.esdm.go.id/mod/vsi/static/gerakantanah/pic2.gif)

[6] B. Widiyatmoko, Wildan P.Tresna, Dwi Hanto dan Prabowo Puranto. Pengembangan Sensor Strain Tanah Berbasis Fiber Bragg Grating untuk Deteksi Longsor. Prosiding Seminar Astechnova Vol 1 pp III 41-48.

[7] Edward Mutafungwa, Lecture I, Introduction of Fiber Optics Communications, Helsinki University of Technology.

[8] Harry J. R. Dutton, Understanding Optical Communications, 1st ed., IBM Corp., International Technical Support Organization, September 1998.

peran ilmu fisika dalam pembentukan karakter...

Documents