Matahari Pendidikan Fisika 2011 Universitas Negeri Medan

2. Matahari pada dasarnya merupakan
sebuah bola gas yang berpijar dan
merupakan dapur raksasa tempat
proses ledakan nuklir yang sangat
dahsyat. Keadaan matahari antara lain :
• jari-jari = 7 . 10^5 km
• massa = 1.99 . 10^30 kg
• suhu di permukaan = 6.000 o C
• suhu di inti = 15 Juta celcius
• warna matahari = kuning
Dari hasil ledakan nuklir tersebut timbul panas yang tinggi yang kemudian
dipancarkan ke segala arah dan sebagian sampai di permukaan bumi. Energi
panas matahari yang sampai di permukaan bumi merupakan sumber energi
utama bagi kehidupan makhluk hidup di permukaan bumi.
Matahari tersusun atas hidrogen, helium, Nikel, Sulfur, Magnesium, Silikon,
Nitrogen, Besi, Neon, Karbon, Oksigen, Helium, & Hidrogen.

3. Suhu matahari pada pusatnya sekitar 15.000.000°C
Suhu matahari pada pusatnya sekitar 15.000.000°C
sedangkan di permukaan hanya 6000°C. Suhu
sedangkan di permukaan hanya 6000°C. Suhu
tersebut timbul sebagai akibat reaksi nuklir dari
tersebut timbul sebagai akibat reaksi nuklir dari
Hidrogen berubah menjadi Helium. Pada setiap
Hidrogen berubah menjadi Helium. Pada setiap
detiknya terdapat reaksi nuklirdari 600 juta ton
detiknya terdapat reaksi nuklirdari 600 juta ton
hidrogen berubah menjadi helium. Reaksi tersebut
hidrogen berubah menjadi helium. Reaksi tersebut
telah berlangsung selama 5.000 juta tahun. Tetapi sisa
telah berlangsung selama 5.000 juta tahun. Tetapi sisa
hidrogennya masih cukup untuk hidup selama 5.000
hidrogennya masih cukup untuk hidup selama 5.000
juta tahun lagi. Matahari mempunyai diameter
juta tahun lagi. Matahari mempunyai diameter
1.400.000 km atau 109 x diameter bumi. Matahari
1.400.000 km atau 109 x diameter bumi. Matahari
memancarkan energi dalam bentuk gelombangmemancarkan energi dalam bentuk gelombanggelombang elektromagnet. Termasuk kedalamnya
gelombang elektromagnet. Termasuk kedalamnya
adalah gelombang radio, inframerah, cahaya ulra
adalah gelombang radio, inframerah, cahaya ulra
violet, sinar X dan sinar gamma.
violet, sinar X dan sinar gamma.

4. Atmosfer matahari terletak di atas permukaan
matahari yang sebagian besar berupa gas Hidrogen.
Atmosfir matahari terdiri atas 2 bagian utama, yaitu
"chromospher" dan "corona". Bagian chromosphere
dapat mencapai ketebalan 12.000 kilometer dari
permukaan matahari, sedangkan bagian corona
tampak bagaikan mahkota berwarna putih yang
melingkari matahari. Corona dapat mencapai
ketinggian ratusan ribu bahkan dapat sampai jutaan
kilometer dari permukaan matahari. Suhu pada
chromosphere dan pada corona sangat jauh
berbeda. Chromosphere yang terletak pada
permukaan matahari bersuhu kurang lebih 5.000 ºC,
sedangkan suhu pada daerah corona dapat
mencapai sekitar 10.000 - 100.000 ºC.

7. 3. Zona Konvektif
2. Zona Radiatif
1. Inti
4. Fotosfer
5. Kromosfer
6. Korona
7. Bintik Matahari
8. Granula
9. Prominensa
Fotosfer area
Zona Radiatif terdalam dari matahari yang menjulang tinggi keluar
IntiKromosfer adalah daerah-daerah gelapyang memiliki matahari yang juta
adalah
Zona Konvektif
 Prominensa
Korona
lengkungan magnetik di permukaan suhu sekitar 15
Bintik matahari
Granula
Fotosfer lapisan terluarlapisanyangmenyelubungi menurun. lidah
derajat adalahLapisan permukaandari Bumi dingin seperti
adalah Celcius lapisan derajat Fahrenheit).
Zona radiatif adalah daerah yangderajat atmosferkedua lapisan atas
dari permukaan Matahari, di
temperaturnya adalahjuta terbawah mataharitampakmatahari. diapi dengan
Zona konvektif sekitar 1.000-1.500manamelingkupiinti dari sekitarnya.
Kromosfer adalah(27 Matahari yang suhu mulai Matahari
dari lebih
Granula merupakan butiran-butiran fotosfer
batas yang sulit ditentukan.
berbentuk melengkung keluar dari tepian
dan mengeluarkan cahaya merah lemah. Matahari.

8. • Warna putih pada matahari dapat kita dispersikan
sehingga menghasilkan warna-warna seperti
merah,kuning,hijau,biru,nila,ungu yang disebut
spektrum matahari .
• Urutan warna dari panjang gelombang panjang ke
pendek adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru,
ungu. Ketika panjang gelombang diperpanjang
melewati cahaya merah, akan didapati inframerah
, gelombang mikro dan radio.
Ketika
panjang
gelombang diperpendek melewati cahaya ungu,
didapati ultraungu, sinar-x, dan sinar gamma

9. Spektrum sinar tampak adalah
satu-satunya
spektrum
gelombang
elektromagmnetik
yang dapat dilihat semuanya
terdiri dari tujuh spektrum warna
yaitu: merah-jingga-kuning-hijaubiru-nila-ungu.
Sinar
merah
memiliki panjang gelombang
terpanjang
tetapi
frekuensi
terkecil serta ungu panjang
gelombang
terpendek
tapi
frekuensi terbesar.

10. Cahaya
tidak
tampak
ini
didapatkan
melalui
perpanjangan
sinar.Misalnya
Ketika
panjang
gelombang
diperpanjang melewati cahaya
merah,
akan
didapati inframerah, gelombang
mikro dan radio.Dan
cahaya
tampak ini juga didapatkan
sebagai akibat dari pancaran
sinar matahari seperti Sinar
Mikro,Sinar Ultraviolet dan Sinar
Gamma.

11. Bintik Matahari adalah granulagranula cembung kecil yang
ditemukan di bagian fotosfer
Matahari dengan jumlah yang tak
terhitung.
Bintik
Matahari
tercipta saat garis medan
magnet Matahari menembus
bagian fotosfer. Ukuran bintik
Matahari dapat lebih besar
daripada Bumi. Bintik Matahari
memiliki daerah yang gelap
bernama umbra, yang dikelilingi
oleh daerah yang lebih terang
disebut penumbra.

12. Prominensa
merupakan gejala
munculnya lidah-lidah api atau busurbusur api yang muncul dari permukaan
matahari di Kromosfer. Prominensa
berupa gumpalan gas panas yang
terlontar dengan dahsyat dari permukaan
matahari, menyerupai lidah api besar
yang melengkung. Lengkungan ini
kadang-kadang mencapai ketinggian
ratusan ribu kilometer dan memasuki
lapisan korona. Banyak membentuk
busur yang ujungnya kembali menuju
kromosfer. Gejala ini sudah cukup lama
diketahui
karena
bisa
diamati
menggunakan teleskop pada saat terjadi
gerhana matahari. Ada beberapa jenis
prominensa yaitu prominensa quiescent
(tenang) , yang lebih aktif yaitu eruptif
(ledakan), dan surge (yang paling aktif).

13. Kadang-kadang matahari diamati dalam satu
panjang gelombang tertentu untuk mengetahui tingkah
laku matahari pada panjang gelombang tersebut.
Pengamatan dengan cara tersebut menunjuk adanya
bagian-bagian kromosfer yang lebih terang dari bagian
sekitarnya, dan berarti aktivitas unsur yang
bersangkutan lebih banyak dibanding unsur lain.
Daerah ini diberi nama Plage dan biasanya terletak di
sekitar daerah bintik matahari. Kadang-kadang plage
ini memancarkan cahayanya dalam banyak panjang
gelombang dan disebut faculae (obor-obor kecil).
Gejala ini bisa tampak jelas di bagian tepi matahari
karena disini fotosfer tidak terlalu terang.

14. • Flare adalah peristiwa peningkatan intensitas
pancaran selama beberapa menit di kromosfer. Flare
berlangsung pada daerah yang diameternya
mencapai beberapa puluh ribu kilometer. Peristiwa
ini pengaruhnya bisa sampai ke bumi.Pada saat flare
terjadi
munculah
pancaran partikel-partikel
berenergi tinggi , seperti proton dan eklektron yang
bergerak dengan kecepatan 500-1000 km/detik.
Pancaran ini disertai dengan radiasi elektromagnetik
dari panjang gelombang sinar-X sampai panjang
gelombang radio. Selain itu, daerah korona menjadi
panas sekali, menjapai 20 juta derajat celcius.

15. Korona adalah bagian paling luar dari atmosfer.
Korona tidak terlihat secara langsung dari bumi,
kecuali pada saat terjadinya gerhana Matahari total
atau dengan bantuan teleskop dengan presisi.
Diperkirakan keadaan korona ditentukan oleh
medan magnet di permukaan matahari. Keadaan
medan magnet menjadi rumit ketika jumlah bintik
matahari menjadi banyak. Pada saat demikian
dikatakan kegiatan matahari sedang meningkat dan
pengaruhnya membuat korona menjadi lebih bulat.
Sedangkan pada waktu matahari sedang tenang
bentuk korona lebih pipih.

16. Matahari
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.

17. 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

18. E = mc2
Di mana:
m
= massa yang berubah menjadi energi, satuan kg
c
= 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 .

19. 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:

20. Energi
=
x konstanta Matahari
(total setiap = 4 x 3,14 x (1,5x1013cm)²x8,2 joule/menit
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 .

21. Jenis-jenis gerhana matahri
Gerhana matahari
total
Gerhana matahari
cincin
Gerhana matahari
sebagian

22. Gerhana Matahari
Matahari
Penumbra
Bumi
Umbra
Penumbra
Tempat terjadi
Gerhana Matahari
Total
Gerhana matahari terjadi ketika posisi matahari , bulan dan
bumi segaris dan sebidang

23. Badai Matahari terjadi
ketika muncul flare dan
Coronal Mass Ejection
(CME). Flare adalah
ledakan besar di atmosfer
Matahari yang dayanya
setara dengan 66 juta kali
ledakan
bom
atom
Hiroshima.
Adapun
CME merupakan ledakan
sangat
besar
yang
menyebabkan
lontaran
partikel berkecepatan 400
kilometer per detik.

24. • Halo Matahari merupakan
fenomena
optik
yang
menampilkan bentuk cincin
di sekitar sumber cahaya. Di
alam biasanya dapat dilihat
saat bulan purnama atau
saat Mata­hari terang di
siang hari (waktu cerah).
• Fenomena tersebut terja­di
akibat refleksi dan ref­raksi
cahaya matahari/bulan oleh
kristal-kristal
es
yang
terdapat
di
awan cirrus ,
awan yang terletak di ting­
katan atmosfer yang dise­but
troposfer, sekitar 5-10 km
dari permukaan bumi.

26. 1. Penanya : Dara Tri Wardani
Penjawab : Yosi Farah
Pertanyaan : Bagaimana efek ke Bumi jika bintik matahari
semakin banyak?
Jawaban :
Banyaknya bintik matahari tidak memberi pengaruh yang
signifikan terhadap bumi, namun memberi pengaruh pada
perubahan bentuk korona. Keadaan korona ditentukan oleh
medan magnet di permukaan matahari. Keadaan medan
magnet menjadi rumit ketika jumlah bintik matahari menjadi
banyak. Pada saat demikian dikatakan kegiatan matahari
sedang meningkat dan pengaruhnya membuat korona
menjadi lebih bulat. Sedangkan pada waktu matahari
sedang tenang yaitu saat jumlah bintik matahari sedikit,
bentuk korona menjadi lebih pipih.

27. 2. Penanya : Rini Irmanti Bu’ulolo
Penjawab : Ami Salmiah
Pertanyaan : Apa yang menyebabkan flare, plage dan
prominensa ?
Jawaban :
Terjadinya prominensa, plage dan flare disebabkan oleh
keadaan medan magnet matahahri yang menjadi rumit,
Pada saat demikian kegiatan matahari sedang meningkat
dan pengaruhnya menyebabkan jumlah bintik matahari
menjadi banyak. Kondisi ini menyebabkan pada permukaan
chromosphere sering terjadi lidah api akibat letusan
ataupun ledakan gas yang ada pada permukaan
chromosphere. Letusan atau ledakan yang menimbulkan
lidah api ini sering disebut dengan "prominence". Peristiwa
lain yang terjadi pada permukaan chromosphere adalah
timbulnya filament gas yang disebut "supergranulation"
akibat gerakan gas chromosphere yang panas. Peristiwaperistiwa tersebut di atas terjadi silih berganti yang
menyebebkan timbulnya "plage" dan "flare“.

28. 3. Penanya : Indah Dewi Mentari
Penjawab : Theresia W.W.S.
Pertanyaan : Mengapa suhu di korona lebih panas
dibandingkan suhu di kromosfer ?
Jawaban : Korona adalah kepanjangan atmosfer teluar
Matahari yang volumenya lebih besar daripada Matahari itu
sendiri. Korona terus menyebar ke angkasa dan
menjadi angin matahari yang mengisi seluruh Tata
Surya. Korona rendah, dekat permukaan Matahari,
memiliki kepadatan partikel sekitar 1015/1016 m−3.
Suhu rata-rata korona dan angin matahari sekitar
1.000.000–2.000.000 K; akan tetapi, suhu di titik
terpanasnya mencapai 8.000.000–20.000.000 K.Dan
yang menyebabkan suhu pada korona jauh lebih panas
dibandingkan suhu kromosfer akibat adanya kejutan
gelombang yang sangat kuat yang berasal dari gerakan
turbulen photosphere yang memanaskan lapisan gas pada
korona.

29. 4. Penanya : Jonathan Hutapea
Penjawab : Aflah Widyana
Saran
: Sebaiknya menampilkan kadar unsur-unsur
yang ada dalam matahari dengan persentase jumlahnya
No
Nama Unsur
Lambang Unsur
Massa Unsur (%)
1
Hidrogen
H
76,40
2
Helium
He
21,80
3
Oksigen
O
0,80
4
Carbon
C
0,40
5
Neon
Ne
0,20
6
Besi
Fe
0,10
7
Nitrogen
N
0,10
8
Silikon
Si
0,08
9
Magnesium
Mg
0,07
10
Belerang
S
0,05
11
Nikel
Ni
0,01

30. 5. Penanya : Merry Dame
Penjawab : Yenni Dwi
Pertanyaan : Apakah kandungan hidrogen bisa
habis? Suhu pada slide ketiga menjelaskan suhu
pada bagian matahari yang mana ?
Jawaban :
Kandungan hydrogen bisa habis, dan jika sudah
habis maka tidak terjadi reaksi nuklir yang
mengakibatkan matahari menjadi gelap. Sehingga
berdampak pada anggota tata surya yang lain tidak
dapat sumber cahaya.
Suhu yang dimaksud pada slide ketiga adalah suhu
pada permukaan, ini tidak di tulis karena pada
tabel yang ditampilkan menjelaskan tentang
kondisi permukaan mataharinya.

31. 6. Penanya : Reky Naibaho
Penjawab : Theresia W.S.
Pertanyaan : Apa hubungan kejutan-kejutan
gelombang dengan panasnya matahari ?
Jawaban : Kejutan-kejutan gelombang yang
sangat kuat terjadi pada korona dan
memanaskan gas yang ada pada korona.Karena
korona mengandung banyak gas yang timbul
dari reaksi kejutan gelombang ini sehingga saat
terjadi kejutan gelombang,gas yang berada pada
korona dipanaskan pada proses ini sehingga
suhu pada korona lebih panas dibandingkan
pada kromosfer.

32. 7. Penanya : Novi
Penjawab : Ami Salmiah
Pertanyaan : Bagaimana proses reaksi nuklir
di matahari ? Pada lapisan matahari yang
mana terjadi reaksi nuklir ?
Jawaban :
Energi matahari berasal dari reaksi nuklir
berupa reaksi fusi, dimana terjadi peristiwa
penggabungan inti atom hidrogen menjadi
atom helium. Reaksi nuklir ini terjadi pada
bagian inti matahari. Reaksi tersebut dapat
dituliskan sebagai berikut :

33. 1
1
1
2
0
H + 1 H →1 H + 1 e + v + 0,42
1
1
2
0
H + 11H → 1 H + 1 e + v + 0,42Mev
2
1
1
H +1 H → 23H + γ + 5,49Mev
3
2
4
1
H + 23H → 2 H + 21 H + 12,86Mev
1a.
2a.
3a.
disini
adalah inti hidrogen (proton),
adalah inti helium,
adalah positron (elektron bermuatan positif). Jika persamaan reaksi
(1.a) dan (1.b) dikalikan dengan dua dan hasilnya dijumlahkan
dengan persamaan reaksi (1.c), maka akan didapatkan reaksi akhir
yang dapat dituliskan dalam persamaan reaksi berikut :
1
1
atau
1
4
0
H +1 H +1 H +1 H → 2 He + 2(1 e) + 2v + 2γ + 26,7 Mev
1
1
1
4
0
41 H → 2 He + 2(1 e) + 2v + 2γ + 26,7 Mev

34. 8. Penanya : Erwin Tala
Penjawab : Yenni Dwi dan AflahW.
Pertanyaan : Mengapa bisa melihat korona dengan
teleskop pada saat gerhana matahari ? Apa yang
mempengaruhi bentuk korona (pipih/bulat) ?
Jawaban : Gerhana matahari adalah posisi dimana
bulan berada diantara matahari dan bumi dan segaris
dengan matahari dan bumi.
Gerhana matahari memancarkan sinar yang sangat
tajam sehingga tidak bisa dilihat dengan mata
telanjang harus dengan bantuan alat yang dikenal
dengan teleskop.
Gerhana matahari total adalah saat bulan tepat
menutupi fotosfer, sehingga hanya bagian korona dan
prominensa yang terlihat, ini dapat dilihat dengan
menggunakan teleskop.

35. Bentuk korona atau keadaan korona
ditentukan oleh medan magnet di
permukaan matahari. Keadaan medan
magnet menjadi rumit ketika jumlah bintik
matahari menjadi banyak. Pada saat
demikian dikatakan kegiatan matahari
sedang meningkat dan pengaruhnya
membuat korona menjadi lebih bulat.
Sedangkan pada waktu matahari sedang
tenang bentuk korona lebih pipih. Medan
magnet tersebut ada karena matahari
mengalami reaksi fusi.