Itu listrik kan jadi lebih irit
Bila bohlam diganti dengan neon (Inah!)
Padamkan lampu bohlamnya

Kirain lagi pada ngomongin apa
Taunya beda bohlam dengan neon (Inah!)
Gunakan lampu neon

Ada yang kenal dengan lirik di atas? Betul… Penggalan lirik tersebut berasal dari lagu “Hemat” yang dipopulerkan oleh P. Project pada tahun 1994. Lagu ini merupakan parodi dari tembang milik 4 Non Blondes, “What’s Up”. Melalui lagu ini, P. Project berusaha menggugah para pendengarnya untuk senantiasa berhemat, salah satunya dengan menggunakan lampu neon daripada bohlam.

Untuk mengerti “Itu listrik kan jadi lebih irit bila bohlam diganti dengan neon” maka, pertama-tama, yang dibicarakan adalah “Beda bohlam dengan neon”

» Beda bohlam dengan neon

Prinsip bohlam dan lampu neon adalah sama, memanaskan filamen tungsten. Lebih lanjut lagi, untuk membantu pemancaran cahaya yang lebih baik, bohlam dan lampu neon juga sama-sama menggunakan gas inert di dalam tabungnya. Jadi, apa bedanya?

Pertama, mari kita tinjau prinsip kerja bohlam. Saat kita menyalakan bohlam arus akan mengalir melalui filamen yang menyebabkan tungsten memanas. Panas dari aliran elektron ini akan menyebabkan atom-atom pada kristal bergetar dan elektron yang terikat pada atom meloncat ke tingkat energi yang lebih tinggi. Saat elektron yang terikat kembali ke tingkat energi semula, kelebihan energi yang dimiliki elektron akan “dibuang” dalam bentuk foton, atau dalam kata lain filamen akan berpijar. Foton yang dihasilkan berkisar pada rentang cahaya tampak dan infra merah. Pada temperatur tinggi, filamen ini akan menghasilkan lebih banyak cahaya tampak dari pada infra merah. (itu sebabnya dipilih tungsten yang memiliki titik leleh tinggi sebagai filamen dari bohlam.) Selain itu, bohlam diisi dengan gas inert agar filamen tungsten tidak teroksidasi dan rusak.

Lantas, bagaimana dengan prinsip kerja lampu neon?
Proses pertama yang terjadi ketika lampu dinyalakan adalah “meloncatnya” elektron dari katoda. Elektron-elektron ini akan menumbuk dan mengionkan gas neon (inert) yang terdapat di dalam tabung. Arus yang dihasilkan dari ion-ion ini menguapkan raksa. Raksa yang telah menjadi uap ini kemudian bertumbukan dengan ion dan juga elektron, menyebabkan elektron yang terikat di atom raksa tereksitasi ke tingkat yang lebih tinggi. Elektron ini kemudian akan terelaksasi sambil memancarkan sinar UV.

Sinar UV? Berbahaya dong?
Tunggu dulu… Di sini lah fungsi lapisan putih pada tabung kaca. Lapisan ini akan menyerap sinar UV ini. Di lapisan ini kembali terjadi proses eksitasi elektron yang disusul oleh emisi foton akibat relaksasi elektron, kali ini rentang frekuensi dari foton ada pada daerah tampak. Apalagi tidak semua sinar UV itu berbahaya, bahkan ada yang dibutuhkan oleh tubuh.

“Itu listrik kan jadi lebih irit bila bohlam diganti dengan neon”

Bohlam memiliki rentang frekuensi pada cahaya tampak dan inframerah, sedangkan cahaya infra merah tidak dibutuhkan oleh mata. Berbeda dengan lampu neon yang mampu mengubah cahaya tidak tampak (sinar UV) menjadi cahaya tampak dengan bantuan dari lapisan putih pada lampu neon. Selain mengeluarkan cahaya tidak pada daerah tampak, bohlam juga terlalu banyak “memakan” listrik menjadi panas.

Pada lampu neon, adakah sinar UV yang lolos?
Kebanyakan sinar UV akan diserap dan menjadi cahaya tampak oleh lapisan fosfor. Pada kenyataannya, sinar UV, walaupun dengan intensitas kecil, tetap dihasilkan oleh lampu neon.

Bahkan saat ini ada lampu neon (fluorescent) dengan spektrum yang mirip spektrum pancaran Matahari. Lampu dengan rentang sinar UV ini sengaja ditemukan untuk membantu produksi vitamin D pada “orang-orang kantoran”.

Sore itu adalah hari terakhir pengambilan gambar untuk film terbaru sutradara kawakan, Stipen Spilberk dari Lembah Cikoneng, yang berjudul Ieu deuih Jons dan Kampung Jojodog Herang. Setelah bayar honor para pemain dan nasi timbel tadi malam, Stipen membawa roll film hasil shooting ke laboratorium untuk dicuci (30 menit jadi!). Karena diburu oleh deadline, proses pengolahan dilakukan tidak dengan hati-hati. Hasilnya, saat pemutaran perdana film “Ieu deuih Jons dan Kampung Jojodog Herang” penonton dikecewakan saat beberapa adegan urutannya terbalik (kata penonton lho). Stipen Spilberk terpaksa meminta maaf kepada penonton atas kejadian ini.

Keesokannya, Stipen membawa roll film tersebut ke laboratorium pribadi miliknya. Stipen menyelidiki bagian yang dianggap terbalik oleh penonton:

Pada frame tersebut, yang diinginkan dalam film adalah adegan agar percepatan benda berarah ke bawah. Urutan yang seharusnya (kata penonton) adalah dari kanan ke kiri, padahal menurut Stipen harusnya dari kiri ke kanan. Ia pun mulai bertanya-tanya dalam pikirannya,

Apa yang salah? Bukankah saya sudah pasang dengan benar (kiri ke kanan) supaya benda dipercepat ke bawah? Memangnya saat frame film dibalik (kanan ke kiri), ke mana arah percepatan?
ke bawah? atau ke atas? Bukannya jadi ke atas?

Perhatikan lagi frame di atas. Saat frame dipasang pada posisi benar atau salah (terbalik), ternyata percepatan yang ada tetap mengarah ke bawah. Saat frame dipasang terbalik, arah kecepatan (pergerakan) yang dimiliki oleh bola memang berlawanan namun kecepatan bola menjadi berkurang, sehingga percepatannya ke bawah. Sebagai contoh, coba rekam/perhatikan pergerakan bola yang sedang dilontarkan ke atas. Percepatan selalu berarah ke bawah, ke arah pusat bumi. Bola akan naik dengan kecepatan yang berkurang, berbalik arah, kemudian bergerak ke bawah.

Sering kali orang keliru antara kecepatan dan percepatan. Meskipun memiliki hubungan secara matematis, kecepatan dan percepatan adalah dua vektor yang secara konsep harus dibedakan. Arah mereka bisa saja sama atau berbeda pada sumbu gerak. Hukum ke dua Newton menjelaskan hubungan antara gaya dan percepatan, tidak dengan kecepatan. Kemudian kita tahu pernyataan Aristotle bahwa untuk membuat sebuah benda terus bergerak dibutuhkan gaya adalah salah.

Bagaimana Pak Stipen? Sudah mengerti? Jadi sama saja mau kiri ke kanan atau kanan ke kiri. Pak Stipen salah sangka karena menganggap hanya urutan kiri ke kanan yang percepatannya ke bawah, sementara penonton juga salah sangka karena menganggap hanya urutan kanan ke kiri yang percepatannya ke bawah.
Bingung ya? Baca buku dong… (jangan baca blog ini melulu)

Oven microwave mengeluarkan gelombang mikro yang kemudian diserap oleh air yang terkandung dalam makanan. Gelombang mikro tersebut membuat kutub-kutub molekul air berputar atau berosilasi, dan “friksi” (gesekan) di antara material mengubah energi kinetik menjadi energi termal sehingga temperatur naik (kita masak, nyok!).

[gambar dari wikipedia.org]

Misalkan kita membuat sebuah balok es yang di tengahnya terdapat air yang terkurung (dalam wujud cair) dikelilingi balok es, kemudian menempatkannya ke dalam oven microwave. Dapatkah kita mendidihkan air di dalam balok es tersebut?

Jawabannya:
Tentu saja, iya!

Molekul air, dalam wujud cair, akan berotasi ketika menerima gelombang mikro dan mengirimkan energi sehingga molekul di sekitarnya berguncang. Molekul air dalam keadaan padat (es) terkunci pada posisi tertentu (kristal) dan tidak bisa berotasi. Wow! Berarti kita akan mendapatkan air mendidih di dalam sebuah es!

Hmm… Ini artinya apa ya?
Penyerapan energi yang selektif!
Banyak sekali kejadian khas di alam yang menerapkan fenomena seperti ini. Sebut saja klorofil pada tumbuhan hijau. Molekul krorofil A dan B menyerap (secara selektif) warna kebiruan dan kehijauan untuk proses fotosintesis. Pada ukuran yang lebih kecil, nukleus (inti atom) bersifat sangat pemilih dalam hal penyerapan energi sinar gamma. Atau lihat sebuah bilik yang bisa meredam atau menguatkan gelombang suara. Wow!

Sekarang bagaimana sifat “penyerapan energi” kalian-kalian?