Metode Pengukuran SEM dengan ImageJ: Metode Manual

Sebelumnya saya sudah berbagi software ImageJ untuk mengukur hasil mikroskopi baik untuk SEM maupun mikroskop optik di sini:

Download ImageJ

nah berikut di sini saya akan berbagi metode pengukurannya. Metode pengukuran ini dilakkan secara manual dan untuk yang otomatis mungkin saya akan share di kemudian hari. Silahkan cek metodenya di sini:

Download metode pengukuran ImageJ: manual

Terima kasih. Salam fisika.

ImageJ Pengolah Hasil Mikroskopi Optik dan SEM

ImageJ adalah salah satu software pengolah data hasil mikroskopi dan SEM. Software ini dapat digunakan untuk mengukur ukuran sampel hasil SEM, rata-ratanya, dan berbagai analisis statistik lainnya. Silahkan bagi yang berminat dapat didownload pada link berikut:

Download ImageJ

catatan: di dalam download tersebut ada ImageJ versi 32 bit dan 64 bit. Silahkan dicoba saja mana yang support. Terima kasih salam fisika.

Pembelokan Cahaya Akibat Gravitasi

Cahaya merupakan partikel yang tidak bermassa, namun apakah lintasan cahaya dapat terbelokkan oleh gravitasi? Silahkan download materi yang kami tulis melalui beberapa referensi (berbahasa Indonesia) berdasarkan kajian teori relativitas umum secara santai. Terima kasih banyak. Salam fisika.

Download materi Pembelokan Cahaya Akibat Gravitasi

Penurunan Divergensi dan Curl Medan Listrik

Beberapa hari yang lalu "Dunia Fisika" mendapat pertanyaan terkait penurunan divergensi dan curl dari medan listrik. Ya, memang sedikit sulit untuk mencari yang edisi Bahasa Indonesia. Oleh karena itulah disini kami sedikit melakukan penurunan. Jika menginginkan materi tersebut silahkan download di sini:

Download Penurunan Divergensi dan Curl Medan Listrik

Terima kasih.

Soal Seleksi Magister Fisika Institut Teknologi Bandung 2014

Bagi yang ingin melanjutkan studinya di Magister Fisika Institut Teknologi Bandung, berikut adalah soal yang digunakan untuk ujian tes masuk pada tahun 2014. Silahkan didownload dan selamat berlatih. Maaf saya belum sempat membuat pembahasannya, doakan saja segera saya sempat untuk membahasnya. Salam fisika.

Download Soal Ujian Masuk Magister Fisika ITB 2014

Penyelesaian Persamaan Diferensial (Biasa) dengan Wolfram Mathematica

Persamaan diferensial merupakan suatu persamaan yang sangat sering dijumpai dalam fisika. Persamaan gerak, persamaan osilator harmonik, persamaan Schrodinger dan sebagaianya berisi persamaan diferensial. Persamaan ini sebelumnya dipelajari dalam mata kuliah fisika matematik. Seringkali mahasiswa kekurangan berlatih, meski ada beberapa buku yang menyajikan kunci jawaban semisal Mary L. Boas namun itu hanya beberapa soal saja. Sedangkan mahasiswa terkadang sangat ingin berlatih. Ingin mengerjakan sendiri tapi takut salah jika tak ada panduan, itulah alasannya.

Atas masalah tersebut disini kami ingin mengajak teman-teman untuk mulai menggunakan software Wolfram Mathematica.Wolfram Mathematica dapat membantu teman-teman untuk menyelesaikan persamaan diferensial. Berikut yang ingin kami bahas adalah persamaan diferensial biasa.

Format untuk mencari solusi persamaan diferensial biasa dengan Wolfram Mathematica adalah:

DSolve[“persamaan diferensial”, “variabel yang didiferensialkan”, “variabel pendiferensial”]

Atau secara mudah cek saja contoh-contoh berikut, contoh tersebut terdapat dalam buku Mary L. Boas dan terdapat solusinya. 

Namun jika ingin lebih lengkap lagi, teman-teman dapat melakukan semuanya di Wolfram Alpha yang terkoneksi dengan internet. Dalam versi premiumnya, Wolfram Alpha dapat menunjukkan step by step mendapatkan solusi tersebut. Tentu saja hal itu mempermudah kegiatan belajar teman-teman. Namun jika tidak mampu mengupgrade ke premium silahkan download full-nya untuk android disini:

DOWNLOAD WOLFRAM ALPHA FULL ANDROID

Dualisme Partikel-Gelombang

Foto de Broglie (Sumber Gambar: http://www.aldebaran.cz/famous/people/Broglie_Louis.html)

Apakah elektron? Gelombang atau partikel? Apakah cahaya? Gelombang atau partikel? Lalu apakah saya?

Sebelum Max Planck merumuskan teori kuantum cahaya (foton) dan sebelum de Broglie mengeluarkan hipotesisnya, ilmuwan fisika memisahkan kondisi antara gelombang dan partikel. Tetapi setelah keduanya sukses menjelaskan berbagai fenomena fisis secara gamblang, dunia mulai bimbang dalam menjawab pertanyaan-pertanyaan di atas.

Sekilas Partikel Higgs Boson

Mungkin, judul tulisan saya ini merupakan judul tulisan yang telah banyak ditulis oleh orang-orang di seluruh dunia. Tapi, ga apa-apalah, disini tak ada maksud lain bagi saya dalam menulis tema ini kecuali sebagai suatu apresiasi atas perjuangan pendahulu-pendahulu kita (para pakar fisika) yang dengan susah payahnya menyusun teori fisika yang luar biasa rumitnya, meskipun dengan tujuan untuk menyederhanakan semuanya. Selain itu, saya juga ingin menjadi bagian (ya meskipun bagian yang sangat kecil sekali) dalam revolusi fisika. Jujur, saya sangat berharap menyaksikan bagaimana munculnya fenomena fisika yang suatu saat nanti akan menjadi hal yang luar biasa, misal seperti kemunculan relativitas, penemuan superkonduktor, atau seperti hal yang sangat sederhana namun luar biasa, penemuan hukum phytagoras. Dan bagi saya, keberadaan partikel Higgs Boson merupakan hal yang sangat fenomenal, fenomenal sekali malah.

Ok, saya akan mungkin langsung saja masuk ke area tulisan kita, partikel Higgs Boson itu merupakan partikel golongan boson yang tentu aja berinteraksi sama partikel-partikel lain penyusun suatu materi dan hasil interaksinya tersebut dapat membuat partikel itu memiliki massa. Bingung? Hehehe... Jadi begini, pada waktu awal mula penciptaan alam semesta, kan para ilmuwan juga bingung tuh bagaimana sih massa itu berasal? terus kok ada partikel yang punya massa dan ada juga yang ga punya massa? Nah, makanya diusulkanlah partikel Higgs Boson itu sama Peter Higgs sebagai solusi bahwa partikel yang awalnya tak bermassa itu bisa memiliki massa kalau lewat medan Higgs, ya ini analogi sama kalau kita berenang di kolam renang maka badan kita akan basah ketika kita kejebur di dalamnya. Mekanisme ini merupakan mekanisme yang sangat penting buangaet karena ini merupakan salah satu penjelasan, yang katanya sih masuk akal, dalam penjelasannya tentang asal muasal massa. Ingat, tanpa adanya massa tidak akan ada partikel penyusun suatu atom, kalau tidak ada atom maka tidak akan ada molekul, kalau ga ada molekul, ya tentu aja ga akan ada Anda dan saya dong hehehe.. Selain itu eksistensi massa itu merupakan hal yang sangat penting dalam proses perkembangan alam semesta, mengingat gaya gravitasi adalah gaya terpenting dalam evolusi alam semesta dan massa adalah penyebab adanya gaya gravitasi (baik penjelasan gravitasi klasik (Newton) maupun gravitasi modern (Einstein)).

Tapi, sebenarnya teori fisika yang mana sih yang menyatakan eksistensi Higgs Boson? Ok, teori utama fisika yang membutuhkan adanya Higgs Boson dalam rumusannya adalah model standar fisika partikel. Jadi, teori ini merupakan sebuah kerangka kerja teoretik yang mendeskripsikan partikel elementer di alam semesta. Nah partikel elementer itu secara umum dibagi jadi partikel penyusun materi, partikel perantara interaksi materi, dan Higgs Boson. Kalau partikel penyusun materi kita tahu kan terbagi jadi 2 yaitu quark dan lepton. Partikel perantara interaksi antar materi (force and carrier) disebut boson. Masing-masing boson membawa gaya sendiri, gluon membawa gaya kuat, foton membawa gaya elektromagnet W dan Z boson membawa gaya lemah dan graviton membawa gaya gravitasi. Sedangkan Higgs Boson seperti dituliskan di atas adalah penentu massa.

Mungkin cukup demikian teori tentang Higgs Boson (kan cuma sekilas hehehe) tapi apa sih yang membuat saya memilih tema ini setelah sekian lama tak menulis di blog ini (ni gara2 sibuk hehhehe)?. Jadi, alasan yang sangat kuat yang menjadi dasar saya memilih tema ini ya seperti di tuliskan di awal tadi, dan sebuah kejutan luar biasa yang berasal dari CERN (ni akselerator terbesar di dunia lho) yang menyatakan bahwa mereka pada hari Rabu, 4 Juli 2012 mengklaim telah menemukan partikel yang sejauh ini sangat konsisten dengan sifat Higgs Boson, yaitu memiliki massa yang sangat berat (untuk golongan boson) yaitu 126 GeV. Dan hal fenomenal ini telah membuktikan sedikit hipotesis yang diusulkan oleh Peter Higgs 40 tahun lalu yaitu tentang eksistensi partikel Higgs Boson.

Semoga melalui penemuan fenomenal ini revolusi fisika benar-benar semakin dapat tercapai dan harapan teori penyatuan agung segera terwujud. Salam fisika!

O ya, sebagai sedikit catatan saya ingin menuliskan bahwa Higgs Boson ini juga terkadang disebut dengan partikel "tuhan". Saya berharap agar para pembaca sekalian yang masih beragama jangan segera telan mentah-mentah penyataan tersebut. Pernyataan itu sebenarnya bukan murni penamaan dari fisikawan, namun penamaan itu terkadang dilebih-lebihkan oleh media saja. Dan saya merupakan orang yang kurang nyaman dengan penamaan di atas (beruntung saya punya agama) jadi saya berharap namakanlah partikel tersebut sesuai dengan namanya.

Superkonduktor

Pernahkah Anda memikirkan bagaimana resistivitas konduktor apabila ia didinginkan hingga suhunya mendekati nol?

Hampir semua orang tahu jika resistivitas berbanding lurus dengan suhu. Semakin rendah suhu maka semakin rendah pula resistivitasnya. Namun, sebelum tahun 1911 belum ada satu orang pun yang dapat menjawab dengan bukti bagaimana resistivitas konduktor bila suhunya mendekati nol. Pada saat itu ada dua aliran yang mencoba mengajukan hipotesis tentang fenomena ini. Hipotesis pertama berbicara bahwa apabila konduktor didinginkan hingga mencapai nol mutlak maka aliran elektron pada konduktor tersebut akan berhenti (beku) dengan kata lain konduktor tersebut akan kehilangan konduktifitasnya, hipotesis inilah yang dianut oleh W. Kelvin. Hipotesis kedua menyatakan bahwa pada keadaan tersebut konduktor akan memiliki resistivitas sama dengan nol sesuai dengan sifat resistivitasnya yang mengikuti perubahan suhu.

Sampai pada 1908 H,K, Onnes berhasil untuk mencairkan helium pada suhu 4 K. Pada 1911 Onnes pun tertarik untuk mempelajari sifat logam pada suhu dingin dengan cara mendinginkan logam tersebut dengan menggunakan helium cairnya. Suatu fenomena yang sangat menarik muncul ketika ia mendinginkan raksa (Hg) pada suhu 4,2 K. Resistivitas Hg tiba-tiba saja menghilang!

Mulai pada saat itulah dikenal adanya fenomena superkonduktivitas, yaitu suatu fenomena dimana resistivitasnya akan menurun secara tiba-tiba mendekati nol apabila ia didinginkan hingga dibawah titik kritisnya. Fenomena inilah yang membuat Onnes meraih nobel fisika 1913.

Semenjak ditemukan superkonduktor sangat menyedot perhatian ilmuwan fisika. Mereka berlomba-lomba untuk mendapat superkonduktor dengan suhu yang lebih tinggi dan lebih tinggi lagi.De Haas dan Voodg pada tahun 1930 berhasil menemukan superkonduktor paduan Pb-Bi yang mempunyai Tc=8,8K.

Lalu pada tahun 1933 Meissner dan Ochsenfeld menemukan gejala diamagnetik sempurna (penolakan fluks magnetik) dalam bahan superkonduktor. Suatu sifat aneh superkonduktor yang menyebabkan bahan ini diusulkan menjadi bahan dalam kendaraan Maglev (Magnet Levitation). Jadi, apabila superkonduktor diletakkan pada magnet dengan medan magnet tertentu maka superkonduktor itu akan melayang.

Efek Meissner (Diambil dari: http://forum-fisika.blogspot.com)

Pada tahun 1973, Tc yang diperoleh dalam berbagai jenis material superkonduktor baru mencapai 23,2 K yaitu pada paduan logam Nb₃Ge. Sejak saat itu peneliti selalu gagal memperoleh superkonduktor yang mempunyai Tc diatas 23,2 K.

Pada tahun 1986 Bednorz dan Muller di Laboratorium IBM Zurich, berhasil menemukan bahan keramik superkonduktor dengan rumus kimia Ba_1,8La_0,15CuO₄ dengan Tc = 30 K. Semenjak saat inilah para ilmuwan yakin bahwa superkonduktor dapat dibuat bukan hanya dari bahan konduktor, melainkan semikonduktor atau bahkan isolator! Chu,dkk, pada tahun 1987 menemukan superkonduktor YBa₂Cu₃O_7-δ atau dinamakan sistem YBCO yang dikenal dengan YBCO-123 dan mempunyai Tc = 92 K. Kemudian pada tahun 1988 Maeda,dkk menemukan superkonduktor Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O₁₀ atau disebut juga dengan sistem BSCCO denatgan Tc = 110 K. Dalam sistem superkonduktor BSCCO terdapat 3 fasa yaitu fasa 2201 (senyawa Bi₂Sr₂CuO_x) dengan Tc = 20 K, fasa 2212 (senyawa Bi₂Sr₂CaCu₂O_y) dengan  Tc = 80 K, dan fasa 2223 (senyawa Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_z ) dengan Tc = 110 K.

 Saat ini para ilmuwan terus berusaha untuk menemukan superkonduktor dengan Tc lebih tinggi lagi sambil berusaha untuk mengaplikasikan superkonduktor dalam berbagai aspek. Hal ini dikarenakan superkonduktor merupakan material dengan prosperk luar biasa dengan sifat efisiensi yang tinggi. Beberapa aspek aplikasi superkonduktor adalah pada komputer supercepat, generator HTS, prototipe tokamak, kendaraan maglev dan lain sebagainya.

Referensi:

Shimbashi dan Minato-ku. 2003. Preset Situation of Bulk Superconductor Application Research. International Superconducting Technology Center Winter 2003. Hal 16-18.

Barnes, Paul N., Michael D.S., Gregory L.R. 2005. Review of High Power Density Superconducting Generator: Preset State and Prospects for Incorporating of YBCO Windings. Cryogenics 45 (2005). Hal 670-686.

Purwamargrapatala, Yustinus. 2009. Sintesis Superkonduktor YBa₂Cu₃O7-x Secara KopresipitasiUntuk Aplikasi Industri Nuklir. Urania Vol. 15 No.14 Oktober 2009. Hal 221-229.

Smith, William F. 1996. Principles of Material Science and Engineering. Mc. Graw-Hill. United States of America

Suprihatin. 2008. Pengaruh Variasi Sintering dalam Sintesis Superkonduktor Bi-2212 dengan Doping Pb- (BSCCO-2212) pada Suhu Kalisnasi 790⁰C. Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi II 2008. Universitas Lampung.

Susanti, Herna. 2010. Pengaruh Variasi Perlakuan Doping Pb pada Bi dalam Sintesis Superkonduktor BSCCO Terhadap Efek Meissner dan Suhu Kritis. Skripsi. Universitas Sebelas Maret.

Tilley, D.R., dan J. Tilley. 2003. Superfluidity and Supercondutivity. IoP. London