Seputar Pengetahuan Tentang Serat Optik

Posted: 23-01-2017

Fiber optik adalah sebuah kaca murni yang panjang dan tipis serta berdiameter sebesar rambut manusia. Dan dalam pengunaannya beberapa fiber optik dijadikan satu dalam sebuah tempat yang dinamakan kabel optik dan digunakan untuk mengantarkan data digital yang berupa sinar dalam jarak yang sangat jauh.

Bagian-bagian fiber optik

Core adalah kaca tipis yang merupakan bagian inti dari fiber optik yang dimana pengiriman sinar dilakukan. Cladding adalah materi yang mengelilingi inti yang berfungsi memantulkan sinar kembali ke dalam inti(core).

Buffer Coating adalah plastic pelapis yang melindungi fiber dari kerusakan.

Jenis Fiber Optik

1.      Single-mode fibers

Mempunyai inti yang kecil (berdiameter 0.00035 inch atau 9 micron) dan berfungsi mengirimkan sinar laser inframerah (panjang gelombang 1300-1550 nanometer)

Struktur khas serat single-mode .
1. Core: 8 m diameter
2. Cladding: 125 diameter pM.
3. Buffer: 250 diameter pM.
4. Jaket: 400 diameter pM.

Serat dengan diameter inti kurang dari sekitar sepuluh kali panjang gelombang dari cahaya yang merambat tidak dapat dimodelkan menggunakan optik geometris. Sebaliknya, harus dianalisis sebagai elektromagnetik struktur, dengan solusi dari persamaan Maxwell sebagai direduksi menjadi persamaan gelombang elektromagnetik . Analisis elektromagnetik juga mungkin diperlukan untuk memahami perilaku seperti spekel yang terjadi ketika koherenpropagasi cahaya dalam multi-mode serat. Sebagai Waveguide optik, serat mendukung satu atau lebih terbatas mode melintang dimana cahaya dapat merambat sepanjang serat. Serat mendukung hanya satu modus disebut single-mode atau mono-mode serat. Perilaku yang lebih besar-core multi-mode serat juga dapat dimodelkan menggunakan persamaan gelombang, yang menunjukkan bahwa serat seperti mendukung lebih dari satu modus propagasi (maka nama). Hasil pemodelan seperti multi-mode serat sekitar setuju dengan prediksi optik geometris, jika inti serat cukup besar untuk mendukung lebih dari satu mode saja.

Analisis Waveguide menunjukkan bahwa energi cahaya dalam serat tidak sepenuhnya terkurung di inti. Sebaliknya, terutama dalam single-mode serat, fraksi yang signifikan dari energi dalam modus perjalanan terikat dalam kelongsong sebagai gelombang cepat berlalu dr ingatan .

Jenis yang paling umum dari serat single-mode memiliki diameter inti dari 8-10 mikrometer dan dirancang untuk digunakan dalam inframerah dekat . Struktur modus tergantung pada panjang gelombang dari cahaya yang digunakan, sehingga serat ini sebenarnya mendukung sejumlah kecil mode tambahan pada panjang gelombang terlihat. Multi-mode serat, sebagai perbandingan, diproduksi dengan diameter inti sekecil 50 mikrometer dan seluas ratusan mikrometer.Para frekuensi ternormalisasi V untuk serat ini harus kurang dari nol pertama dari fungsi Bessel J ₀ (sekitar 2,405).

2.      Multi-mode fibers

Mempunyai inti yang lebih besar(berdiameter 0.0025 inch atau 62.5 micron) dan berfungsi mengirimkan sinar laser inframerah (panjang gelombang 850-1300 nanometer)

Propagasi cahaya melalui serat optik multi-mode .

Laser memantul ke bawah sebuah akrilik batang, yang menggambarkan refleksi internal total cahaya dalam serat optik multi-mode.

Serat dengan diameter inti besar (lebih dari 10 mikrometer) dapat dianalisis dengan optik geometris . Serat seperti disebut multi-mode serat, dari analisis elektromagnetik (lihat di bawah). Dalam serat langkah-indeks multi-mode, sinar cahaya dipandu sepanjang inti serat oleh refleksi internal total. Sinar yang memenuhi batas core-cladding pada sudut tinggi (diukur relatif terhadap garis normal, untuk batas), lebih besar dari sudut kritis untuk batas ini, benar-benar tercermin. Sudut kritis (sudut minimum untuk refleksi internal total) ditentukan oleh perbedaan indeks bias antara inti dan bahan kelongsong. Sinar yang memenuhi batas pada sudut rendah dibiaskan dari inti ke dalam kelongsong, dan tidak menyampaikan informasi cahaya dan karenanya sepanjang serat.Sudut kritis menentukan sudut penerimaan serat, sering dilaporkan sebagai aperture numerik . Sebuah aperture numerik yang tinggi memungkinkan cahaya untuk merambat menuruni serat dalam sinar baik dekat dengan sumbu dan di berbagai sudut, yang memungkinkan kopling efisien cahaya ke dalam serat.Namun, hal ini aperture numerik yang tinggi meningkatkan jumlah dispersi sebagai sinar pada sudut yang berbeda memiliki panjang jalan dan karena itu mengambil waktu yang berbeda untuk melintasi serat.

Serat optik jenis.

Dalam dinilai-indeks serat, indeks bias dalam inti menurun terus menerus antara sumbu dan cladding. Hal ini menyebabkan sinar cahaya untuk menekuk lancar ketika mereka mendekati cladding, bukannya mencerminkan tiba-tiba dari batas core-cladding. Jalur melengkung sehingga mengurangi multi-jalan dispersi karena sinar sudut tinggi lulus lebih melalui pinggiran rendah indeks inti, bukan tinggi-indeks pusat. Profil indeks dipilih untuk meminimalkan perbedaan dalam kecepatan propagasi aksial dari sinar berbagai serat. Ini profil indeks ideal adalah sangat dekat dengan parabola hubungan antara indeks dan jarak dari sumbu.

Cara Kerja Fiber Optik

Sinar dalam fiber optik berjalan melalui inti dengan secara memantul dari cladding, dan hal ini disebut total internal reflection, karena cladding sama sekali tidak menyerap sinar dari inti. Akan tetapi dikarenakan ketidakmurnian kaca sinyal cahaya akan terdegradasi, ketahanan sinyal tergantung pada kemurnian kaca dan panjang gelombang sinyal.

Pada dasarnya, sistem komunikasi serat optik terdiri dari tiga bagian: pemancar (transmitter), saluran komunikasi, dan penerima (receiver). Transmitter (yang terdiri dari dioda laser dan LED) berfungsi mengubah sinyal elektronik ke dalam bentuk gelombang cahaya dan memasukkannya ke dalam serat optik. Dibandingkan kabel tembaga, sebatang kabel serat optik memiliki bandwidth lebih banyak (sampai dengan 1 Terabit/detik atau 10¹² bit/detik), material loss yang rendah, tidak menghasilkan electromagnetik noise, dan juga tidak terpengaruhi oleh gelombang elektromagnetik dari luar (electromagnetic interference). Dilihat dari segi bandwidth, serat optik jelas jauh lebih unggul daripada kabel tembaga atau nirkabel/satelit. Penerima (photodetector) berfungsi mengubah sinyal cahaya kembali ke dalam bentuk elektronik. Alat-alat opto-elektronik yang dipakai dalam sistem serat optik sebagian besar terbuat daripada bahan semikonduktor, khususnya senyawa yang terbentuk dari unsur-unsur golongan III (seperti Ga) dan golongan V (seperti As). Senyawa-senyawa yang terbentuk dari elemen-elemen golongan III-V mempunyai bandgap langsung yang memudahkan transisi elektron dari band konduksi ke band valensi dengan menghasilkan photon pada prosesnya. Akhir-akhir ini, kemajuan dalam ilmu nanoteknologi, khususnya di bidang eksperimen, telah memungkinkan para ilmuwan untuk membuat struktur dalam skala nanometer.

Keuntungan Fiber Optik

Murah : jika dibandingkan dengan kabel tembaga dalam panjang yang sama.
Lebih tipis: mempunyai diameter yang lebih kecil daripada kabel tembaga.
Kapasitas lebih besar.  Sinyal degradasi lebih kecil. Tidak mudah terbakar : tidak mengalirkan listrik. Fleksibel. Sinyal digital.

Bagaimana Fiber Optik Dibuat

Making a preform glass cylinder

Proses ini disebut modified chemical vapor deposition (MCVD).
Silikon dan germanium bereaksi dengan oksigen membentuk SiO2 dan GeO2.
SiO2 dan GeO2 menyatu dan membentuk kaca.

Proses ini dilakukan secara otomatis dan membutuhkan waktu beberapa jam.

Drawing the fiber from the preform

Setelah proses pertama selesai preform dimasukkan kedalam fiber drawing tower.
Kemudian dipanaskan 1900-2200 derajat celcius sampai meleleh.
Lelehan tersebut jatuh melewati laser mikrometer sehingga preform membentuk benang.
Dilakukan proses coating dan UV Curing.

Testing the Finished Optical Fiber

Tensile strength: harus mampu menahan 100.000 lb/inch2 atau lebih.
Refractive index profile : menghitung layar untuk pemantulan optik.
Fiber geometry : diameter Core, dimensi cladding, diameter cloating adalah seragam.
Attenuation : menghitung kekuatan sinyal dari berbagai panjang gelombang dan jarak.
Information carrying capacity : bandwith

Chromatic dispersion : penyebaran berbagai panjang gelombang sinar melalui core.
Operating temperature

Kabel Optik Yang Sering Digunakan

Distribution Cable

Serat memiliki banyak kegunaan dalam penginderaan jauh. Dalam beberapa aplikasi, sensor itu sendiri merupakan serat optik. Dalam kasus lain, serat digunakan untuk menghubungkan sensor non-serat optik ke sistem pengukuran. Tergantung pada aplikasi, serat dapat digunakan karena ukurannya yang kecil, atau fakta bahwa tidak ada daya li

strik yang diperlukan di lokasi terpencil, atau karena banyak sensor dapat multiplexing sepanjang serat dengan menggunakan panjang gelombang cahaya yang berbeda untuk setiap sensor, atau dengan merasakan waktu tunda sebagai cahaya melewati sepanjang serat melalui setiap sensor. Penundaan waktu dapat ditentukan dengan menggunakan perangkat seperti reflectometer waktu-domain optik .

Serat optik dapat digunakan sebagai sensor untuk mengukur regangan , suhu , tekanan dan jumlah lain dengan memodifikasi serat sehingga properti untuk mengukur memodulasi intensitas , fase ,polarisasi , panjang gelombang , atau waktu transit cahaya dalam serat. Sensor yang bervariasi intensitas cahaya yang paling sederhana, karena hanya sumber yang sederhana dan detektor diperlukan. Sebuah fitur yang sangat berguna seperti sensor serat optik adalah bahwa mereka dapat, jika diperlukan, menyediakan didistribusikan penginderaan jarak hingga satu meter.

Sensor serat optik ekstrinsik menggunakan kabel serat optik , biasanya mode multi-satu, untuk mengirimkan modulasi cahaya dari sensor baik-atau non-serat optik sensor elektronik yang disambungkan ke sebuah pemancar optik. Keuntungan utama dari sensor ekstrinsik adalah kemampuan mereka untuk mencapai tempat tidak terjangkau. Contohnya adalah pengukuran suhu di dalampesawat mesin jet dengan menggunakan serat untuk mengirimkan radiasi menjadi radiasi pirometer luar mesin. Sensor ekstrinsik dapat digunakan dengan cara yang sama untuk mengukur suhu internal transformator listrik , dimana ekstrim medan elektromagnetik ini membuat teknik pengukuran lain tidak mungkin. Ekstrinsik sensor getaran ukuran, rotasi, perpindahan, kecepatan, percepatan, torsi, dan memutar. Sebuah versi solid state dari giroskop, menggunakan interferensi cahaya, telah dikembangkan. Para giroskop serat optik (FOG) memiliki bagian yang bergerak, dan memanfaatkanefek Sagnac untuk mendeteksi rotasi mekanik.

Umum digunakan untuk sensor serat optik meliputi sistem deteksi intrusi keamanan yang canggih. Cahaya ditransmisikan sepanjang kabel sensor serat optik ditempatkan pada pagar, pipa, atau pemasangan kabel komunikasi, dan sinyal kembali dimonitor dan dianalisis untuk gangguan. Ini sinyal kembali secara digital diproses untuk mendeteksi gangguan dan perjalanan alarm jika intrusi telah terjadi.

Prinsip Operasi

Sebuah serat optik adalah silinder Waveguide dielektrik ( nonconducting Waveguide) yang mentransmisikan cahaya di sepanjang sumbunya, dengan proses refleksi internal total . Serat yang terdiri dariinti yang dikelilingi oleh cladding lapisan, baik yang terbuat dari dielektrik bahan. Untuk membatasi sinyal optik dalam inti, indeks bias dari inti harus lebih besar dibandingkan dengan cladding. Batas antara inti dan cladding baik mungkin tiba-tiba, di langkah-indeks serat , atau bertahap, dalam gradasi-indeks serat .

Khusus-tujuan serat

Beberapa serat optik tujuan khusus dibangun dengan inti non-silinder dan / atau lapisan cladding, biasanya dengan penampang berbentuk bulat panjang atau persegi panjang. Ini termasuk mempertahankan polarisasi-serat dan serat yang dirancang untuk menekan berbisik galeri modus propagasi.

Foton-kristal serat dibuat dengan pola yang teratur variasi indeks (sering dalam bentuk lubang silindris yang berjalan di sepanjang serat). Serat seperti menggunakan difraksi efek bukan atau di samping refleksi internal total, untuk membatasi cahaya untuk inti serat. Sifat-sifat serat dapat disesuaikan untuk berbagai aplikasi.

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

ٱلْحَمْدُ لِلَّهِ رَبِّ ٱلْعَٰلَمِين

Lanjut Baca

Besaran Fisika dan Satuan - IPA Kelas 7

Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang mempunyai pengaruh besar terhadap perkembangan ilmu pengetahuan yang lainnya, misalnya teknologi elektronika, teknologi informasi, dan teknologi alat ukur. Hal ini disebabkan di dalam fisika mengandung prinsip-prinsip dasar mengenai gejala-gejala alam yang ada di sekitar kita. Fenomena dan gejala-gejala alam tersebut meliputi besaran-besaran fisika di antaranya: gerak, cahaya, kalor, listrik, dan energi.

Penerapan besaran-besaran fisika dalam aktivitas kegiatan sehari-hari senantiasa berkaitan dengan pengamatan dan pengu-kuran. Sebagai contoh, informasi kecepatan gerak pesawat terbang bagi seorang pilot berguna untuk mengoperasikan pesawat yang dikendalikannya. Besarnya suhu badan kita merupakan informasi untuk mengetahui apakah badan kita sehat atau tidak. Sepatu dan pakaian yang kita gunakan mempunyai ukuran tertentu.

Melihat betapa pentingnya pengukuran besaran fisika, maka di dalam bab ini akan dipelajari pengertian besaran fisika, pengukuran besaran fisika yang meliputi massa, panjang, waktu, dan suhu serta konversi satuannya.

Besaran Fisika dan Satuan

1. Pengertian Besaran Fisika, Besaran Pokok, dan Besaran Turunan

Berapakah tinggi dan berat badanmu? Tentu saja kamu dapat mengukur secara langsung tinggi badanmu dengan alat ukur meteran pita, misalnya 165 cm. Bagaimana dengan berat badanmu? Di dalam pembicaraan kita sehari-hari yang dimaksud dengan berat badan adalah massa, sedangkan dalam fisika pengertian berat dan massa berbeda. Berat badan dapat kita tentukan dengan menggunakan alat timbangan berat badan. Misalnya, setelah ditimbang berat badanmu 50 kg atau dalam fisika bermassa 50 kg. Tinggi atau panjang dan massa adalah sesuatu yang dapat kita ukur dan dapat kita nyatakan dengan angka dan satuan. Panjang dan massa merupakan besaran fisika. Jadi, besaran fisika adalah ukuran fisis suatu benda yang dinyatakan secara kuantitas.

Selain besaran fisika juga terdapat besaran-besaran yang bukan besaran fisika, misalnya perasaan sedih, gembira, dan lelah. Karena perasaan tidak dapat diukur dan tidak dapat dinyatakan dengan angka dan satuan, maka perasaan bukan besaran fisika.

Besaran fisika dikelompokkan menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang sudah ditetapkan terlebih dahulu. Adapun, besaran turunan merupakan besaran yang dijabarkan dari besaran-besaran pokok.

Sistem satuan besaran fisika pada prinsipnya bersifat standar atau baku, yaitu bersifat tetap, berlaku universal, dan mudah digunakan setiap saat dengan tepat. Sistem satuan standar ditetapkan pada tahun 1960 melalui pertemuan para ilmuwan di Sevres, Paris. Sistem satuan yang digunakan dalam dunia pendidikan dan pengetahuan dinamakan sistem metrik, yang dikelompokkan menjadi sistem metrik besar atau MKS (Meter Kilogram Second) yang disebut sistem internasional atau disingkat SI dan sistem metrik kecil atau CGS (Centimeter Gram Second).

Besaran pokok dan besaran turunan beserta dengan satuannya dapat dilihat dalam Tabel 1 dan Tabel 2 berikut.

Tabel 1. Satuan Besaran Pokok dalam Sistem Metrik

No.	Besaran Pokok	Satuan SI / MKS	Singkatan	Satuan Sistem CGS	Singkatan
1	Panjang	meter	m	centimeter	cm
2	Massa	kilogram	kg	gram	g
3	Waktu	detik	s	detik	s
4	Suhu	kelvin	K	kelvin	K
5	Kuat arus listrik	ampere	A	stat ampere	statA
6	Intensitas cahaya	candela	Cd	candela	Cd
7	Jumlah zat	kilo mol	kmol	mol	mol

Selain tujuh besaran pokok di atas, terdapat dua besaran pokok tambahan, yaitu sudut bidang datar dengan satuan radian (rad) dan sudut ruang dengan satuan steradian (sr).

Tabel 2. Beberapa Besaran Turunan beserta Satuannya

No.	Besaran Turunan	Penjabaran dari Besaran Pokok	Satuan Sistem MKS
1	Luas	Panjang × Lebar	m2
2	Volume	Panjang × Lebar × Tinggi	m3
3	Massa Jenis	Massa : Volume	kg/m3
4	Kecepatan	Perpindahan : Waktu	m/s
5	Percepatan	Kecepatan : Waktu	m/s2
6	Gaya	Massa × Percepatan	newton (N) = kg.m/s2
7	Usaha	Gaya × Perpindahan	joule (J) = kg.m2/s2
8	Daya	Usaha : Waktu	watt (W) = kg.m2/s3
9	Tekanan	Gaya : Luas	pascal (Pa) = N/m2
10	Momentum	Massa × Kecepatan	kg.m/s

Satuan Sistem Internasional (SI) digunakan di seluruh negara dan berguna untuk perkembangan ilmu pengetahuan dan perdagangan antarnegara. Kamu dapat membayangkan betapa kacaunya per-dagangan apabila tidak ada satuan standar, misalnya satu kilogram dan satu meter kubik.

Satuan Internasional untuk Panjang

Hasil pengukuran besaran panjang biasanya dinyatakan dalam satuan meter, centimeter, milimeter, atau kilometer. Satuan besaran panjang dalam SI adalah meter. Pada mulanya satu meter ditetapkan
sama dengan panjang sepersepuluh juta 1/10000000 dari jarak kutub utara ke khatulistiwa melalui Paris. Kemudian dibuatlah batang meter standar dari campuran Platina-Iridium. Satu meter didefinisikan sebagai jarak dua goresan pada batang ketika bersuhu 0ºC. Meter standar ini disimpan di International Bureau of Weights and Measure di Sevres, dekat Paris.

Batang meter standar dapat berubah dan rusak karena dipengaruhi suhu, serta menimbulkan kesulitan dalam menentukan ketelitian pengukuran. Oleh karena itu, pada tahun 1960 definisi satu meter diubah. Satu meter didefinisikan sebagai jarak 1650763,72 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom gas krypton-86 dalam ruang hampa pada suatu lucutan listrik.

Pada tahun 1983, Konferensi Internasional tentang timbangan dan ukuran memutuskan bahwa satu meter merupakan jarak yang ditempuh cahaya pada selang waktu 1/299792458 sekon. Penggunaan kecepatan cahaya ini, karena nilainya dianggap selalu konstan.

Satuan Internasional untuk Massa

Besaran massa dalam SI dinyatakan dalam satuan kilogram (kg). Pada mulanya para ahli mendefinisikan satu kilogram sebagai massa sebuah silinder yang terbuat dari bahan campuran Platina dan Iridium yang disimpan di Sevres, dekat Paris. Untuk mendapatkan ketelitian yang lebih baik, massa standar satu kilogram didefinisikan sebagai massa satu liter air murni pada suhu 4ºC.

Satuan Internasional untuk Waktu

Besaran waktu dinyatakan dalam satuan detik atau sekon dalam SI. Pada awalnya satuan waktu dinyatakan atas dasar waktu rotasi bumi pada porosnya, yaitu 1 hari. Satu detik didefinisikan sebagai 1/26400 kali satu hari rata-rata. Satu hari rata-rata sama dengan 24 jam = 24 x 60 x 60 = 86400 detik. Karena satu hari matahari tidak selalu tetap dari waktu ke waktu, maka pada tahun 1956 para ahli menetapkan definisi baru. Satu detik adalah selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9192631770 kali.

2. Mengonversi Satuan Panjang, Massa, dan Waktu

Setiap besaran memiliki satuan yang sesuai. Penggunaan satuan suatu besaran harus tepat, sebab apabila tidak sesuai akan berkesan janggal bahkan lucu. Misalnya seseorang mengatakan tinggi badannya 150ºC, orang lain yang mendengar mungkin akan tersenyum karena hal itu salah. Demikian pula dengan pernyataan bahwa suhu badan orang yang sehat biasanya 36 meter, terdengar janggal.

Hasil suatu pengukuran belum tentu dinyatakan dalam satuan yang sesuai dengan keinginan kita atau yang kita perlukan. Contohnya panjang meja 1,5 m, sedangkan kita memerlukan dalam satuan cm, satuan gram dinyatakan dalam kilogram, dari satuan milisekon menjadi sekon. Untuk mengonversi atau mengubah dari suatu satuan ke satuan yang lainnya diperlukan tangga konversi. Gambar berikut menunjukkan tangga konversi panjang, massa, dan waktu, beserta dengan langkah-langkah penggunaannya.

Tangga Konversi Panjang

3. Awalan Satuan dan Sistem Satuan di Luar Sistem Metrik

Di samping satuan sistem metrik, juga dikenal satuan lainnya yang sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari, misalnya liter, inci, yard, feet, mil, ton, dan ons. Satuan-satuan tersebut dapat dikonversi atau diubah ke dalam satuan sistem metrik dengan patokan yang ditentukan. Konversi besaran panjang menggunakan acuan sebagai berikut:

1 mil = 1760 yard
(1 yard adalah jarak pundak sampai ujung jari tangan orang dewasa).
1 yard = 3 feet
(1 feet adalah jarak tumit sampai ujung jari kaki orang dewasa).
1 feet = 12 inci
(1 inci adalah lebar maksimal ibu jari tangan orang dewasa).
1 inci = 2,54 cm
1 cm = 0,01 m

Satuan mil, yard, feet, inci tersebut dinamakan satuan sistem Inggris. Untuk besaran massa berlaku juga sistem konversi dari satuan sehari-hari maupun sistem Inggris ke dalam sistem SI.

Contohnya sebagai berikut.
•1 ton = 1000 kg
•1 kuintal = 100 kg
•1 slug = 14,59 kg
•1 pon (lb) = 0,4536 kg
•1 ons (oz) = 0,02835 kg

Satuan waktu dalam kehidupan sehari-hari dapat dikonversi ke dalam sistem SI yaitu detik atau sekon. Contohnya sebagai berikut.

•1 tahun = 3,156 x 10⁷ detik
•1 hari = 8,640 x 10⁴ detik
•1 jam = 3600 detik
•1 menit = 60 detik

Di dalam sistem metrik juga dikenal sistem awalan dari sistem MKS baik ke sistem makro maupun ke sistem mikro. Perhatikan Tabel berikut ini:

Awalan Satuan Sistem Metrik Besaran Panjang

Sistem	Awalan Satuan	Lambang	Konversi
Konversi Makro	Eksa	E	1018
	Peta	P	1015
	Tera	T	1012
	Giga	G	109
	Mega	M	106
	kilo	k	103
	hekto	h	102
	deka	da	101
MKS	meter		1
Konversi Mikro	centi	c	10-2
	mili	m	10-3
	mikro	μ	10-6
	nano	n	10-9
	piko	p	10-12
	femto	f	10-15
	atto	a	10-18

Penelitian jagad mikro dengan konversi sistem mikro banyak berkembang dalam bidang teknolgi dewasa ini, contohnya teknologi nano yang menyelidiki jagad renik seperti sel, virus, bakteriofage, dan DNA. Adapun penelitian jagad makro menggunakan konversi sistem makro karena objek penelitiannya mencakup wilayah lain dari jagad raya, yaitu objek alam semesta di luar bumi.

4. Mengonversi Satuan Besaran Turunan

Besaran turunan memiliki satuan yang dijabarkan dari satuan besaran-besaran pokok yang mendefinisikan besaran turunan tersebut. Oleh karena itu, seringkali dijumpai satuan besaran turunan dapat berkembang lebih dari satu macam karena penjabarannya dari definisi yang berbeda. Sebagai contoh, satuan percepatan dapat ditulis dengan m/s2 dapat juga ditulis dengan N/kg. Satuan besaran turunan dapat juga dikonversi. Perhatikan beberapa contoh di bawah ini!

•1 dyne = 10^-5 newton
•1 erg = 10^-7 joule
•1 kalori = 0,24 joule
•1 kWh = 3,6 x 10⁶ joule
•1 liter = 10^-3m³ = 1 dm³
•1 ml = 1 cm³ = 1 cc
•1 atm = 1,013 x 10⁵ pascal
•1 gauss = 10^-4 tesla

Contoh Soal dan Pembahasan Besaran Fisika dan Satuan  - IPA Kelas 7 silahkan klik DISINI

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

ٱلْحَمْدُ لِلَّهِ رَبِّ ٱلْعَٰلَمِين

Lanjut Baca

Pertumbuhan dan Perkembangan - IPA Kelas 8

Pernahkah kamu memperhatikan makhluk hidup yang ada di sekitar rumahmu? Mungkin kamu memiliki tanaman atau hewan peliharaan di rumah. Apakah tanaman atau hewan peliharaanmu bertambah besar? Bertambah besarnya suatu makhluk hidup merupakan suatu tanda bahwa makhluk hidup tersebut tumbuh.
Pada hewan dan tumbuhan, pertumbuhan ditandai dengan pertambahan tinggi atau besar. Jadi, dapat dikatakan bahwa pertumbuhan merupakan proses bertambahnya uku-ran makhluk hidup yang sifatnya tidak dapat kembali lagi. Contoh yang lebih jelas, coba perhatikan diri kamu sejak saat kecil dulu hingga sekarang duduk di bangku sekolah. Terdapat perubahan, bukan? Tubuh kamu semakin besar dan tinggi.

Pertumbuhan dan Perkembangan

Bagaimana makhluk hidup dapat tumbuh? Pada makhluk hidup yang hanya terdiri atas satu sel, pertumbuhan ditun-jukkan oleh bertambah besarnya sel tersebut. Pada makhluk hidup yang tersusun oleh banyak sel, pertumbuhan disebab-kan oleh pertambahan jumlah dan ukuran sel-sel penyusun makhluk hidup tersebut. Penambahan tinggi tumbuhan, penambahan besar diameter tumbuhan, dan penambahan tinggi suatu hewan merupakan bukti-bukti bahwa tumbuhan atau hewan tersebut tumbuh. Dapatkah kamu menunjukkan bukti-bukti lain bahwa suatu makhluk hidup tumbuh?
Apa yang diperlukan agar makhluk hidup tumbuh? Untuk pembentukan dan pembesaran sel-selnya, mahluk hidup harus mendapatkan bahan-bahan yang diperlukan. Pada hewan dan manusia, bahan-bahan tersebut diperoleh dengan cara makan. Pada tumbuhan bahan-bahan tersebut didapat melalui fotosintesis dan pengambilan unsur-unsur mineral dari tanah. Untuk membuktikan bahwa pertumbuhan makhluk hidup dipengaruhi oleh makanan, lakukanlah kegiatan berikut.

Tujuan
Membuktikan bahwa tanaman dalam pertumbuhannya memerlukan unsur-unsur hara dari tempat hidupnya
Alat dan bahan
Penggaris/auxanometer, pot tanaman, tanah, pupuk, dua batang yang sama jenis dan tingginya
Cara kerja
Tanamlah suatu jenis tanaman dalam dua pot yang telah diisi tanah. Tandai masing-masing pot yang diamati dengan tanda A atau B.
Siramlah tanaman pada pot pertama (pot A) dengan air saja, sedangkan untuk tanaman dalam pot kedua (pot B) selain disiram air juga diberi sedikit pupuk yang dimasukkan ke dalam tanah, menurut aturan penakaran. Penyiraman dengan air dilakukan setiap hari. Adapun pemupukan dilakukan sekali saja pada saat penanaman.
Kemudian, amatilah setiap pot tersebut selama dua minggu.
Selama dua minggu, amatilah perubahan yang terjadi setiap hari. Ukurlah pertambahan tinggi tanaman pada masing-masing pot setiap hari.
Data yang diperoleh dimasukkan ke dalam tabel seperti berikut.
Tabel Hasil Pengamatan

No	Tanggal	Tinggi Tanaman tanpa Pupuk	Tinggi Tanaman Diberi Pupuk
1
2
3

Pertanyaan
Tanaman di pot manakah yang pertumbuhannya lebih baik? Jelaskan.
Bagaimanakah peranan pupuk terhadap pertumbuhan tanaman tersebut?
Dapatkah kamu membuat grafik berdasarkan tabel tersebut?
Kesimpulan apakah yang kamu dapatkan dari kegiatan ini?

Dari percobaan tersebut, kita ketahui bahwa pupuk sangat dibutuhkan tanaman untuk pertumbuhannya. Zat-zat yang dikandung pupuk digunakan bagi pembentuk sel-sel baru dan kelancaran metabolisme tanaman. Tumbuhan memerlukan sejumlah mineral. Tanaman yang tidak diberi pupuk akan kekurangan mineral sehingga pertumbuhannya terganggu ataupun agak terhambat.

Makhluk hidup tidak hanya tumbuh, makhluk hidup juga mengalami perkembangan. Jika kamu menanam biji tanaman, biji tersebut akan menjadi kecambah. Selanjutnya bukan pertambahan ukuran kecambah saja yang terjadi, namun juga perkembangan ke arah bentuk dewasa tanaman tersebut. Misalnya, biji yang kamu tanam adalah biji kacang merah, maka setelah berkecambah, yang terjadi bukan hanya pertambahan ukuran kecambah kacang merah saja. Seiring dengan waktu, kecambah akan tumbuh membesar membentuk akar, daun, cabang, dan menghasilkan bunga. Perhatikan Gambar berikut.

Pertumbuhan dan perkembangan

Dari penjelasan tersebut dapat disimpulkan, perkembangan merupakan proses perubahan makhluk hidup dengan pembentukan organ-organ yang mengarah pada kedewasaan. Pada beberapa makhluk hidup, terutama makhluk hidup yang mengalami metamorfosis (proses perubahan bentuk selama pertumbuhan mahluk hidup hingga mencapai bentuk dewasa) perkembangan yang terjadi dapat diamati dengan cukup jelas. Misalnya, pada kupu-kupu. Perhatikan Gambar berikut yang memperlihatkan proses perkembangan pada kupu-kupu.

proses perkembangan pada kupu-kupu

Pada kupu-kupu terlihat jelas adanya tahapan-tahapan perkembangan. Kupu-kupu awalnya berasal dari telur, lalu menetas menjadi ulat (larva). Ulat berubah menjadi kepompong (pupa), kemudian berubah menjadi kupu-kupu. Setiap tahapan perkembangan dapat diamati dengan cukup jelas. Tahapan perkembangan yang cukup jelas juga dapat diamati pada perkembangan katak.

perkembangan katak

Pada tahapan perkembangan katak, kamu tidak dapat mengatakan bahwa seekor berudu yang besar berarti sudah dewasa atau sebaliknya, katak yang kecil berarti belum dewasa. Karena, sebesar apapun berudu katak, kamu akan mengatakan bahwa dia masih lebih muda dibandingkan seekor katak yang ukurannya kecil sekalipun. Seekor berudu yang besar tidak akan dapat bereproduksi karena organ-organ kelaminnya belum matang, sedangkan katak yang berukuran kecil mungkin dapat bisa bereproduksi sebab organ kelaminnya sudah lebih matang.

Salah satu ciri makhluk hidup yang telah mencapai tahap akhir perkembangannya adalah kematangan organ-organ reproduksi. Kematangan organ reproduksi pada hewan tidak terlalu mencolok, namun pada tumbuhan kematangan organ reproduksi dapat dengan mudah diamati. Munculnya bunga pada tumbuhan merupakan tanda yang amat jelas bahwa perkembangan tumbuhan tersebut telah matang. Dengan matangnya organ-organ reproduksi, makhluk hidup dapat bereproduksi untuk menghasilkan keturunan baru.

Mengapa makhluk hidup bereproduksi? Reproduksi merupakan salah satu usaha makhluk hidup untuk mem-pertahankan kelestarian jenisnya. Makhluk hidup yang tidak mampu bereproduksi tidak akan mempunyai keturunan sehingga jika makhluk hidup tersebut mati maka tidak akan ada lagi yang menggantikannya. Sebaliknya makhluk hidup yang mampu bereproduksi dan menghasilkan keturunan yang banyak akan lebih berpeluang untuk tetap lestari di bumi.

Tahukah kalian beberapa binatang yang telah atau hampir punah? Harimau jawa, badak jawa, gajah sumatra, orang utan, dan banteng adalah beberapa contoh binatang langka yang perlu dilindungi. Binatang-binantang tersebut memiliki masa tumbuhan dan perkembangan yang lama (beberapa tahun). Dari sejak binatang tersebut dilahirkan sampai binatang tersebut dewasa dan mampu berkembang biak memerlukan waktu yang lama. Selain itu, jumlah keturunan yang dihasilkan oleh binatang-binatang tersebut juga sedikit. Akibatnya, apabila ada jenis binatang tersebut yang mati akan sulit tergantikan sebab diperlukan waktu yang lama untuk melahirkan anak.

Cobalah kalian bandingkan dengan nyamuk. Masa pertumbuhan dan perkembangan nyamuk sangat singkat (hanya beberapa hari). Dari sejak telur hingga menjadi nyamuk dewasa yang bisa menghasilkan keturunan yang sangat banyak jumlahnya. Oleh karena itu, sekalipun hampir setiap hari banyak nyamuk yang mati terbunuh, namun nyamuk tidak punah.

Jelaslah kini bahwa pertumbuhan dan perkembangan sangat mempengaruhi kelestarian suatu makhluk hidup. Se-makin pendek masa pertumbuhan dan perkembangan suatu makhluk hidup serta semakin banyak jumlah keturunan yang dihasilkannya, makhluk hidup tersebut akan semakin bisa mempertahankan kelangsungan keturunannya. Sebaliknya, semakin lama masa pertumbuhan dan perkembangan serta semakin sedikit jumlah keturunan yang dihasilkan suatu mahkluk hidup, maka semakin sulit makhluk hidup tersebut mempertahankan kelestariannya.

Tahapan Perkembangan Manusia

Pada bagian sebelumnya telah dibahas bahwa makhluk hidup tumbuh dan berkembang. Demikian juga halnya dengan manusia. Walaupun sama-sama sebagai manusia, bayi yang baru lahir tentu berbeda dengan orang dewasa.

Seiring waktu, pertumbuhannya, bukan hanya ukuran tubuh saja yang menjadi lebih besar namun hal-hal lain juga menjadi semakin matang. Tidak seperti pada makhluk hidup lainnya, pada manusia perkembangan bukan hanya menyangkut masalah kemampuan berkembang biak namun juga banyak aspek lainnya, misalnya kemampuan berpikir dan kemampuan emosional. Dapatkah kamu menemukan perubahan apa sajakah yang terjadi dari bayi hingga dewasa? Agar lebih jelas kerjakan tugas berikut.

Perkembangan pada manusia terjadi melalui suatu proses. Proses pembentukan manusia diawali dengan proses pembuah-an. Yaitu pertemuan antara sel telur yang berasal dari perempuan (ibu) dengan sel sperma yang berasal dari pria (ayah).

Sel Telur Yang Dibuahi Oleh Sperma

Inti sel sperma akan melebur dengan inti sel telur dan terbentuk sebuah sel baru yang disebut zigot. Zigot ini akan membelah diri menjadi 2 sel, 4 sel, 8 sel, 16 sel, 32 sel, dan seterusnya. Zigot yang telah membelah menjadi banyak sel tadi akan berkembang menjadi embrio, kemudian menjadi janin dalam rahim ibu. Lamanya waktu janin tumbuh dan berkambang di dalam rahim ibu, dari mulai proses pembuahan hingga kelahiran adalah kurang lebih 9 bulan.

Perkembangan janin selama di dalam rahim dibagi dalam tiga tahapan. Lamanya waktu pada setiap tahapan adalah tiga bulan.

1. Trimester Pertama

Tiga bulan pertama embrio berkembang menjadi janin yang panjangnya kurang lebih 5,5 cm. Janin sudah berbentuk seperti manusia walaupun ukuran kepalanya sangat besar. Di akhir tiga bulan pertama ini janin juga sudah mulai dapat menggerakkan tangan dan kakinya.

2. Trimester Kedua

Pada tiga bulan kedua, janin sudah semakin berkembang dan panjangnya sudah mencapai kurang lebih 19 cm. Tangan dan kakinya telah berkembang, muka tumbuh memanjang. Pada tiga bulan kedua ini detak jantung janin juga sudah mulai bisa dideteksi. Gerakan janin juga mulai aktif.

Perkembangan janin pada tiga bulan kedua. Janin yang berumur 20 minggu ini telah berkembang tangan dan kakinya. Detak jantung janin telah dapat dideteksi.

3. Trimester Ketiga

Di tiga bulan ketiga terjadi pertumbuhan ukuran janin sangat cepat. Ukuran tubuh sudah proporsional seperti bayi. Karena ukuran tubuhnya semakin besar, janin tidak terlalu leluasa bergerak di dalam rahim. Menjelang kelahiran bayi pada umumnya sudah mencapai panjang sekitar 50 cm. Berikutnya janin akan lahir ke dunia dan disebutlah dengan sebutan bayi.

Pernahkah kamu memerhatikan seorang bayi? Pada saat dilahirkan, seorang bayi sesungguhnya telah memiliki organ dan sistem organ sebagaimana orang dewasa, namun organ-organ tersebut belum matang. Misalnya, bayi mempunyai kaki namun belum bisa berjalan dan mempunyai tangan namun belum dapat memegang dengan baik.

Seiring dengan bertambahnya usia, organ-organ pada bayi juga akan berkembang. Pada usia 1 atau 2 tahun, bayi akan mulai belajar berjalan dan mengendalikan fungsi anggota tubuh lainnya seperti tangan, kepala, mulut.Organ-organ tersebut akan semakin matang pada saat usia anak-anak. Pada saat usia masuk sekolah (sekitar usia 5 tahun), perkembangan organ anak biasanya sudah cukup matang, kecuali organ reproduksi.

Organ-organ reproduksi mencapai kematangannya pada usia remaja atau masa pubertas. Masa pubertas bisanya dimulai saat berusia 8 hingga 10 tahun dan berakhir lebih kurang di usia 15 hingga 16 tahun. Pada masa inilah kamu berada sekarang.

Apakah kamu pernah memerhatikan perubahan fisik yang terjadi padamu saat ini? Perubahan fisik yang terjadi merupakan tanda kematangan organ-organ reproduksi. Pada umumnya, organ reproduksi anak perempuan lebih cepat matang dibandingkan organ reproduksi anak laki-laki. Beberapa tanda matangnya organ reproduksi pada anak perempuan adalah tumbuhnya rambut di daerah kemaluan, membesarnya buah dada, dan terjadi menstruasi. Adapun pada anak laki-laki, tampak dari membesarnya jakun (sehingga suara menjadi besar), tumbuhnya rambut di wajah, otot-otot membesar, dan mimpi yang diiringi dengan keluarnya sperma (mimpi basah). Oleh karena itu, kamu tidak perlu merasa cemas, takut, atau malu jika hal-hal tersebut terjadi padamu. Sebab, semua orang akan mengalami hal-hal tersebut.

Penyebab munculnya pubertas adalah karena kerja hormon estrogen yang dihasilkan ovarium (pada perempuan) dan testosteron yang dihasilkan testis (pada anak laki-laki). Akibatnya, organ-organ reproduksi berfungsi dan tubuhmu mengalami perubahan.

Salah satu ciri pubertas pada anak perempuan adalah menstruasi. Apakah menstruasi itu? Mengapa pada perempuan terjadi menstruasi? Untuk itu cobalah kamu perhatikan gambar organ reproduksi perempuan berikut.

Organ reproduksi perempuan

Seperti terlihat pada gambar di atas, organ reproduksi perempuan terdiri dari organ penghasil sel telur (ovarium) yang jumlahnya ada sepasang, saluran sel telur (tuba Fallopi), tempat pertumbuhan bayi (rahim), dan saluran keluarnya bayi (vagina). Pada perempuan yang telah mengalami pematangan organ reproduksi, ovarium akan secara ber-gantian mengeluarkan sel telur.

Pengeluaran sel telur pada umumnya terjadi sekitar empat minggu (28 hari) sekali. Misalnya, jika hari ini ovarium kiri yang mengeluarkan sel telur, empat minggu kemudian giliran ovarium sebelah kanan yang mengeluarkan sel telur.

Sebelum ovarium mengeluarkan sel telur, rahim yang merupakan tempat pertumbuhan bayi sesungguhnya telah bersiap-siap untuk menerima calon bayi yang akan datang. Persiapan yang dilakukan rahim berupa adanya penebalan dinding rahim. Jika ada calon bayi yang datang calon bayi tersebut terjamin makanan dan kebutuhan lainnya.

Pada dinding rahim tersebut, akan banyak pembuluh darah yang dipersiapkan untuk mengangkut bahan- bahan keperluan calon bayi, seperti bahan-bahan makanan untuk bayi. Jika tidak terjadi pembuahan, maka tidak akan ter-bentuk embrio dan pengeluaran hormon untuk memper-tahankan ketebalan dinding rahim.

Oleh sebab itu, jika tidak terjadi pembuahan, sel-sel dinding rahim akan menciut, lalu mati dan akhirnya meluruh (Perhatikan Gambar dibawah ini). Peluruhan dinding rahim ini akan keluar bersama darah, lendir, dan cairan yang berasal dari dinding rahim tersebut. Proses ini dikenal dengan menstruasi. Pendarahan menstruasi berlangsung 1 sampai 8 hari. Jika kamu seorang perempuan, janganlah panik jika mengalami menstruasi. Bahkan harus bersyukur karena dengan menstruasi berarti tubuhmu sehat dan organ reproduksimu berfungsi normal.

Proses menstruasi

Tahukah kamu mengapa menstruasi terjadi kurang lebih sebulan sekali? Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, setiap satu bulan sekali, salah satu ovarium mengeluarkan sel telur. Rahim juga mengalami penebalan dinding setiap bulannya. Artinya, setiap bulan akan terjadi menstruasi.

Apakah menurutmu perempuan yang hamil mengalami menstruasi? Tentu tidak. Jika terjadi pembuahan, artinya terjadi kehamilan, maka tidak akan terjadi menstruasi. Sebab rahim akan berfungsi menjaga calon bayi dan tidak akan mengalami peluruhan dinding rahim.

Setelah melewati masa remaja, kamu akan memasuki masa dewasa sebagai tahapan selanjutnya dari perkembangan manusia. Pada masa ini pertumbuhan tubuhmu mencapai ukuran maksimal. Tinggi badanmu akan terhenti pada usia sekitar dua puluh tahunan. Selama masa dewasa, pemahaman emosional akan terus berkembang, berpotensi untuk terus belajar, mengembangkan diri dalam hal keterampilan, dan aktualisasi diri, bekerja, membina hubungan sosial, dan terus berprestasi.

Segala potensi pada masa dewasa akan mengalami kemunduran ketika memasuki masa tua. Ini terjadi pada usia sekitar 60 – 65 tahun. Apakah kamu memiliki kakek atau nenek? Perhatikanlah perubahan fisik yang terjadi pada mereka?

Tubuh semakin renta, wajah dan tangan mulai keriput, kesehatan menurun, kecerdasan menurun, bahkan pada usia lanjut orang mudah lupa dan membutuhkan banyak istirahat, sehingga lebih banyak menghabiskan waktunya untuk beristirahat. Pada masa ini aktivitasnya menurun dan mulai sulit melakukan kegiatan sehari-hari, seperti berjalan dan lain-lain.

Soal-soal Latihan

1. Contoh hewan yang taraf perkembangannya mudah untuk diamati adalah ....
a. kera
b. katak
c. kucing
d. ikan

2. Dari pernyataan berikut ini, yang sesuai dengan ciri-ciri pertumbuhan sekunder adalah ….
a. terbentuknya organ-organ baru
b. bertambahnya ukuran tubuh
c. sifatnya dapat kembali lagi
d. mengarah pada kedewasaan

3. Manusia mendapatkan bahan-bahan untuk pertumbuhannya dari makananan sedangkan tumbuhan mendapatkannya dengan cara ....
a. fotosintesis
b. respirasi
c. berbunga
d. berkecambah

4. Jika tumbuhan telah berbunga maka tumbuhan tersebut telah mencapai taraf akhir ....
a. perkembangan
b. perkecambahan
c. pertumbuhan
d. pertahanan diri

5. Berikut ini yang bukan merupakan kedewasaan pada manusia adalah ….
a. bertambahnya tinggi badan
b. pengendalian emosi
c. kemampuan bereproduksi
d. keterampilan berbicara

6. Ciri khas berikut dimiliki oleh anak laki-laki yang telah dewasa, yaitu ....
a. pinggul membesar
b. membesarnya jakun
c. tumbuh rambut pada alat kelamin
d. menstruasi

7. Organ yang belum berfungsi normal pada anak yang belum dewasa adalah ….
a. organ pernapasan
b. organ gerak
c. organ reproduksi
d. organ saraf

8. Bentuk sel baru hasil dari pembuahan dinamakan ....
a. zigot
b. bayi
c. janin
d. embrio

9. Untuk menjaga kelestariannya, makhluk hidup akan melakukan ....
a. bekerja sama dengan makhluk hidup lain
b. berkembang biak
c. saling memangsa
d. bergantung diri pada makhluk hidup lain

10. Perhatikan gambar berikut.

Pada gambar, hal tersebut terjadi pada perempuan. Salah satu faktor penyebabnya adalah ....
a. sel telur yang tidak dibuahi
b. anak perempuan belum dewasa
c. organ reproduksi belum matang
d. kegagalan produksi sel telur

11. Berikut faktor yang tidak mempengaruhi pertumbuhan adalah ....
a. keturunan
b. makanan
c. hormon
d. kebiasan tidur

12. Pernyataan yang benar tentang perkembangan adalah ....
a. perkembangan merupakan proses pertumbuhan
b. perkembangan merupakan proses menuju pertumbuhan
c. perkembangan merupakan proses akhir menuju tingkat kedewasaan
d. perkembangan merupakan proses menuju tingkat kedewasaan

13. Pertumbuhan tumbuhan dapat diukur dan dinyatakan secara kuantitatif dalam bentuk kurva menggunakan ....
a. busur pertumbuhan dan multimeter
b. segitiga pertumbuhan atau auksanometer
c. grafik pertumbuhan
d. busur pertumbuhan atau auksanometer

14. Perubahan berudu hingga menjadi katak dewasa disebut ....
a. metamorfosis
b. pertumbuhan
c. perkembangbiakan
d. perkembangan

15. Masa dimana kinerja tubuh mengalami penurunan terjadi pada masa ....
a. bayi
b. kanak-kanak
c. dewasa
d. tua

Selesaikan soal-soal berikut dengan benar.

1. Suatu makhluk hidup khususnya pada manusia untuk tumbuh harus makan, mengapa? Jelaskan.
2. Berikan contoh suatu makhluk hidup mengalami pertumbuhan dan perkembangan.
3. Apakah antara manusia dan tumbuhan dalam memperoleh makanannya untuk pertumbuhan sama ataukah berbeda? Jelaskan.
4. Pada manusia baik laki-laki dan perempuan saat mengalami pertumbuhan dan perkembangan menuju kedewasaan berbeda. Jelaskan perbedaannya tersebut jika dilihat dari ciri-ciri serta aspek lainnya.
5. Gambarlah organ reproduksi perempuan beserta bagian dan fungsinya beserta bagian dan fungsinya.

Jawablah soal tantangan berikut dengan tepat

1. Seorang perempuan pada umumnya mengalami menstruasi setiap bulan. Apakah perempuan yang hamil juga mengalami menstruasi?
2. Di toko pertanian dijual hormon pertumbuhan. Untuk apakah hormon pertumbuhan?

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

ٱلْحَمْدُ لِلَّهِ رَبِّ ٱلْعَٰلَمِين

Lanjut Baca

Perubahan Materi dan Reaksi Kimia - IPA Kelas 7

1.Pengertian Materi

Apakah kamu tahu, apa yang disebut dengan materi? Segala sesuatu di alam ini tergolong materi. Pada dasarnya segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang dapat digolongkan sebagai materi. Sebagai contoh, batu dan air tergolong suatu materi, karena keduanya memiliki massa dan volume. Apakah udara tergolong materi? Berikan alasanmu! Perhatikan Gambar berikut, sebutkan materi apa saja yang terdapat di pantai.

Pantai

Apa saja wujud materi itu? Materi dapat berwujud padat, cair, dan gas. Materi berwujud padat mempunyai bentuk tertentu, materi berwujud cair dan gas memiliki bentuk mengikuti bentuk wadahnya. Materi berwujud padat dan cair mempunyai volume tertentu, sedangkan gas memiliki volume yang tidak tentu, tergantung tempatnya. Materi berwujud padat tidak dapat ditekan, materi cair sukar ditekan, tetapi gas dapat ditekan karena massa jenisnya kecil. Dapatkah kamu membedakan antara materi padat, cair, dan gas? Apakah contoh materi yang berwujud padat, cair, dan gas?

2.Perubahan Fisika

Apa yang terjadi jika air dimasukkan ke dalam lemari pendingin? Apa yang terjadi jika es kamu letakkan di udara terbuka? Mengapa hal itu dapat terjadi? Peristiwa perubahan tersebut tergolong per-ubahan fisika. Pada perubahan fisika, hanya terjadi perubahan yang tidak menghasilkan zat baru. Perubahan ini hanya menimbulkan perubahan wujud zat saja.

Apakah contoh perubahan fisika yang lain? Logam besi di-panaskan pada suhu tinggi akan membara, lunak dan mencair. Warnanya pun berubah kemerahan dengan suhu yang sangat panas, namun bila suhunya turun, besi akan kembali seperti semula. Pada perubahan ini, tidak menghasilkan zat baru, sehingga digolongkan perubahan fisika.

 Pembentukan Awan merupakan Perubahan Fisika. Dapatkah Kamu Menjelaskannya?

3.Perubahan Kimia

Pernahkah kamu menggunakan obat nyamuk bakar? Apa yang terjadi pada obat nyamuk setelah terbakar? Obat nyamuk yang dibakar akan menimbulkan bau, asap, dan abu. Abu, asap, dan bau yang terjadi merupakan zat baru hasil pembakaran. Zat baru tersebut tidak dapat dikembalikan ke bentuk asalnya. Hal ini disebabkan susunan materinya mengalami perubahan setelah mengalami pembakaran.

Pembakaran Obat Nyamuk

Perubahan pada zat yang menimbulkan zat yang baru disebut perubahan kimia. Perhatikanlah Gambar dibawah berikut! Besi yang berada di alam bebas lama kelamaan akan berkarat atau mengalami korosi. Apakah peristiwa ini tergolong perubahan kimia?

Besi Berkarat

Contoh lain dari perubahan kimia adalah mobil yang sudah berkarat, gula yang dibakar menjadi karbon dan asap, proses fotosintesis, dan fermentasi.

Reaksi Kimia

Kamu tentu sering mendengar tentang reaksi kimia, tapi apakah reaksi kimia itu? Reaksi kimia artinya perubahan kimia yang terjadi pada materi atau zat. Dalam reaksi kimia, selalu terjadi perubahan yang menghasilkan zat baru, yang sifat-sifatnya berbeda dari zat sebelumnya. Sebagai contoh kertas yang dibakar akan menghasilkan abu yang berwarna hitam. Abu merupakan zat baru karena sifat-sifatnya berbeda dari kertas, sehingga pembakaran kertas tergolong reaksi kimia.

1.Pereaksi dan Hasil Reaksi

Pada reaksi kimia, ada dua komponen yang terlibat dalam suatu reaksi kimia, yakni zat-zat sebelum reaksi dan zat-zat setelah reaksi. Zat–zat yang bereaksi disebut pereaksi (reaktan) dan zat-zat yang dihasilkan disebut hasil reaksi (produk).

Zat pereaksi (reaktan) letaknya di sebelah kiri tanda anak panah, sedangkan zat hasil (produk) terletak di sebelah kanan (tanda anak panah). Hubungan ini dapat ditulis sebagai berikut.

Pereaksi + pereaksi ---> hasil reaksi

Reaktan + reaktan ---> produk

Contoh persamaan reaksinya adalah
Mg (s) +  2 HCl (aq) ---> MgCl2 (aq)  + H2 (g)

Pereaksi/ Pereaksi/ Hasil reaksi/ Hasil reaksi/
reaktan        reaktan produk        produk

Persamaan reaksi kimia adalah suatu pernyataan yang menggambarkan reaksi kimia menggunakan rumus kimia dan lambang-lambang lain. Beberapa lambang yang digunakan pada persamaan reaksi antara lain adalah
---> menghasilkan
+    tambah
s    solid (zat berwujud padat)
g    gas
ℓ     liquid (zat berwujud cair atau leburan)
aq   aqueous (zat terlarut dalam air)

Contoh penulisan persamaan reaksi

 N2 (g) + 3 H2 (g)  --->   2 NH3 (g)
Pereaksi/ Pereaksi/        Hasil reaksi/
reaktan reaktan            produk

Contoh persamaan reaksi di atas dapat kita baca sebagai gas nitrogen ditambah gas hidrogen menjadi gas NH3.

2.Persamaan Reaksi

Koefisien reaksi merupakan perbandingan jumlah partikel dari zat yang terlibat dalam reaksi. Karena satu molekul zat mengandung jumlah partikel yang sama, maka perbandingan jumlah partikel sama dengan perbandingan jumlah molekul. Jadi, koefisien reaksi adalah angka yang terletak didepan rumus kimia yang merupakan perbandingan jumlah molekul dalam reaksi.

Angka yang terletak di kanan bawah lambang unsur disebut indeks. Indeks menyatakan jumlah atom di samping kirinya. Koefisien dan indeks berguna dalam menentukan jumlah atom-atom dalam suatu rumus molekul.

Contoh:

3 H2O, artinya 3 molekul H2O, yang terdiri dari 6 atom Hidrogen dan 3 atom Oksigen.
Jumlah atom H = koefisien x indeks
= 3 x 2 = 6 atom
Jumlah atom O = koefisien x indeks
= 3 x 1 = 3 atom

Pada reaksi kimia tidak terjadi perubahan massa zat, karena dalam reaksi kimia hanya terjadi penyusunan kembali atom-atom zat pereaksi membentuk susunan baru sebagai zat hasil reaksi, sehingga tidak ada atom yang hilang atau tercipta. Oleh karena itu, jumlah atom-atom di sebelah kiri tanda anak panah harus sama dengan jumlah atom di sebelah kanan tanda anak panah.

Prinsip inilah yang digunakan untuk menyetarakan persamaan reaksi kimia. Untuk menyamakan jumlah atom-atom tersebut maka pada persamaan reaksi di depan rumus kimia harus diberi koefisien.

Contoh:

1 N2 (g) + 3 H2 (g) ---> 2 NH3 (g)

Koefisien reaksi menyatakan perbandingan zat-zat yang terlibat dalam suatu reaksi. Dari persamaan reaksi diatas dapat diartikan sebagai berikut
1 molekul N2 bereaksi dengan 3 molekul H2 membentuk 2 molekul NH3

Angka 1 di depan unsur N2 dan angka 3 di depan unsur H2 serta angka 2 di depan NH3 merupakan angka koefisien yang digunakan untuk menyatakan perbandingan jumlah zat yang bereaksi dan jumlah zat hasil reaksi.

3.Menyetarakan Persamaan Reaksi

Reaksi kimia disebut setara apabila jumlah atom-atom sebelum bereaksi sama dengan jumlah atom-atom sesudah reaksi. Hal ini sesuai dengan hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier). Masih ingatkah kamu bunyi Hukum Kekekalan Massa?

Langkah-langkah yang dilakukan untuk menyamakan jumlah atom unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi disebut penyetaraan persamaan reaksi. Secara umum, langkah–langkah penyetaraan persamaan reaksi adalah sebagai berikut.

Menuliskan persamaan reaksi yang belum setara, yaitu menu-liskan rumus kimia pereaksi atau hasil reaksi secara benar, dilengkapi dengan wujud (fase) masing-masing zat.
Menentukan jumlah atom masing-masing unsur di ruas kiri dan ruas kanan persamaan reaksi
Memberikan koefisien untuk tiap rumus kimia pada persamaan reaksi sehingga persamaan reaksi setara (harga koefisien satu tidak dituliskan)
Memeriksa kembali jumlah atom unsur-unsur pada kedua ruas persamaan reaksi setelah diberi koefisien.

C. Ciri-Ciri Reaksi Kimia

Kita mengenal terjadinya suatu reaksi kimia dari perubahan yang diakibatkan oleh reaksi tersebut. Dalam suatu reaksi kimia sering diikuti perubahan-perubahan, misalnya terbentuknya endapan, terjadi perubahan warna, dan terbentuknya gas dan adanya perubahan suhu. Keempat perubahan tersebut dikenal dengan ciri-ciri reaksi kimia.

1.Reaksi Kimia Menghasilkan Endapan

Pernahkah kamu mengamati dasar panci yang digunakan untuk memasak air? Apa yang menempel pada dasar panci tersebut? Zat yang menempel pada dasar panci adalah kerak berwarna putih agak cokelat. Zat tersebut adalah senyawa kalsium karbonat. Senyawa ini dapat terbentuk bila air yang mengandung kapur dipanaskan.

2.Reaksi Kimia Menghasilkan Perubahan Warna

Pernahkah kamu melihat buah apel setelah dibelah atau digigit? Cobalah kamu ambil satu buah apel, dan belahlah dengan pisau menjadi dua bagian atau gigitlah. Amatilah permukaan buah apel setelah kamu belah atau kamu gigit dan biarkan beberapa saat. Amati kembali permukaan buah apel tadi. Adakah perubahan yang terjadi?

Reaksi Kimia Menghasilkan Perubahan Warna

Permukaan buah apel setelah dibelah atau digigit lama kela-maan akan berubah warnanya menjadi cokelat. Perubahan warna itu menunjukkan bahwa zat kimia yang terdapat pada buah apel telah bereaksi dengan oksigen di udara.

3.Reaksi Kimia Menghasilkan Gas

Pernahkah kamu membuat kue dengan menambahkan soda kue ke dalamnya? Pada saat adonan dipanaskan, soda kue akan terurai menghasilkan gas karbon dioksida (CO2). Gas inilah yang menyebabkan kue dapat mengembang. Apa yang terjadi jika dalam adonan kue tidak ditambahkan soda kue?

Selain pada pembuatan kue, gejala reaksi kimia yang menghasilkan terbentuknya gas dapat kita temui ketika karbit dicampur dengan air, sehingga akan menghasilkan gas karbit. Gas karbit banyak digunakan dalam pengelasan untuk menyambung logam. Tahukah kamu apa manfaat gas karbit yang lainnya?

Pengelasan

4.Reaksi Kimia Menghasilkan Perubahan Suhu

Dalam kehidupan sehari-hari sering kita lihat orang mencampur batu gamping atau batu kapur dengan air untuk melabur, atau mengecat tembok dan pagar rumah. Pernahkah kamu perhatikan peristiwa yang terjadi pada saat batu gamping atau batu kapur dicampur dengan air? Pada saat batu gamping atau batu kapur bercampur dengan air akan terjadi reaksi yang melepaskan panas disertai dengan kepulan asap.

Reaksi kimia selalu melibatkan energi, ada reaksi yang me-lepaskan energi dan ada pula reaksi yang menyerap energi. Energi yang menyertai reaksi kimia dapat berupa energi panas. Reaksi yang melepaskan panas seperti reaksi antara air dan batu gamping sering disebut reaksi eksoterm. Reaksi yang menyerap panas seperti reaksi fotosintesis pada daun disebut reaksi endoterm.

D. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Reaksi Kimia

Pada setiap pergantian tahun dan hari raya Idul Fitri atau Lebaran banyak kita saksikan pesta kembang api dan petasan. Kembang api dan petasan dibuat oleh manusia dari bahan yang mudah terbakar dan mudah meledak. Peristiwa terbakarnya kembang api dan meledaknya petasan merupakan contoh peristiwa kimia yang berlangsung secara cepat. Kita juga sering melihat besi yang berkarat. Tahukah kamu, peristiwa perkaratan besi merupakan contoh peristiwa kimia yang berlangsung lambat.

Kembang api

Reaksi kimia ada yang berlangsung secara cepat dan ada yang lambat. Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi kimia itu antara lain ukuran partikel dan perubahan suhu.

1.Ukuran Partikel

Pada campuran pereaksi yang heterogen, reaksi dimulai dari bidang sentuh (bidang yang saling bersinggungan antar reaktan) dan pada dasarnya terjadi karena tumbukan antar zat-zat pereaksi. Makin luas bidang sentuh maka makin banyak tumbukan dan makin cepat pula terjadi reaksi. Luas permukaan bidang sentuh dapat diperbesar dengan memperkecil ukuran partikelnya.

Pengaruh luas permukaan ini banyak diterapkan dalam in-dustri maupun dalam kehidupan sehari-hari, yaitu dengan meng-haluskan terlebih dahulu bahan yang berupa zat padat sebelum direaksikan. Mengunyah makanan juga merupakan upaya dalam rangka memperluas permukaan sehingga penguraian selanjutnya berlangsung lebih cepat.

2.Perubahan Suhu

Tahukah kamu, reaksi kimia cenderung berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Mengapa hal itu bisa terjadi?

Telah kita ketahui bahwa reaksi pada dasarnya adalah tumbukan antar zat-zat pereaksi. Semakin tinggi suhu reaksi, semakin cepat pergerakan partikel-partikel zat yang bereaksi sehingga tumbukan antar partikel lebih cepat dan reaksi berlangsung lebih cepat.

Berbagai proses industri dipercepat dengan pemanasan, misalnya industri amoniak (NH3) dan asam sulfat (H2SO4). Ketika Ibu mu memasak, makanan akan lebih cepat matang dan bumbu yang dicampurkan akan lebih cepat bercampur bila menggunakan suhu yang lebih tinggi.

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

ٱلْحَمْدُ لِلَّهِ رَبِّ ٱلْعَٰلَمِين

Lanjut Baca

Tahukah Kamu

Orang dewasa memiliki 206 buah tulang. Sedangkan ketika bayi, manusia memiliki sekitar 305 tulang. Tetapi ketika bayi, tulang-tulang tersebut belum berupa tulang yang keras seperti orang dewasa tetapi masih berupa tulang-tulang rawan.

Rangka Manusia

Ketika manusia itu tumbuh berkembang, terjadi perubahan pada sistem rangka itu. Tulang-tulang rawan itu berubah menjadi tulang sejati yang lebih keras yang sering disebut osifikasi. Pada saat pembentukan tulang sejati tersebut, beberapa tulang rawan tersebut akan bersatu membentuk sebuah tulang. Sehingga jumlah tulang pada manusia akan berkurang.

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

ٱلْحَمْدُ لِلَّهِ رَبِّ ٱلْعَٰلَمِين

Lanjut Baca