KELOMPOK II

Bab 14 – Matahari dan Bumi

Semua benda langit yang memancarkan

cahaya disebut bintang. Matahari terlihat

lebih besar dari ukuran bintang-bintang

lainnya, dikarenakan matahari merupakan

bintang yang terbesar melainkan matahari

adalah dan merupakan bintang terdekat

dengan Bumi.

A. Matahari Sebagai Bintang

1. Jarak dan Ukuran MatahariMatahari ialah salah satu dari miliaran bintang yang membentuk suatu galaksi. Matahari adalah pusat tata surya. Jarak matahari ke Bumi disebut 1 satuan astronmi (SA), jadi:

Diameter matahari adalah 1.392.000 km, dengan volume lebih dari satu juta kali volume Bumi. Massa matahari juga diperkirakan 99,8% dari massa tata surya.

1 satuan astronomi (1 SA) = 150 juta km

2. Proses Pembentukan Energi MatahariMatahari bersinar karena

memancarkan cahaya. Cahaya / energi Matahari berasal dari reaksi nuklir. Reaksi nuklir yang terjadi pada matahari berasal dari reaksi fusi (penggabungan) inti atom hidrogen menjadi inti atom helium. Reaksi fusi ini terjadi karena suhu inti Matahari mencapai 15 juta kelvin dan tekanannya 200 miliar kali tekanan di permukaan Bumi.

Reaksi fusi yang terjadi pada mataharidan semua bintang bisa menghasilkan energi yang sangat besar. Kenyataan ini dijelaskan oleh Albert Einstein, salah satu fisikawan besar abad 20. Dengan penjelasan persamaannya tentang energi fusi pada matahari. Persamaan itu adalah:E = mc2

E = mc2

Di mana: m = massa yang berubah menjadi energi, satuan kgc = cepat rambat cahaya di ruang hampa

(300.000.000 m/s)E = energi yang dibentuk, satuan Joule (J)

Energi yang di pancarkan Matahari yang berupa cahaya dan panas itu merupakan sumber energi utama bagi kehidupan semua makhluk hidup di Bumi.

Energi yang di pancarkan Matahari, menurut pengukuran, terbukti bahwa tiap permukaan Bumi, energy radiasi Matahari yang diterima adalah sebesar 8,2 joule/menit. Angka 8,2 joule/menit/cm², selanjutnya disebut konstanta Matahari .

Dengan mengetahui konstanta Matahari, kalian

dapat menghitung energi total pancaran Matahari

yang di terima. Anggap orbit Bumi Mengelilingi

Matahari berbentuk lingkaran dengan jari-jari (R)

150 juta km. Matahari diaggap ada di bagian

setegah bola dan energi cahaya yang di

pancarkannya ke segala arah adalah sama besar

serta di terima oleh seluruh permukaan bola. Bumi

dianggap ada di permukaan bola. Energi total yang

di terima oleh seluruh permukaan bola per menit

adalah hasil kali konstanta Matahari dengan luas

bola ( ). Pehitungannya adalah sebagai berikut:

= x konstanta Matahari

= 4 x 3,14 x (1,5x1013cm)²x8,2 joule/menit / cm²

= 2,3 X 1028 joule/menit

Jadi, energi totalnya adalah 2,3 X 1028

joule/menit.

Permukaan Bumi hanyalah sebagian kecil

dari permukaan bola sehingga Bumi hanya

menerima bagian energi total

tersebut .

Energi

(total

setiap

menit)

3. UNSUR PENYUSUN MATAHARI

Matahari adalah bola gas yang bercahaya, sebagai sumber dari segala sumber energi.

Unsur penyusun Matahari yang terbanyak adalah hidrogen, kemudian helium sebanyak 98% sedangkan zat lainnya hanya 2%.

4. Spektrum MatahariGelombang

elektromagnetik yang dipancarkan Matahari

disebut spektrum matahari yang terdiri

dari sinar gamma, sinar X, sinar ultraviolet,

sinar tampak (merah, jingga, kuning, hijau,

biru, ungu), sinar inframerah, gelombang

TV dan gelombang radio.

a. Sinar Ultraviolet

Sinar ultraviolet adalah sinar yang tak tampak tetapi memiliki efek kimia yang besar, dapat membunuh kuman. Sinar ini berfungsi sebagai sumber cahaya utama untuk fotosintesis tumbuhan. Sinar ultraviolet juga dapat mengubah provitamin D menjadi vitamin D pada kulit manusia untuk pembentukan tulang. Jadi, sinar ultraviolet bermanfaat bagi makhluk hidup. Tetapi, jika terlalu banyak terpapar sinar matahari untraviolet juga berbahaya karena dapat menyebabkan penyakit kanker kulit.

b. Sinar Tampak

Sinar tampak adalah sinar yang dapat

dilihat oleh mata telanjang. Sinar merah,

jingga, kuning, hijau, biru, dan ungu

termasuk sinar tampak. Tanpa sinar tampak

ini kita tidak dapat melihat dan Bumi ini

akan gelap gulita. Energi yang dihasilkan

oleh sinar tampak dapat digunakan untuk

pembangkit listrik dan pemanas air.

c. Sinar Inframerah

Sinar inframerah tidak tampak oleh mata tetapi memiliki efek panas yang besar. Sinar inframerah mempunyai pengaruh besar terhadap siklus air di Bumi. Sinar inframerah akan menguapkan air dari permukaan Bumi ke atsmosfer. Di atsmosfer, uap air akan berubah menjadi titik air (hujan) karena suhu di atsmosfer yang dingin. Tanpa sinar inframerah, di Bumi tidak akan terjadi hujan sehingga tumbuhan tidak bisa hidup. Tanpa sinar inframerah, tidak akan ada kehidupan di Bumi.

5. LAPISAN-LAPISAN MATAHARI

Matahari sebenarnya tersusun ata lapisan-

lapisan gas pijar, yang setiap lapisannya

memiliki kerapatan yang berbeda. Lapisan-

lapisan matahari dimulai dari yang

paling dalam adalah inti matahari, fotosfer,

kromosfer, dan korona.

A. INTI MATAHARI

!

!

Inti matahari mempunyai suhu yang sangat tinggi, kira- kira 15 juta K. Inti matahari merupakan tempat terjadinya

reaksi termonuklir, yaitu reaksi fusi (penggabungan) dua inti hidrogen menjadi inti helium. Reaksi ini menghasilkan energi yang sangat besar dan dialirkan ke permukaan Matahari secara radiasi melalui gas-gas yang sangat rapat. Energi ini selanjutnya dipancarkan oleh permukaan matahari ke seluruh angkasa luar, hanya sebagian kecil yang sampai ke permukaan Bumi.

B. FOTOSFER

Lapisan fotosfer bisa diliat dari bumi dengan teleskop. Lapisan fotosfer tampak seperti gas yang senantiasa bergerak. Gerakan ini disebabkan oleh dorongan energi yang datang dari inti matahari. Suhu fotosfer sekitar 6.000 K. Fotosfer tampak dari bumi berwarna putih kekuning-kuningan. Pada fotosfer, kadang tampak adanya bintik matahari. Bintik matahari merupakan bagian matahari yang bersuhu lebih rendah dari sekitarnya. Bintik matahari juga memiliki aktivitas magnetik yang kuat.

GAMBAR – LAPISAN FOTOSFER

Bintik matahari ditunjukkan dengan daerah hitam pada gambar.

C. KROMOSFER

Lapisan kromosfer berada di luar lapisan fotosfer. Suhunya sekitar 100.000 K. Lapisan kromosfer dapat dilihat dengan mata telanjang ketika terjadi gerhana matahari.

D. KORONA

Lapisan korona terletak paling luar dari matahari. Lapisan matahari ini menyerupai mahkota matahari dan terlihat jelas ketika terjadi gerhana matahari total. Suhu korona sekitar 2.000.000 K.

B. Bumi

1.Bentuk BumiBumi tampak bagaikan kelereng biru putih

yang tergantung di kegelapan antariksa. Bukti yang tak dapat dibantah lagi yang menunjukkan bahwa bentuk bumi bulat adalah:

Saat kapal yang berlayar meninggalkan pelabuhan, bagian badan kapal menghilang terlebih dahulu, baru disusul tiang-tiang kapal.

Langit yang tampak melengkung

Cristopher Columbus dikenal sebagai orang yang menemukan Benua Amerika. Columbus mengelilingi bumi dengan berlayar. Ternyata apabila terus berlayar kesatu arah, kita akan sampai ketempat semula.

Hal ini dibuktikan oleh Ferdinand Magelhean. Magelhean berlayar terus kesatu arah tertentu, ternyata kapal yang dibawanya kembali ke tempat semula. Peristiwa ini membuktikan bahwa Bumi bulat.

Bukti yang tidak dapat dibantah lagi adalah hasil pemotretan yang dilakukan pada bulan Desember 1972 oleh Apollo 17 yang berada diangkasa luar. Hasil pemotretan menunjukkan bahwa Bumi berbentuk bulat.

Bentuk Bumi bulat juga dibuktikan ketika manusia sudah berhasil mendarat di Bulan. Bumi tampak bagaikan kelereng biru putih yang tergantung di kegelapan antariksa.

Apakah bentuk Bumi bulat seperti bola ?

Bentuk Bumi tidak bulat sempurna

seperti bola, melainkan tepat pada kedua

kutubnya dan menggelembung pada

daerah khatulistiwa. Hal ini berdasarkan

pada hasil pengukuran yang teliti, yaitu

panjang garis khatulistiwa 12.757 km,

lebih panjang daripada garis tengah kutub

12.714 km. Jari-jari Bumi kira-kira 6.400

km.

2. Gravitasi Bumi

Setiap benda ber- massa memiliki gravitasi.

Oleh karena massa Bumi sangat besar, maka gravitasinya juga sangat

besar. Bukti bahwa bumi memiliki gravitasi adalah semua benda yang dilepas di udara akan selalu jatuh ke tanah. Gravitasi Bumi menyebabkan benda jatuh dengan perepatan 9,8 m/s2. Adanya gravitasi inilah yang menyebabkan benda memiiki berat. Di khatulistiwa, berat benda lebih ringan 0,5% daripada di kutub.

3. Bahan Penyusun Bumi

Ciri zat dapat diketahui dari massa jenisnya. Massa Bumi kira-kira 6 x 10 kg. Berdasarkan pengukuran massa Bumi, yaitu massa bumi dibagi volumenya, diperoleh massa jenis Bumi kira-kira 5.500 kg/m3. Ini berarti massa Bumi 55 kali massa jenis air (1.000 kg/m3). Massa jenis logam 2.000 sampai dengan 4.000 kg/m3 dan massa jenis logam besi murni 7.000 kg/m3. Ini membuktikan bahwa Bumi sebagian besar tersusun atas gabungan batuan dan bahan-bahan logam. Planet Bumi adalah planet yang memiliki massa jenis paling besar.