Transcript Radiasi elektromagnetik
Radiasi elektromagnetik AS3100 Laboratorium Astronomi Dasar I 2006/2007
1
Informasi astrofisika
• Tujuan astrofisika : Menggambarkan, memahami dan memprediksi fenomena fisis yang terjadi di alam semesta.
– Materi alam semesta: rapat/renggang, panas/dingin, stabil/tidak stabil – Informasi yg diterima pengamat ditransformasikan menjadi sinyal sbg basis klasifikasi ini • Tujuan observasi : Strategi dlm rangka mengumpulkan informasi astrofisika – Menyusun variabel/parameter fisis yang diukur; Menganalisis informasi agar tidak
over-interpreted
atau terbuang; Menyimpan informasi guna telaah di masa datang.
– Tiap teknik observasi gelombang
filter informasi
yg menghasilkan citra, spektrum, kurva cahaya, dll. pada suatu rejim panjang 2
Kurir informasi astrofisika
Radiasi elektromagnetik (e.m.)
– Produksi radiasi e.m. kondisi fisis radiator: keadaan dan gerak partikel, atom, molekul atau bulir debu didikte oleh
temperatur
,
tekanan
,
medan magnet
ev : sinar-X Å/nm : UV-optik m : inframerah mm m : radio – Perambatan radiasi e.m. dipengaruhi kondisi sepanjang lintasan: kurvatur lokal alam semesta, distribusi lokal materi (lensa gravitasi), serapan dan hamburan selektif (ekstingsi) materi antar bintang dan atmosfer bumi 3
Materi
• Berkas kosmis (
cosmic rays
)
– Terdiri atas elektron, inti atom dari proton hingga inti berat – Berasal dari proses enerji tinggi di galaksi (ledakan supernova).
– Partikel bermuatan ini berinteraksi dgn medan magnet galaksi distribusi spasial sangat isotropik
Kelimpahan elemen dlm tata surya
Kelimpahan elemen relatif thd Silikon (Si=100) berkas kosmik energi rendah (70-280 MeV per inti) 4
• Pengaruh dlm pencitraan astronomis
5
Lihat : Ardhian 2003, Cosmic
Rays dan pengaruhnya dalam pencitraan astronomi
optik, TA, Departemen Astronomi, FMIPA, ITB
6
• Meteorit (
meteorites
)
–
Ukuran : mikroskopik
berat beberapa ton
–
Saat dihasilkan:
•
Kini : oleh angin matahari
•
Masa lalu:
–
pembentukan tata surya
–
reaksi energi tinggi di permukaan bintang (ledakan nukleosintesis)
–
Awal alam semesta (kelimpahan helium dlm berkas kosmik)
7
• Neutrino
–
Interaksi lemah
–
Interaksi kuat
n p
e
p n
e
e
,
e
pp pn nn np pp pp 0 , pn np , , np np 0 e :elektron, e + :positron n : neutron, p: proton e :neutrino elektron e : anti neutrino elektron + , , 0 : pions/pi-mesons dg muatan +1,-1,0 +, : muons/mu-mesons dg muatan +1,-1, : neutrino muon : anti-neutrino muon 8
• Gelombang gravitasi
– Terjadi krn distribusi spasial massa suatu sistem berubah dng waktu Gangguan medan gravitasi yg merambat ( gelombang gravitasi) – Karakteristik: • Tensor
K
(transversal, simetrik dan traceless) • 2 helisitas ( 2) cincin lingkaran partikel paralel dg gelombang terdistorsi menjadi elips • Amplitudo gelombang
h
(
t
)
L L
Deformasi cincin
• Gel. Gravitasi merambat dengan
c
, dan kekuatan 10 38 gel. e.m. alam semesta transparan thd gel. gravitasi 9
Prediksi teoritis h berbagai sumber gel. gravitasi sebagai fungsi frekuensi Bukti tak-langsung ekistensi gel. gravitasi: Variasi periode orbit pulsar ganda PSR1913+16 thd waktu. Periode diukur dr emisi dlm 430 & 1410 MHz.
Parabola: variasi periode yg diprediksi teori relativitas umum
emisi gel. Gravitasi kuadrupol
10
Apakah cahaya itu?
Cahaya kasat mata: satu dari sekian banyak gel. e.m. yang merambat di ruang
Sifat partikel dominan Sifat gelombang dominan Interferensi Polarisasi
11
Radiasi ultraviolet
UV-A :
•
Disebut juga ‘cahaya hitam’
•
Paling tak berbahaya
•
Menyebabkan material fluoresensi berpendar kalau diradiasi
•
Aplikasi dalam fototerapi (medis) UV-B :
•
Bentuk radiasi yg paling destruktif
•
Penyebab kanker kulit
•
Penapis alamiah: Lapisan Ozon UV-C :
•
Diserap sempurna oleh atmosfer
•
Foton UV-C menumbuk Oksigen
Ozon
•
Aplikasi dalam purifikasi air dan udara (dg lampu UV-C)
12
Cahaya kasat mata
Radiometri/Fotometri bertautan dg pengukuran radiasi kasat mata CIE 1931 Standard Observer : Acuan berdasar pd respons rata-rata mata di bawah iluminasi normal dan medan pandang 2
Tiga komponen model warna
: •
Lightness
: Transformasi hitam putih •
Hue
; Transformasi putih hitam •
Saturation
: jarak dari sumbu lightness 13
Radiasi inframerah
• Radiasi dengan muatan energi foton ter-rendah • Umumnya dideteksi dengan detektor termal 14
Daya radiasi e.m.
• Watt (W) Satuan fundamental daya optik : laju energi 1 joule (J) per detik
Q
hc
Q
: energi foton (joules),
h
: konstanta Planck,
c
: laju cahaya 15
Cahaya kasat mata
Lumen : ekivalen dgn Watt diboboti agar sesuai dg respons mata pengamat 1 Watt @ 555 nm = 683.0 lumens Mata manusia mendeteksi: • 10 foton/detik (3.58
10 8 @ 555 nm W) • 214 foton/detik @ 450 nm • 126 foton/detik @ 650 nm Photopic:
day vision
Scotopic:
night vision
16
17
18