Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
-
Upload
mariano-nathanael -
Category
Documents
-
view
256 -
download
1
Transcript of Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
1/47
GELOMBANG
ELEKTROMAGNETIK SEBAGAI
SUMBER INFORMASI UTAMA
DALAM ASTRONOMI
By : Mariano N, S.Si.
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
2/47
Bagaimana menyelidiki langit
yang tidak terjangkau?
Mengolah informasi yang datang pada kita
dari alam semesta
Informasi yang diterima
GELOMBANG
ELEKTROMAGNETIK !!!
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
3/47
Spektrum Elektromagnetik
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
4/47
JenisGelombang
Pembagian FrekuensiPanjang
GelombangEnergi
Sinar Gamma > 30 Ehz < 10 pm > 124 keV
Sinar XHard X-Ray 3 EHz 30 Ehz 100 10 pm 12,4-124 keV
Soft X-Ray 30 PHz 3 Ehz 10 nm 100 pm 124 eV 12,4 keV
Ultra VioletExtreme UV 3 PHz 30 PHz 100 nm 10 nm 12,4 124 eV
Near UV 789 THz 3 PHz 380 nm 100 nm 3 12,4 eV
Cahaya Tampak
Violet 668-789 THz 450-380 nm
1,24 3 eV
Biru 631-668 THz 475-450 nm
Cyan 606-631 THz 495-476 nm
Hijau 526-606 Tz 570-495 nm
Kuning 508-526 THz 590-570 nm
Jingga/Oranye 484-508 THz 620-590 nm
Merah 400-484 THz 750-620 nm
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
5/47
JenisGelombang
Pembagian FrekuensiPanjang
GelombangEnergi
Inframerah
Near Infrared 30 THz 400 THz 5 m 700 nm 124 meV 1,24 eV
Mid Infrared 3 THz 30 THz (25-40) 5 m 12,4 124 meV
Far Infrared 300 GHz 3 THz(200-350)(25-40)
m1,24 12,4 meV
GelombangMikro
Extremely HighFrekuency (EHF)
30 GHz 300 GHz 1 cm 1 mm 124 eV 1,24 meV
Super HighFrequency (SHF)
3 GHz 30 GHz 10 cm 1 cm 12,4 124 eV
Ultra HighFrequency (UHF)
300 MHz 3 GHz 1 m 10 cm 1,24 12,4 eV
GelombangRadio
Very HighFrequency (VHF)
30 MHz300 MHz 10 m 1 m 124 neV 1,24 eV
High Frequency(HF)
3 MHz 30 MHz 100 m 10 m 12,4 neV 124 neV
Medium Frequency(MF)
300 kHz 3 MHz 1 km 100 m 1,24 neV 12,4 neV
Low Frequency(LF)
30 kHz 300 kHz 10 km 1 km 124 peV 1,24 neV
Very Low Frquency(VLF)
3 kHz 30 kHz 100 km 10 km 12,4 124 peV
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
6/47
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
7/47
Dengan mengotak-atik titik-titik cahaya di langit
(gelombang elektromagnet), kita dapat mempelajari
banyak hal, mis. :
Pada bintang : Suhu, radius, energi, unsur kimia,struktur, usia, kecepatan, jarak, warna, spektrum,
polarisasi, massa, gerak orbit, evolusi, akhir hidup, dll..
Pada galaksi : bentuk, jarak, ukuran, massa, jumlah
bintang, struktur, evolusi dll.
Pada alam semesta : Struktur, evolusi, usia, dll.
Kuriryang lain untuk mengotak-atiklangit :
1. Sinar Kosmik
2. Pancaran Neutrino
3. Gelombang gravitasi
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
8/47
The Sun at Different Wavelengths
Visible Ultraviolet
X-ray X-ray
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
9/47
The terms light, radiation,
and electromagnetic wavecan all be used to explainthe same concept
Light comes in many formsand it took physicists sometime to realize that x-rays,visible light, radio waves,etc. are all the same
phenomena
By using these differenttools, astronomers are able
to gain a lot of informationon various objects
Jupiter seen at different wavelengths of light
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
10/47
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
11/47
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
12/47
MWG in OPTIC LIGHTS
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
13/47
MWG in 21-cm H line
http://www.ipac.caltech.edu/2mass/gallery/showcase/allsky_stars/index.html -
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
14/47
http://www.ipac.caltech.edu/2mass/gallery/showcase/allsky_stars/index.html -
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
15/47
MWG in NEAR IR
image from 2MASS (2 Micron All Sky Survey)
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
16/47
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
17/47
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
18/47
Black Hole in
the Center -Sgr A*
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
19/47
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
20/47
Penemuan Gelombang
Elektromagnetik
Tahun 1804, Thomas
Youngberhasil
mendemostrasikan
interferensi cahaya,
Augustin Fresnel
melakukan percobaan
yang mirip denganpercobaan interferensi
Young.
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
21/47
Maxwell menyatakan suatu medan listrik yang berubah-
ubah menginduksikan medan magnet yang juga
berubah-ubah. Selanjutnya, medan magnetik yang
berubah-ubah ini menginduksikan kembali medan listrik
yang berubah-ubah.
Hasilnya adalah
kehadiran
gelombang
elektromagnetik
Medan listrik dan medan magnetik selalu saling tegak lurus , dan
keduanya tegak lurus terhadap arah perambatan gelombang.
Penemuan Gelombang
Elektromagnetik
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
22/47
Cepat rambat gelombang elektromagnetik
dimanac= 3,0 x 10 m sMaxwell mengajukan hipotesis bahwa cahayaadalah suatu gelombang elektromagnetik
Penemuan Gelombang
Elektromagnetik
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
23/47
Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Rentang spektrum gelombang elektromagnetik
Persamaan dasar
gelombang
elektromagnetik
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
24/47
Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHzke atas.
Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-
muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar.
Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh
rangkaian elektronika yang disebutosilator.Gelombang radio ini dipancarkan dari antenadan diterima oleh antena pula.
Gelombang Radio
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
25/47
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
26/47
Gelombang TV(UHF) dan
VHF tidak dipantulkan oleh
lapisan atmosfer sehingga
jangkauannya sempit
Gelombang medium
dipantulkan oleh lapisan
atmosfer sehingga
jangkauannya luas
Gelombang Radio
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
27/47
Penggabunganantara getaran listrik suara dengan getarangelombang pembawa frekuensi radio sehingga menghasilkan
gelombang radio termodulasi.
Keunggulan gelombang AM adalah dapat mencapai tempat
yang jauh.
Keunggulan FM adalah dapat menghasilkan suara musik yang
lebih merdu
Modulasi Amplitudo dan Modulasi Frekuensi
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
28/47
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
29/47
Gelombang mikro (microwaves)adalah gelombang
dengan frekuensi paling tinggi (superhigh frequency =
SHF), yaitu di atas 3 GHz (3 x 10 Hz).
Energi gelombang mikro mengguncang molekul-molekul air dalam makanan. Molekul yang bergetar
akan memiliki energi kalor labih besar sehingga
molekul-molekul menjadi lebih panas.
Gelombang mikro dimanfaatkan pada pesawat
RADAR (Radio Detection and Ranging).
Gelombang Mikro
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
30/47
Sinar Inframerah
Sinar Inframerah meliputi daerah frekuensi 10
sampai 10 Hertz.
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
31/47
Inframerah mampu mendeteksi
tumbuh-tumbuhan yang tumbuh di
bumi secara terinci.
Foto inframerah untuk diagnosis
kesehatan
Spektroskopi infamerah dapat di
gunakan untuk mempelajari
struktur molekul.
Pengunaan radiasi inframerah
adalah remote control untuk
banyak peralatan listrik seperti
TV,AC,VCD, dan lain-lain.
Apa kegunaan sinar infra merah?
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
32/47
Cahaya Tampak
Panjang gelombang cahaya tampak bervariasi mulai
dari 4 x 10 m untuk cahaya violet sampai 7 x 10 m
untuk cahaya merah.
Penggunaan cahaya (sinar laser) dalam serat optik
pada bidang telekomunikasi dan kedokteran.
Kegunaan cahaya tampak
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
33/47
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
34/47
Sinar Ultraviolet
Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi 10 Hz sampai 10 Hz .
Dapat memendarkan barium platina sianida dan
menghitamkan pelat foto yang berlapis perak bromida.Merangsang badan manusia untuk menghasilkan vitamin D.
Digunakan untuk menyucihamakan ruangan operasi rumah
sakit berikut instrumen-instrumen untuk pembedahan.
Kegunaan Sinar Ultraviolet
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
35/47
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
36/47
Sinar -X
Sinar-X mempunyai frekuensi
antara 10 Hz sampai 10 Hz.
Sinar-X memiliki daya tembus
yang kuat, daya tembusnya
bergantung pada frekuensi,
makin tinggi frekuensi, makinkuat daya tembusnya.
Sebuah foto sinar-X (radiograf)
diambil oleh Rontgen
http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Roentgen-x-ray-von-kollikers-hand.jpg -
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
37/47
Sinar Gamma
Sinar gamma mempunyai
frekuensi antara 10 Hz sampai
10 Hz.
Daya tembusnya besar sekali
sehingga dapat menembus pelattimbal atau pelat besi.
Kegunaan Sinar Gamma
1. Membunuh sel-sel kanker
dan mensterilkan
peralatan rumah sakit.
2. Dapat digunakan untuk
memeriksa cacat-cacat pada
logam.
Geiger-Muller sebagaidetektor sinar gamma.
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
38/47
Pilachowski / August2005 The Universe in the Infrared Slide 38
TemperatureThe Kelvin Scale
Named after Lord (William Thompson)
Kelvin
19th century Scottish physicist
a one degree difference on the Kelvin (K)
scale is the same as for the Celsius (orcentigrade) scale
The zero-point is defined to be absolute
zero
the coldest possible temperature
atomic and molecular motion ceases
no negative temperatures
Note: no degree symbol () with the
Kelvin scale
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
39/47
Pilachowski / August2005 The Universe in the Infrared Slide 39
Temperature and peak brightness
Radio < 0.03K
Microwave 0.03-30K
Interst ellar Space
Infrared 30-4100K
Humans
Visible 4100-7300K
Sun
UV 7300-3 x 106K
Hottest Stars
X-ray 3x106-3x108K
Neutron stars
Gamma Ray > 3x108K
Black holes
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
40/47
Pilachowski / August2005 The Universe in the Infrared Slide 40
Scattering and Extinction
Dust alsoscatters starlight
Dust clouds block visible light
but are transparent to
infrared light T.A.Rector (NOAO/AURA/NSF) and Hubble Heritage Team(STScI/AURA/NASA)
http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.arttech.us/images/Sunset.jpg&imgrefurl=http://www.arttech.us/images/&h=263&w=350&sz=22&tbnid=ilFUi6gzuVYJ:&tbnh=87&tbnw=116&hl=en&start=1&prev=/images%3Fq%3Dsunset%26svnum%3D100%26hl%3Den%26lr%3D%26sa%3DG -
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
41/47
Pilachowski / August2005 The Universe in the Infrared Slide 41
The PleiadesOptical & IR
A dust cloud passing near the Pleiades scatters blue starlight in thisvisible light image. The dust radiates in the infrared.
24 mmVisible
http://www.aao.gov.au/images/captions/uks018.htmlhttp://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.arttech.us/images/Sunset.jpg&imgrefurl=http://www.arttech.us/images/&h=263&w=350&sz=22&tbnid=ilFUi6gzuVYJ:&tbnh=87&tbnw=116&hl=en&start=1&prev=/images%3Fq%3Dsunset%26svnum%3D100%26hl%3Den%26lr%3D%26sa%3DGhttp://www.aao.gov.au/images/captions/uks018.html -
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
42/47
Pilachowski / August
2005
The Universe in the Infrared Slide 42
Why infrared?
Near-infrared (1-5 mm)
stars
warm gas
dust is transparent
Mid-infrared (3-30 mm)
dust warmed by starlight
protoplanetary disks
Far-infrared (30-200 mm)
cold gas & dust
Dust is more
transparent to infrared
light. We can see
whats hidden in thedust.
Cold gas and dust is invisible in visible
light, but glows in infrared light.
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
43/47
Pilachowski / August 2005The Universe in the Infrared Slide 43
Detecting Infrared Light
Single-pixel bolometers, 1960s first semi-conductor arrays, 32x32 pixels, in early 1980s
Top left: 58 X 62 pixels, 1987
Middle left: 256 X 256 pixels, 1991 (SIRTF,IRAC)
Lower left: 1024 X 1024 pixels (1 Mega
Pixel), 1996
Right: 2048 X 2048 pixels (4 Mega Pixel)2001
InSb array detectors by Raytheon (SBRC).
Courtesy Univ. of Rochester Astronomy
http://www.raytheon.com/http://www.raytheon.com/http://astro.pas.rochester.edu/IR-camera/images/4-generations-Raytheon.jpg -
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
44/47
Pilachowski / August 2005The Universe in the Infrared Slide 44
Observing at Nonvisible Wavelengths
Astronomical objects radiate in wavelengths otherthan visible (blackbody radiation) Stars
Hot, warm and cold gas Dust
Telescopes for each wavelength region Require their own unique design
All collect and focus radiation and resolve details
False-colorpictures to show images
Some wavelengths must be observed from space
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
45/47
Pilachowski / August 2005The Universe in the Infrared Slide 45
Infrared Telescopes
Space-Based Advantages No atmospheric blurring
No atmospheric absorption
No atmospheric emission Ground-Based Advantages
Larger collecting area
Better spatial resolution
Equipment easily updated
Ground-Based Considerations Weather, humidity, and haze
Atmospheric transparency
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
46/47
-
8/12/2019 Gelombang Elektromagnetik Dalam Astronomi
47/47