Melakukan Percobaan Gerhana Matahari

Sudah lama tidak menulis di blog ini. Kali ini saya mau menulis tentang percobaan gerhana matahari.

Awalnya ada kawan flat-earth yang mengatakan teori gerhana yg diajarkan di sekolah adalah salah (umbra dan penumbra). Mereka mengatakan bahwa tidak mungkin bayangan lebih kecil dari bendanya.

Berikut saya tampilkan gambar dari bani bumi datar tersebut:

Hehehe... ini yg bikin gambar di atas pasti tidak mengerti mengenai skala dan perbandingan. Diameter bulan dan jarak bulan ke bumi diskalakan menjadi 1 cm dan 111 cm, tapi diameter matahari dan jarak matahari tidak diskalakan. Terus dengan berapi-api mengatakan "saya sudah melakukan percobaan sesuai skala". Hadeh sesuai skala naon? Ini orang ngerti skala dan perbandingan nggak sih? Jangan-jangan pas pelajaran matematika bahas skala dan perbandingan lagi tidur. Hahaha

Kalau mau pakai skala, ya disekalakan semua obyek yang terlibat dong, termasuk matahari. Mataharinya diganti dengan lampu berdiameter 400 kali diameter bulan (sekitar 4 meter), kemudian tinggi "matahari" diatur di 108 kali diameter "matahari" atau sekitar 428 meter di atas bakso! Nah, saya yakin baru kita bisa dapet bayangan bakso menjadi 0,043 cm. Saya yakin! Kalau hanya diameter bulan dan jaraknya yang diskalakan, sedangkan diameter matahari dan jarak ke bumi tidak diskalakan, itu ibarat foto manusia, kepalanya dikecilin tapi badannya tetap. Hahahahahahahahahaha.

<insert gambar di sini>

Terus ada lagi fesbuker yg komentar seperti ini ke saya,
" saran saya... kalo mau eksperimen...
kuasai dulu materinya...
berapa jarak Matahari-bulan dan Matahari Bumi.
Berapa perbandingan diameter antar ketiganya.
Namanya simulasi.. ya harus mendekati kondisi teory yg telah diajarkan selama ini, dengan membuat skala perbandingan...
itu aja pesen saya...
ini contoh gambar simulasi antara jarak serta ukuran ketiganya...
yakin ada umbra dan penumbra jka kondisinya seperti gambar dubawah ini?
semoga tercerahkan..."

Hahahahaha.... Kalau skala perbandingannya seperti gambar di atas, ya gak akan ada umbra dan penumbra di permukaan bumi, karena buminya sudah habis terbakar! Hahahahaha

Ini flat earther baru belajar matematika ngajarin tentang skala kepada  juara matematika SMA 8 Jakarta 3 tahun berturut-turut dan wakil Indonesia di Olimpiada Matematika International :D.  Lucu-lucu memang flat earther ini, ilmunya terbatas tapi sok ngasih pencerahan ke orang lain. Kalau gambar sesuai skalanya seperti itu bumi kita sudah terbakar keleus karena terlalu dekat dengan matahari. Nih saya kasih tau yah, jarak matahari ke bumi itu sekitar 108 kali diameter matahari. Jadi kalau diameter matahari pada gambar di atas misalnya 800 pixel, maka posisi bumi adalah 800x108 = 86.400 pixel di sebelah kanan. Jadi kalau layar kalian itu resolusinya full HD (1920 x 1080), maka perlu monitor yg banyak (45 buah) utk bisa gambarin matahari dan bumi, bulan sesuai skala. Silakan dijejer itu monitor maka posisi bumi ada di monitor ke-45! Paham kalian?

Jelaslah dari kedua flat earther ini, mereka tidak paham skala dan perbandingan!

Sebetulnya saya sudah katakan males diskusi dgn flat-earth, karena mereka hanya bisa menyalahkan teori kita, tapi ketika ditanya teori yg menurut mereka bener gimana, mereka belum punya. Tetapi kemarin ketika saya sedang dalam perjalanan yg agak membosankan saya mencoba meladeni diskusi dengan bani bumi datar ini.

Dalam kasus gerhana sama saja, mereka hanya bisa bilang teori kita salah (padahal mereka gak paham sebetulnya), tetapi mereka sendiri gak bisa jawab, kalau teori gerhana ini salah, menurut kalian bagaimana posisi dan ukuran matahari, dan bulan ketika terjadi gerhana. Gak ada jawaban.

Tapi baiklah, kali ini saya buat pengecualian. Saya akan buat percobaan yg sebetulnya secara geometri ini mudah sekali dipahami. dan akan saya tunjukkan bahwa umbra dan penumbra bisa terjadi dan umbra bisa lebih kecil dari obyeknya tergantung posisi dan ukuran.

Saya sangat yakin dengan matematika yg menjelaskan gerhana ini, seyakin theorema phytaghoras. Kalau teori geometri yg sederhana tentang gerhana ini ternyata saya salah, malam ini juga saya akan "bersahadat" bergabung dengan mereka pendukung bumi datar. Dan semua gelar juara matematika saya selama SMA saya akan cabut, kalau memahami hal yg sederhana spt ini saja ternyata saya salah.

Baiklah. ini yg akan kita buktikan:

Kita lihat di pelajaran sekolah waktu SMA dulu, gambar ini yg digunakan utk menjelaskan gerhana.

Seperti dilihat pada gambar di atas, bayangan bulan di bumi ada 2 jenis, yg hitam pekat di tengah dan yg agak buram di bagian luar. Yg hitam pekat disebut umbra sedangkan yg agak buran disebut penumbra. Umbra sendiri artinya adalah bayangan, sedangkan penumbra artinya agak bayangan atau hampir bayangan.

di daerah umbra sama sekali tidak ada sinar matahari yg jatuh (gerhana matahari total) sedangkan di penumbra ada sedikir cahaya dari matahari (gerhana sebagian)

Kaum bumi datar mengatakan teori ini salah. Mereka melakukan experimen sendiri dan mengatakan bahwa bayangan suatu benda tidak akan pernah lebih kecil dari obyeknya.

Entah bagaimana mereka melakukan percobaannya sehingga dapet kesimpulan seperti itu, tetapi malam ini saya akan melakukan percobaan sendiri yg menunjukan bahwa gambar seperti di bawah ini benar. bahwa nanti akan ada umbra yg lebih kecil dan penumbra yg lebih besar.

oh iya, saya ingin kasih kredit dulu. Gambar di atas diambil dari laman http://suaramahasiswa.com/membaca-siklus-gerhana-matahari/

Oh, iya sebelum lanjut, perhatikan lagi gambar tadi

apakah gambar tsb sesuai skala?
Jelas tidak! Kalau ingin sesuai skala, maka diameter matahari harus 400 kali diamter bulan dan jarak matahari ke bulan adalah 108 kali diameter matahari.

Artinya kalah kita pakai layar dgn resolusi 1024 x 768. Dan matahari digambarkan 400 pixel spt gambar ini, maka bulan hanya 1 pixel dan posisinya 43,000 pixel di sebelah kanan matahari. Perlu 43 monitor dijejer utk menggambarkan posisi bulan. Intinya tidak praktikal kalau kita menggunakan skala sesungguhnya

Tapi, Dengan induksi matematika kita akan buktikan bahwa dengan skala yg sebenarnya akan sama hasilnya.

Gambar di atas, walaupun tidak sesuai skala tetapi tepat utk menggambarkan fenomena gerhana, unbra dan penumbra. Jarak bumi diperdekat tetapi ukuran bulan diperbesar agar penggambarannya jelas.

Ada 3 obyek utama, yaitu matahari (sumber cahaya), obyek yg membuat bayangan dan layar (bumi)

Kita akan menggunakan obyek yang mudah kita dapet. Oke kita akan bahas 1 persatu.

Sumber cahaya
Untuk menhasilkan efek gerhana dgn umbra dan penumbra kita harus menggunakan sumber cahaya yang ukurannya jauh lebih besar dari obyeknya.

Kesalahan experiment kaum bumi datar, walaupun mereka tidak mau cerita ketika saya tanya tentang lampu yg digunakan, adalah sumber cahaya dugaan saya terlalu kecil sehingga hasil percobaan tidak valid.

Dugaan saya (sayang mereka tiak mau cerita), lampu yg digunakan adalah lampu sorot LED biasa. Lampu LED ini walau luas penampang luarnya besar, tetapi kalau dibuka sebetulnya sumber cahaya LED nya kecil.

Padahal ukuran lampu ini sangat penting dalam percobaan kita.

Utk percobaan ini kita akan gunakan lampu TL bunder spt gambar di bawah ini. Ukurannya cukup besar, diameternya 20 cm

Kebetulan lampu tsb sudah berada di atas (langit-langit) dengan ketinggian 295 cm dari tanah. Cocok buat experiment kita/

ada beberapa yg harus diperhatikan :
pertama, Itu lampu udah lama gak digunakan jadi agak kotor kacanya, harus dibersihkan dulu

kedua, pastikan tidak ada sumber cahaya lain selain lampu tsb. Cahaya yg dipantulkan oleh dinding berpotensi menjadi sumber cahaya dan bisa merusak bayangan umbra menjadi penumbra palsu karena kejatuhan cahaya dari sumber lain. Idealnya dinding harus dicat hitam seperti dark room. Dinding warna putih berpotensi menjadi sumber cahaya yg tidak diinginkan.

untuk percobaan ini kita akan menutup pinggir2 lampu TL agar cahaya tidak ke arah dinding, hanya boleh ke bawah.

Beginilah setup ruangannya.

Seperti terlihat di atas, masih ada kebocoran cahaya dari samping lampu dan dari dinding. Cahaya ini berpotensi menjadi sumber cahaya lain yg bisa memantul ke bayangan dan sedikit menerangi bayangan. Idealnya dindingnya dicat hitam seperti dark room. Tapi saya gak rela dinding ruang tamu saya dicat hitam hanya untuk meladeni flat earth :D

Berikutnya yg kita perlukan adalah bola-bola berbagai ukuran. Kita perlu beberapa ukuran sehingga kita bisa melakukan induksi matematika sehingga rumus ini bisa berlaku secara umum.

Sayang sekali tidak ada jangka sorong di rumah, jadi nanti kita ukur pakai penggaris saja.

Selanjutnya kita perlu camcorder untuk merekam, baiknya dengan menggunakan tripod agar tangan bebas bergerak mengatur posisi

Berikut video hasil experimentnya

Yang pertama ini adalah percobaan dengan bola yang paling besar. Perhatikan perlu diangkat agak tinggi untuk menghasilkan efek mengecil yang jelas. Daerah umbra adalah daerah yang gelap pekat di tengah-tengah, sedangkan penumbra adalah yg agak burem disekiling penumbra.

Yang kedua ini menggunakan bola bekel yg berukuran sedang. Perhatikan pada video ini, umbranya langsung mengecil dengan posisi yang tidak terlalu tinggi

Bahasa Indonesia