Radiasi elektromagnetik

Download Report

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