MATAHARI

Matahari adalah Bola raksasa yang memiliki kandungan helium dan Hidrogen .Nah , matahari sebagai pusat tata surya karna memiliki sinar yang menyinari planet lainnya salah satu nya Bumi .Gas gas yang terkandung dalam matahari seperti Helium 74% dan hidrogen 25% terionisasi di dalam matahari .Nah matahari memiliki Besar yang melebihi Planet lain nya . diperoleh dari pendapat ahli maupun pengamat , massa matahari mencapai 1,989x10³, dan diameter dari matahari sebesar 1.392.000 kilometer . Nah , matahari memiliki ciri khas sebagai berikut :

• Badai Matahari , Merupakan ciri khas yang dimiliki matahari . kejadian ini terjadi akibat pelepasan seketika energi magnetik yang terbentuk di atmosfer matahari .Nah , ternyata Badai matahari ini dapat mengakibatkan resiko radiasi yang sangat besar pada satelit , dimana gangguan komunikasi , maupun lain nya . 
• Lidah Api , merupakan salah satu ciri khas matahari . Lidah api biasanya mencuat keluar dari permukaan atmosfer matahari dan kadang Juga dapat berbentuk lingkaran . Nah lidah api yang terang ini dapat dilihat di angkasa gelap dapat dilihat dari bumi menggunakan teleskop .
• Bintik matahari , juga merupakan salah satu ciri khas matahari . bintik matahari terbentuk dari granula granula cembung yang ditemukan di bagian atmosfer matahari yang jumlah nya tak dapat terhitung . Ternyata sahabat blogger , ukuran bintik matahari dapat melebihi besar bumi . nah , bintik matahari memiliki daerah gelap yang bernama umbra, dan daerah yang terang bernama penumbra .

Nah temen - teman . Menurut pengamat sinar matahari juga memiliki dampak dan efek yang berbeda terhadap Bumi , seperti sinar ultraviolet , dimana sinar tersebut memiliki dampak resiko mengikis lapisan ozon di bumi , apabila lapisan ozon tertekan dari zat gas yang membakar dari bawah sehingga kekurangan oksigen , Sehingga banyak manusia sekarang berusaha memberikan sumber oksigen sebanyak banyaknya . Ternyata lapisan ozon mengatur banyaknya sinar matahari masuk ke bumi , bila berlebihan , bumi terkena resiko besar dari sinar tersebut .

Menurut Albert Einstein, besarnya energi dalam reaksi inti sama dengan besarnya massa yang hilang dialikan kuadrat kecepatan cahaya.

Pernyataan tersebut dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut:

E= m x c2 

Keterangan:

E = energi matahari (joule)

m=massa inti yang hilang(kg)

c =kecepatan cahaya dalam ruang hampa udara yang besarnya 3 x 108 m/s

B.PROSES PEMBENTUKAN ENERGI MATAHARI

Sebelum lanjut mengenai proses terbentuknya matahari ada prinsip yang harus diketahui mengenai bintang.

Nyawa Bintang : Antara Gravitasi dan Tekanan Thermal

          Matahari merupakan sebuah bintang, sama seperti bintang lain di langit yang terlihat kecil. Yang membedakan adalah jarak bintang-bintang lain yang lebih jauh dari matahari. Gravitasi merupakan hal yang membentuk struktur dari galaksi dan isinya termasuk bintang.

          Sebuah bintang merupakan sebuah bola plasma besar yang terdiri dari Hydrogen dan Helium. Bintang akan selalu tetap hidup selama terjadi pergolakan antara gravitasi yang menekan gas-gas ini melawan tekanan thermal yang terjadi dari fusi nuklir. Gampangannya, pikirkan sebuah balon yang menggelembung. Tekanan di dalam mencoba mempertahankan bentuk balon menggelembung dengan menyeimbangkan dengan tekanan di luar balon. Begitu pula dengan matahari. Gaya gravitasi yang mencoba menghancurkan gas-gas tadi harus seimbang dengan tekanan thermal hasil fusi gas. Bila keseimbangan ini terganggu, bentuk dari bintang akan berubah.

tekanan:

Bintang merupakan reaktor fusi nuklir alami

           Untuk memanaskan gas, matahari memerlukan energi. Yang menjadi pertanyaan dari mana energi ini di dapat? Energi ini didapat dari fusi nuklir yang terjadi di dalamnya. Pertanyaan selanjutnya, apakah itu fusi nuklir? Fusi nuklir merupakan proses yang terjadi di dalam matahari dimana inti nuklir ringan seperti hydrogen mencoba menjadi elemen lain melalui proses fusi di suhu 7 juta kelvin! Hasilnya adalah elemen sesudah fusi memiliki massa yang lebih ringan daripada elemen sebelum fusi. Massa yang hilang ini menjadi energi (dapat dihitung menggunakan rumus Einstein E=mc2). Dapat dikatakan, matahari menjadi reaktor fusi nuklir alami atau tungku api alam semesta dimana elemen berat seperti Carbon dan Nitrogen disintesis.

fusi nuklir :

fusi nuklir :

Semakin massive sebuah bintang, semakin cepat matinya

           Massa awal sebuah bintang sangat berpengaruh terhadap evolusinya di masa depan. Teori evolusi bintang menyatakan bahwa semakin besar sebuah bintang, gaya gravitasi yang bekerja juga semakin besar. Artinya proses fusi juga semakin cepat yang menyebabkan bintang semakin panas. Dalam kata lain, hydrogen yang digunakan semakin besar sehingga bintang lebih cepat mati. Bayangkan mobil Ferarri yang boros bensin.

teori evolusi :

                                    

Lanjut ke proses terbentuknya matahari…

1. Interstellar gas masuk ke dalam gravitasi

           6 miliar tahun yang lampau, awan hidrogen dingin yang merupakan bintang di masa lalu yang sudah mati mulai masuk ke dalam gravitasi. Awan ini terdiri dari elemen yang dahulu merupakan nenek moyang dari matahari. Bayangkan proses recycle.Awan gas dan debu ini mulai masuk ke dalam gravitasi dan menyebabkan ledakan supernova. Ledakan ini menghasilkan energi yang besar dan menstimulus energi potensial gravitasi dikonversikan menjadi energi panas yang menyebabkan gas juga ikut menjadi panas.

2. Terbentuknya inti matahari

           Semakin banyak gas yang jatuh ke dalam gravitasi menyebabkan gumpalan awan ini menjadi makin padat dan panas. Kemudian terbentuklah protostar, atau bayi matahari, berbentuk bulat yang merupakan inti dari matahari. Proses meleburnya gas dalam gravitasi terus berlanjut untuk meningkatkan panas. Akan tetapi bila massa inti ini tidak lebih berat dari massa gumpalan maka proses ini akan berhenti dan tidak akan ada matahari. Itulah sebabnya banyak bintang yang menyandang status ‘baru lahir’ tetapi tidak pernah dapat disebut sebuah bintang.Pada kasus matahari, prosesnya terus berlanjut dan menjadi semakin panas.

inti matahari :

3. Fusi Hidrogen mulai

           Saat suhu mencapai 7 juta kelvin, proses fusi hidrogen menjadi helium terjadi. Pada kondisi ini protobintang dapat dikatakan sebagai bintang. Kondisi ini menciptakan energi sehingga tekanan panas dapat sama dengan tekanan gravitasi. Kondisi ini dinamakan keseimbangan hydrostatis. Fase ini dinamakan ‘Main Sequence’. Mulai fase ini, matahari akan terus menfusikan hidrogen menjadi helium selama 4,5 miliar tahun. Saat ini, matahari sedang dalam fase ini.

fase matahari :

                                

sumber : http://erwindsyachrudhinn.wordpress.com/2011/12/03/proses-di-balik-terbentuknya-matahari-2/

Energi pancaran matahari mencapai bumi dengan cara radiasi. Energi pancaran matahari terdiri dari berbagai macam gelombang elektromagnetik, dengan panjang gelombang (l) yang berbeda-beda. l diukur dengan satuan angstrom (Å)

1 m = 10¹⁰ Å à 1 Å = 10^-10 m ; 1 cm = 10⁸ Å à 1 Å = 10^-8 m

Keseluruhan gelombang elektromagnetik tersebut dinamakan Spektrum Matahari.

Tabel 10.1. spektrum matahari / gelombang-gelombang elektromagnetik

No	Jenis Gelombang			Panjang Gelombang/ (Å)			% Energi Matahari
1	Sinar Gamma ()			0,0005	-	1
2	Sinar X			1	-	500	9%
3	Sinar Ultraungu/ultraviolet			500	-	4000
4	Sinar Cahaya Tampak			4000	-	7000
	Terdiri dari :	-	Sinar Ungu	4000	-	4300
		-	Sinar Biru	4300	-	4900
		-	Sinar Hijau	4900	-	5300	41%
		-	Sinar Kuning	5300	-	5800
		-	Sinar Jingga	5800	-	6300
		-	Sinar Merah	6300	-	7000
5	Sinar Inframerah			7000	-	7000000
6	Gelombang-gelombang Pendek/			7.106	-	5.109
	Mikro (Microwave)						50%
	Terdiri dari :	-	Gelombang Radar	7.106	-	8.108
		-	Gelombang TV	8.108	-	5.109
7	Gelombang Radio			5.109	-	7.1014

Matahari merupakan tempat proses ledakan nuklir yang sangat dasyat disebut fusi nuklir. Di pusat matahari suhu sekitar 35 juta derajad Celcius. Dipermukaannya tercatat 6000 derajad Celcius.

Mengukur suhu matahari menggunakan metode pengamatan dan teori penyusutan Helmholtz. Suhu di pusat matahari mencapai 15 juta K dipercaya dalam inti matahari berlangsung reaksi fusi inti. Suhu fotosfer diperoleh dari hukum pergeseran Wien, menunjukkan 5700 K.

Skema reaksi fusi sebagai berikut.

+ ® + + + 0,42 MeV

+ ® + g + 5,49 MeV X 2

+ ® + 2 + 12,42 MeV

+

+ + + ® + 2 + 2 + 2 g + 26,7 MeV

atau

4 ® + 2 + 2 + 2 g + 26,7 MeV

Massa defek berubah menjadi energi sesuai dengan rumus Einstein sebagai berikut.

            E = m c²    

Akibat perubahan H₂ menjadi He, setiap 1 menit matahari kehilangan 1,59 x 10⁸ atom Hidrogen (H₂). Padahal tiap 1 atom H₂bermassa 1,67 x 10^-27 kg, sehingga tiap 1 menit matahari kehilangan massa sebasar,

            m = 1,59 . 10⁸ x 1,67 . 10^-27 kg

            m = 2,6553 x 10¹¹

            m = 2,65 x 10¹¹ kg

atau            m = 2,65 x 10¹⁴ gram

Jika kecepatan sahaya c = 3 x 10⁸ m/s² , maka energi pancaran matahari tiap 1 menit adalah sebagai berikut.

            E = m c²

            E = 2,65 . 10¹¹ kg x (3 x 10⁸)²

            E = 2,65 . 10¹¹ x 9 . 10¹⁶

            E = 23,85 . 10²⁷

            E = 2,38 . 10²⁸ Joule

Karena

1 joule = 0,24 kalori,

maka            E = 2,38 . 10²⁸ x 0,24 = 0,5612 . 10²⁸ = 5,6 . 10²⁷ kalori

Perhitungan energi yang dihasilkan setiap terjadi reaksi fusi sebagai berikut.

m₁     H₂

     He M

m₂     H₂

Menurut hukum kekekalan massa sebelum reaksi dan sesudah reaksi, seharusnya

m₁ + m₂ = M

tetapi pada kenyataannya m₁ + m₂ > M ; berarti ada selisih massa sebesar m = (m₁ + m₂ - M.

Selisih massa yang dianggap hilang itu sebenarnya berubah menjadi energi. Setiap 1 gram atom hydrogen berubah menjadi atom helium, maka massa atom hydrogen hilang sebanyak 0,0072 gram atau 7,2 . 10^-6 kg dan berubah menjadi energi sebesar

        E = m . c²    

         = 7,2 . 10^-6 x (3 . 10⁸)²

         = 7,2 . 10^-6 x 9 . 10¹⁶

        E = 64,8 . 10¹⁰ Joule = 64,8 . 10¹⁰ x 0,24 kalori = 15,552 . 10¹⁰

        E = 1,5 . 10¹¹ kalori

Pendapat tentang asal sumber energi matahari dari reaksi fusi dapat diterima sebab bahan-bahan gas di matahari memungkinkan yaitu terdiri dari 70% hydrogen, 25 % helium, dan 5 % unsur-unsur lain (oksigen, nitrogen, carbon, sulfur, silikon, ferrum dan magnesium).

Karena selalu memancarkan energi terus menerus, tentunya massa matahari selalu berkurang. Kapankah matahari kehabisan energi ? Masih berapa lama usia matahari ? Matahari akan mati jika persediaan bahan bakarnya / hidrogen habis, sehingga tidak memungkinkan lagi terjadinya reaksi inti. Tiap 1 menit matahari kehilangan massanya 2,65 . 10¹⁴ gram (dalam bentuk atom hidrogen hilang). Massa matahari saat ini adalah 1,99 . 10³³ gr atau 1,99 . 10³⁰ kg dibulatkan menjadi 2 . 10³⁰ kg.

Seandainya 70% sebagai cadangan energi, maka m = x 2 . 10³⁰ kg = 1,4 . 10³⁰ kg

Energinya :     E = m . c²    = 1,4 . 10³⁰ x (3 . 10⁸)² = 1,4 . 10³⁰ x 9 . 10¹⁶

        E = 12,6 . 10⁴⁶ joule

        E = 12,6 . 10⁴⁶ x 0,24 kalori = 3,024 . 10⁴⁶ kalori

        E = 3 . 10⁴⁶ kalori

Padahal setiap 1 menit matahari memancarkan energi 5,6 . 10²⁷ kalori.

Maka sisa umur matahari     = = 5,4 . 10¹⁸ menit

                = = 1,3 . 10¹² tahun

Jadi sisa umur matahari masih 1.300 milyar tahun.

Perhitungan energi dapat juga dilakukan menurut hasil pengamatan pancaran energi matahari.

Permukaan matahari setiap 1 cm² memancarkan energi sebanyak 90.000 kalori dalam 1 menit. Permukaan atmosfer bumi setiap 1 cm² menerima energi pancaran matahari sebanyak 2 kalori dalam 1 menit, dinamakan Konstanta Matahari. Jadi harga konstanta matahari 2 kalori/cm².menit. Ternyata dari 90.000 kalori/cm².menit yang dipancarkan matahari hanya 2 kalori/cm².menit yang diterima atmosfir bumi.Energi pancaran lainnya hilang di ruang antar planet, karena sangat jauhnya jarak antara bumi dan matahari. Coba hitunglah jumlah pancaran energi dari seluruh permukaan matahari dalam 1 menit!

Jawaban :

E    = 6,16 . 10²² x 90.000

    = 6,2 . 10²² x 9 . 10⁴

    = 55,8 . 10²⁶

E    = 5,6 . 10²⁷ kalori

Coba hitung pula energi pancarannya dalam 1 hari!

Jawaban :

E    = 5,6 . 10²⁷ x 24 x 60

    = 5,6 . 10²⁷ x 1440

    = 8064 . 10²⁷

E    = 8,1 . 10³⁰ kalori

Hitung pula energi pancarannya dalam 1 tahun!

Jawaban :

E    = 8,1 . 10³⁰ x 365

    = 2956,56,2 . 10³⁰

E    = 2,9 . 10³³ kalori

Berapa umur matahari ? Berdasarkan umur fosil tertua yang diketemukan di bumi yaitu ± 3 . 10⁹ tahun, dianggap matahari sudah ada sejak itu. Sebenarnya diperkirakan umur matahari 10 x 10⁹ tahun. Fosil artinya sisa-sisa makhluk hidup yang sudah membatu selama berjuta-juta tahun yang lalu. Jika dianggap matahari seumur fosil tertua itu, coba hitung energi pancaran matahari selama itu!

Jawaban :

E    = 2,9 . 10³³ x 3 . 10⁹

E    = 8,7 . 10⁴² kalori

Coba hitung pula setiap 1 gram massa matahari memancarkan berapa kalori selama itu!

Jawaban :

E    =        =    4,3 . 10⁹ kalori

Sumber: http://komikfisika.blogspot.com/2011/05/sumber-pembentukan-energi-matahari.html

C. Bagian-Bagian Susunan Matahari
- Fotosfer adalah Bagian lapisan permukaan yang memancarkan cahaya yang kuat dan menyilaukan.
- Kormosfer adalah Lapisan gas yang sangat tebal.
- Korona adalah Lapisan atmosfer terluar matahari. Susunan Lapisan Matahari:
Lapisan Inti Matahari
Inti matahari adalah tempat berlangsungnya reaksi fusi hidrogen menjadi inti helium dan menghasilkan reaksi yang sngat besar. Suhu inti matahari mencapai 15 juta kelvin.

Lapisan Fotosfera pada Matahari
Lapisan Fotosfera adalah bagian permukaan matahari yang dapat kalian lihat sehari-hari, atau disebut juga lapisan cahaya. Suhu di bagian dalam fotosfera kira-kira 6000 kelvin.
Lapisan Kromosfera pada Matahari
Lapisan kromosfera dapat terlihat saat terjadi gerhana matahari. Kromosfera tersusun dr lapisan hidrogen. Suhu lapisan kromosfera di dekat korona mencapai 10.000 kelvin, sedangkan di lapisan luarnya kurang lebih 4000 kelvin
Lapisan Korona pada Matahari
Lapisan Korona ini dapat dilihat pada saat terjadi gerhana matahari berupa lingkaran putih yang mengelilingi matahari. Lapisan korona mengandung gas yang sangat tipis bersuhu 1 juta kelvin. Korona berwarna abuabu akibat tumbukan ion-ion pada suhu yang sangat tinggi. 

Beberapa Susunan Lapisan Matahari

 

Sumber:http://lclwarta.blogspot.com/2013/01/matahari.html

http://www.g-excess.com/pengertian-dan-arti-matahari-beserta-susunan-lapisan-matahari.html#ixzz1hnX7xalO

http://rohimsbastianpartii.blogspot.com/

Posted in: