rahasia fisika: 2013

VIVAnews - Ilmuwan di Jepang telah menciptakan inovasi teknologi laser yang menggunakan gelombang suara, berbeda dengan laser kovensional yang berbasis cahaya.

Dengan menggunakan drum berskala nano, ilmuwan teknologi laser yang diharapkan dapat mendukung pencitraan USG pada cek medis, juga digunakan pada bagian komputer, pengukuran presisi tingkat tinggi dan lainnya.

Dilansir Wired, 19 Maret 2013, laser khusus ini mengeksplorasi partikel suara atau phonon (fonon). Karena ini, laser dinamakan phaser, atau phonon laser.

Laser sejatinya diciptakan ketika sekumpulan partikel cahaya atau foton yang dipancarkan pada panjang gelombang tertentu dan sangat sempit.

Pancaran foton pada arah dan waktu yang sama, memungkinkan partikel ini secara efisien membawa energi dari satu tempat ke tempat lain.

Sejak teknologi laser pertama kali muncul, ilmuwan belum pernah mencoba inovasi laser suara.

"Dalam proyek ini, kami menyingkirkan bagian optik," kata insinyur Imran Mahboob dari Laboratorium Penelitian Dasar NTT Jepang.

Laser khusus ini disebutkan jauh lebih mudah untuk diintegrasikan ke aplikasi atau perangkat lain.

Prinsip kerja laser tradisional yaitu sekelompok elektron dalam gas atau kristal terpancar pada waktu yang sama. Kemudian saat energi rendah, partikel tersebut memunculkan gelombang cahaya panjang tertentu, yang kemudian diarahkan dengan cermin untuk menghasilkan sebuah sinar.

Sementara laser suara bekerja pada prinsip yang sama dengan objek suara. Laser suara menghasilkan fonon pada 170 KHz, jauh di atas jangkauan pendengaran manusia, sekitar 20 KHz.

Tapi, kemampuan laser suara terbatas, harus memiliki media tertentu, tidak seperti laser cahaya yang mampu melampaui ruang hampa. "Kami akan kehilangan penguat jika mendapatkan itu," kata Mahboob.

"Jadi, kita perlu mengetahui bagaimana membangun struktur ke resonator yang akan memungkinkan kita untuk mengirimkan getaran sebagai energi," tambahnya.

http://teknologi.news.viva.co.id/news/read/398636-ilmuwan-di-jepang-ciptakan-laser-berbasis-suara

1) Pengertian sensor

Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.

Beberapa jenis sensor yang banyak digunakan dalam rangkaian elektronik antara lain sensor cahaya, sensor suhu, dan sensor tekanan.

2) Sensor Cahaya

a) Fotovoltaic atau sel solarAdalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik. Sel solar silikon yang modern pada dasarnya adalah sambungan PN dengan lapisan P yang transparan. Jika ada cahaya pada lapisan transparan P akan menyebabkan gerakan elektron antara bagian P dan N, jadi menghasilkan tegangan DC yang kecil sekitar 0,5 volt per sel pada sinar matahari penuh. Sel fotovoltaic adalah jenis tranduser sinar/cahaya seperti pada gambar 1.

Gambar 1. Cahaya pada sel fotovoltaik menghasilkan tegangan

b) Fotokonduktif

(a) (b)

Gambar 2.(a) Sel Fotokonduktif ; (b) Cahaya pada sel fotokonduktif mengubah harga resistansi

Energi yang jatuh pada sel fotokonduktif akan menyebabkan perubahan tahanan sel. Apabila permukaan alat ini gelap maka tahanan alat menjadi tinggi. Ketika menyala dengan terang tahanan turun pada tingkat harga yang rendah. Seperti terlihat pada gambar 2.

3) Sensor Suhu

Ada 4 jenis utama sensor suhu yang biasa digunakan :

a) Thermocouple

Thermocouple pada pokoknya terdiri dari sepasang penghantar yang berbeda disambung las dilebur bersama satu sisi membentuk “hot” atau sambungan pengukuran yang ada ujung-ujung bebasnya untuk hubungan dengan sambungan referensi. Perbedaan suhu antara sambungan pengukuranmdengan sambungan referensi harus muncul untuk alat ini sehingga berfungsi sebagai thermocouple.

(a) (b)

Gambar 3. (a)Thermocouple ; (b) Simbol thermocouple

b) Detektor Suhu Tahanan

Konsep utama dari yang mendasari pengukuran suhu dengan detektor suhu tahanan (resistant temperature detector = RTD) adalah tahanan listrik dari logam yang bervariasi sebanding dengan suhu. Kesebandingan variasi ini adalah presisi dan dapat diulang lagi sehingga memungkinkan pengukuran suhu yang konsisten melalui pendeteksian tahanan. Bahan yang sering digunakan RTD adalah platina karena kelinearan, stabilitas dan reproduksibilitas.

(a)

(b)

Gambar 4. (a) Detektor suhu tahanan (b) Simbol RTD

c) Thermistor

Adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai koefisien suhu negatif. Karena suhu meningkat, tahanan menurun dan sebaliknya. Thermistor sangat peka (perubahan tahanan sebesar 5 % per ³C) oleh karena itu mampu mendeteksi perubahan kecil di dalam suhu.

(a)

Gambar 5. (a) Thermistor

d) Sensor Suhu Rangkaian Terpadu (IC)

Sensor suhu dengan IC ini menggunakan chip silikon untuk elemen yang merasakan (sensor). Memiliki konfigurasi output tegangan dan arus. Meskipun terbatas dalam rentang suhu (dibawah 200 ³C), tetapi menghasilkan output yang sangat linear di atas rentang kerja.

(a)

Gambar 6. (a) Sensor suhu IC;

4) Sensor Tekanan

Prinsip kerja dari sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang.

Daya yang diberikan pada kawat menyebabkan kawat bengkok sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah tahanannya, seperti terlihat pada gambar 7. Aplikasi umum-pengukuran tekanan balok