Bagaimana Mebina Teleskop Pemantul Anda Sendiri?

Antara telescope berkualiti tinggi.

Teleskop merupakan antara peralatan yang agak mahal untuk dimiliki oleh semua. Namun ianya boleh dibina sendiri dengan harga yang jauh lebih murah. Walaupun teleskop yang dibina sendiri mungkin tidak mempunyai kualiti seperti teleskop moden yang lain, namun ia jauh lebih baik daripada teleskop yang digunakan oleh Galileo Galilei untuk mencipta sejarah ratusan tahun dahulu.

Seperti juga peralatan-peralatan lain, teleskop berubah mengikut peredaran zaman. Teleskop yang digunakan oleh Galileo Galilei merupakan teleskop optik biasa yang menggunakan kanta objektif cembung (convex objective lens) dan juga kanta mata cekung (concave eye lens) dan rekaan seperti ini dinamakan sebagai Galilean telescope. Percayakah anda bahawa teleskop yang digunakan oleh Galileo Galilei menghasilkan imej yang amat kabur, dengan kuasa pembesaran yang amat rendah?

Galileo Galilei merupakan tokoh dalam rekaan teleskop.

Contoh teleskop seperti yang direka oleh Galileo.

Banyak faktor yang menyebabkan mengapa teleskop beliau menghasilkan imej yang tidak berkualiti. Namun usaha beliau ini membolehkan teknologi tersebut terus berkembang, diperbaiki, malah menjadikan beliau antara manusia yang dikenang sebagai pereka teleskop terawal.

Perubahan Teknologi Teleskop

Penggunaan kanta cembung ataupun cekung seperti pada teleskop Galileo Galilei mempunyai banyak kekurangan. Kekurangan yang terpaling besar sekali adalah biasan cahaya (chromatic aberration) disebabkan cahaya yang terbias apabila melalui kanta. Jarak fokus (focal length) kanta juga menjadikan teleskop jenis ini memerlukan saiz yang amat panjang untuk menghasilkan kuasa pembesaran yang diperlukan selain turut meningkatkan lagi kesan ‘chromatic aberration’.

Cadangan menggunakan pemantul kaca mula dicadangkan sejurus rekaan Galilean telescope dihasilkan. Ia juga dicadangkan oleh beberapa tokoh awal seperti Alhazen (Hasan Ibn al-Haytham), begitu juga dengan Giovanni Francesco Sagredo yang turut mencadangkan penggunaan kaca cekung sebagai penumpu cahaya bagi menggantikan penggunaan kanta. Penggunaan kaca pemantul ini dapat mengelakkan kesan chromatic aberration seperti yang terdapat pada kanta. Rekaan awal dicadangkan oleh James Gregory pada tahun 1663, dan ia dinamakan sebagai Gregorian telescope. Namun begitu tiada rekaan sebenar yang dihasilkan sehingga Isaac Newton menghasilkan teleskop kaca pemantul yang berfungsi pada tahun 1668. Ia juga menjadikan rekaan teleskop pemantul ini dikenali sebagai Newtonian telescope.

Kesan chromatic aberration pada imej yang dihasilkan.

Teleskop yang dihasilkan oleh Newton pada tahun 1672.

Bagaimana Newtonian Telescope berfungsi.

Namun teleskop dengan pemantul ini juga mengambil masa yang lama untuk menjadi popular kerana kualiti pemantul yang dihasilkan tidak seperti yang diharapkan pada masa tersebut. Namun ia merupakan jenis teleskop yang digunakan oleh Frederick William Herschel (15 November 1738 – 25 August 1822). William Herschel juga sebenarnya menghasilkan teleskopnya sendiri menggunakan pemantul yang dibuat daripada logam yang digilap dengan cermat pada tahun 1774.

Teknologi teleskop ini terus diperbaharui seiring dengan perkembangan teknologi dan ilmu sains. Hari ini teleskop berfungsi bukan sahaja untuk mencerap cahaya yang boleh dilihat dengan mata kasar malah turut mencerap gelombang-gelombang lain seperti infra-merah, x-rays, UV, gelombang radio dan juga gelombang-gelombang pendek. Malah gangguan-gangguan yang disebabkan oleh atmosfera bumi turut diatasi dengan menggunakan teleskop yang ditempatkan di ruang angkasa.

Bagaimana Memiliki Teleskop

Oleh kerana teleskop merupakan peralatan yang mahal, maka membina sendiri teleskop anda merupakan antara jalan yang paling baik. Selain mengelakkan pembaziran wang, ia juga turut membantu anda lebih memahami bagaimana peralatan ini berfungsi. Malah kesemua pakar astronomi seperti yang disebutkan di atas juga membina teleskop mereka sendiri dengan barangan yang berkualiti rendah. Apakah yang menyebabkan anda tidak boleh membinanya.

Untuk memudahkan proses pembinaan tersebut, terdapat video panduan di hujung artikel ini. Kenal pasti barangan-barangan yang diperlukan, langkah-langkah dan teknik penghasilan sebelum anda membuat keputusan untuk membinanya. Fikirkan peralatan ganti sekiranya anda tidak berjaya mendapatkan bahan yang sama seperti yang digunakan di dalam video tersebut. Fahami juga konsep bagaimana peralatan ini berfungsi untuk memudahkan anda menghasilkan teleskop pemantul yang berfungsi (atau apabila anda ingin menghasilkan teleskop yang lebih baik pada masa akan datang).

Semoga paparan kali ini sedikit sebanyak membantu anda dalam mengenali satu lagi peralatan yang penting kepada dunia sains. Antara peralatan lain yang menggunakan konsep yang sama, namun pada skala yang berbeza adalah mikroskop. Mikroskop juga mengalami perubahan teknologi yang jauh berbeza daripada konsep asalnya; mungkin akan dibincangkan pada kesempatan yang lain pula. Selamat mencuba.

Bagaimana Melihat ISS Mengelilingi Bumi?

ISS bergerak amat pantas dan mengambil masa hanya 91.63 minit untuk mengelilingi bumi.

ISS (International Space Station) merupakan salah satu rekaan manusia yang terpaling mahal berada di ruang angkasa untuk menjalankan pelbagai eksperimen bagi membantu kita menghurai pelbagai persoalan. Tidak kurang pula ada yang mempertikaikan kewujudannya di ruang angkasa. Jadi kali ini kita akan melihat bagaimana kita boleh melihatnya sendiri ketika ia mengelilingi bumi.

Untuk memudahkan lagi proses ini anda boleh menyemak video yang disertakan bersama-sama dengan artikel ini yang disediakan oleh John Read yang turut menyediakan buku panduan dalam melihat objek-objek lain di ruang angkasa. Ini kerana, angkasa merupakan ruang yang amat luas dan mencari objek yang kecil seperti ISS menjadi satu perkara yang mencabar – bagi mereka yang kurang berpengalaman.

Selain menyediakan peralatan visual iaitu teleskop yang sesuai anda juga mungkin memerlukan kamera (sekiranya anda ingin merakamkannya). Jadi pilihlah peralatan yang sesuai atau anda mungkin boleh meminjamnya daripada badan-badan yang memiliki peralatan tersebut (sekiranya anda berpeluang).

Tanpa menggunakan apps, kedudukan ISS sukar dipastikan.

Kualiti imej adalah bergantung kepada peralatan yang digunakan.

Anda juga memerlukan applikasi tertentu untuk memudahkan lagi proses mengesan kedudukan ISS (yang akan bergerak dengan pantas ketika mengelilingi bumi). Anda boleh menggunakan Sputnik sekiranya menggunakan iPhone/iPad. Bagi pengguna Android pula anda boleh menggunakan ISS Detector yang boleh dimuat turun melalui Google Play. Tanpa sebarang bantuan, kerja-kerja mengesan kedudukan ISS amat sukar kerana berada jauh di angkasa – amat kecil untuk dilihat dengan mata kasar.

Sediakan peralatan-peralatan lain di lokasi yang sesuai – yang mempunyai kurang pencemaran cahaya (untuk mendapatkan hasil cerapan yang lebih baik). Dapatkan lokasi kedudukan ISS untuk membolehkan anda besedia apabila ia melepasi ruang angkasa di atas anda. Terus mencuba sekiranya anda tidak berjaya buat kali pertama.

Sebaliknya bumi juga merupakan objek yang menarik dilihat dari ISS.

Diharap anda mengambil peluang untuk melihat sendiri peralatan yang menakjubkan ini. Ini kerana ISS bukanlah didirikan oleh sebuah negara malah melibatkan banyak lagi negara-negara maju yang lain. Ia juga secara tidak langsung dapat menafikan andaian bahawa ISS adalah sekadar cerita rekaan. Teruskan usaha anda dalam mengkaji fenomena-fenomena lain juga kerana teknologi memerlukan penglibatan semua. Menarik!

Eksperimen Menarik Dengan Cecair

Palbagai rahsia mengenai ceair yang perlu kita ketahui.

Seperti yang pernah ditampilkan sebelum ini beberapa eksperimen menarik untuk anda cuba bersama anak-anak anda mungkin dapat membantu mereka mengenal dunia sains dengan lebih dekat. Bukan itu sahaja, adakalanya ia turut membantu mereka untuk  lebih berminat di dalam pelajaran.

Di dalam video yang disertakan bersama dengan artikel kali ini terdapat beberapa eksperimen melibatkan cecair. Ia menerangkan perbezaan sifat-sifat cecair daripada beberapa jenis bahan yang berbeza dan kesannya kepada ciri-ciri fenomena lain seperi optik, gelombang bunyi, konduksi haba, tekanan, ketumpatan, kelikatan dan sebagainya.

Setiap sifat-sifat cecair dan kesannya ini disampaikan dalam bentuk eksperimen yang menyeronokkan untuk anda cuba bersama-sama anak-anak anda. Mungkin anda juga perlu mencari jawapannya nanti untuk dikongsikan bersama. Jadi diharap ia sedikit sebanyak merapatkan lagi hubungan kekeluargaan. Bagi para guru juga ia merupakan antara aktiviti yang sangat menarik untuk dikongsi di dalam kelas.

Penyaman Udara (Sistem Penyejukkan) Menggunakan Magnet

Demonstrasi sistem penyejukkan magnet oleh GE.

Sistem penyejukkan samada untuk penyaman udara ataupun peti sejuk menggunakan tenaga yang cukup banyak dan menjadi antara fokus utama dalam usaha penjimatan tenaga. Namun untuk menggantikan teknologi penyejukkan sedia ada bukanlah mudah kerana untuk memindahkan haba memerlukan tenaga yang cukup tinggi.

Teknologi biasa yang menggunakan cecair penyejuk dengan menukarkannya kepada gas (menggunakan gas panas dari luar) dan kemudiannya memampatkan dan menyejukkannya untuk menukarkannya semula kepada cecair. Walaupun ia berjaya menyejukkan ruangan dalaman rumah anda, ia pada masa yang sama pula memanaskan udara di luar rumah.

Ini berbeza dengan kaedah penyejukkan magnet yang tidak menggunakan teknik mampatan. Ia sebaliknya menggunakan magnet namun masih memerlukan agen penyejuk untuk menyejukkan udara disekelilingnya. Teknik penyejukkan menggunakan magnet ini dicapai melalui proses yang dikenali sebagai ‘magnetocaloric effect’. Namun kaedah mampu menghasilkan sistem yang lebih senyap, selamat, lebih kecil, lebih efisyen dan mesra alam.

Konsep sistem penyejukkan magnet.

Antara rekaan untuk membentuk sistem penyejukkan magnet.

Sistem yang dihasilkan oleh badan yang lain pula.

Bahan-bahan magnetik menghasilkan haba apabila terdedah kepada medan magnet dan menyejuk apabila dialihkan daripadanya. Fenomena ini mulanya diketengahkan oleh seorang ahli fizik German Emil Warburg pada tahun 1881. Perubahan suhu ini bagaimanapun adalah terlalu kecil untuk digunakan dalam aplikasi-aplikasi lain. Ia bagaimanapun mendapat perhatian saintis-saintis lain untuk menjadikannya sebagai asas untuk membina kaedah penyejukkan bagi menggantikan teknik sedia ada. Melalui pembangunan teknologi bahan dengan membangunkan bahan ‘magnetocaloric metal’ yang boleh menghasilkan ‘magnetocaloric effect’ yang lebih besar pada suhu bilik.

Ia mengambil masa yang agak panjang untuk membolehkan teknik penyejukkan magnetik menjadi kenyataan. Namun begitu beberapa badan tertentu telahpun mula menyatakan kejayaan mereka dalam menghasilkan sistem penyejukkan melalui kaedah ini antaranya adalah General Electric, GE. Melalui kaedah ini, ia dikatakan dapat menghasilkan sistem penyejukkan dengan 20 – 30%  lebih efisyen berbanding teknologi penyejukkan yang digunakan sekarang.

GE menghasilkan peti sejuk pertamanya pada tahun 1927 – dan teknologi ini tidak banyak berubah sejak 100 tahun ianya diperkenalkan. Mungkinkah kaedah penyejukkan magnetik juga akan dapat bertahan untuk 100 tahun yang akan datang pula?

Sudah tiba masanya teknologi penyejukkan diberikan nafas baru. Ia bukan sahaja demi kemajuan teknologi itu sendiri malah untuk memanfaatkan lagi penggunaan tenaga. Melalui perubahan ini nanti, ia mungkin akan mengubah banyak lagi teknologi yang menggunakan sistem penyejukkan dan mungkin juga akan mencetuskan pembaharuan teknologi untuk peralatan-peralatan yang lain juga.

Permainan-Permainan Menarik Minat Anak Anda Kepada Sains

Minat kanak-kanak mudah diransang dengan peralatan yang betul.

Sepertimana kita ketahui permainan dan kanak-kanak bagaikan tidak dapat dipisahkan. Walaupun adakalanya permainan menjadikan kanak-kanak leka dan terlupa kepada pelajaran mereka, permainan juga bole melakukan sebaliknya. Walaupun tajuk kita merujuk kepada minat kepada sains, ia juga boleh merujuk kepada sebarang minat yang memberikan hasil yang lebih positif kepada anak-anak anda.

Mengapa Permainan Melekakan?

Kebanyakan permainan direka bertujuan untuk mengisi masa lapang selain menguji keupayaan mental mahupun fizikal seseorang. Namun sekiranya ia tidak dilakukan dengan betul (tanpa memenuhi objektif permainan), inilah yang menyebabkan permainan tersebut hanya melekakan dan tidak mendatangkan faedah yang positif (melainkan sekadar mengisi masa lapang).

Bagi memastikan permainan dapat merangsang daya pemikiran anak-anak anda  apa yang anda perlu lakukan adalah mengenali sesuatu permainan tersebut  sebelum memberikannya kepada anak anda. Ini tidak bemakna, ianya adalah permainan pilihan anda (anda hanya mengenali permainan kegemaran mereka dan bagaimanakah ianya boleh mendatangkan kesan positif kepada mereka).

Anda juga digalakkan bermain bersama dengan mereka bagi membincangkan objektif permainan supaya mereka memahaminya dengan lebih baik. Ia boleh dilakukan tanpa menghilangkan keseronokan bermain. Malah, ia akan menjadikan permainan lebih efektif dalam mencapai kualiti permainan terbaik. Adakalanya anda boleh bersama-sama mencari objektif permainan ini dengan mereka – dan ini memberikan mereka peluang meluahkan pendapat.

Pemantauan ibubapa memastikan permainan memberikan impak yang labih berkesan.

Berikut adalah beberapa contoh permainan dan bagaimana anda boleh menjadikan ianya lebih baik.

Lego – Lego merupakan permainan senibina (construction) yang adakalanya menguji kreativiti dan kesabaran. Ia mengajar anak anda untuk membuat perancangan, menyusun setiap blok Lego menjadi sebagaimana pelan yang cuba dihasilkan. Bincangkan pelan tersebut dan berilah peluang anak anda mencubanya sebelum memberikan pertolongan untuk membina satu-satu rekabentuk.

Kanta Pembesar – Ia merupakan permainan yang paling ringkas, namun boleh memberikan impak yang sangat besar. Ini kerana pada kanta pembesar mempunyai ciri-ciri tersendiri yang perlu diterangkan dengan baik (berkenaan sains dan optik). Namun begitu penjelasan ini boleh dilakukan secara berperingkat-peringkat. Terangkan bagaimana cahaya dibengkokkan oleh kanta pembesar yang membolehkan objek kelihatan lebih besar. Anda juga perlu menjelaskan bahaya kanta pembesar yang boleh mengakibatkan kebakaran. Ia juga mempunyai kaitan dengan beberapa peralatan yang lain seperti mikroskop dan teleskop.

Globe dapat memberikan gambaran kedudukan geografi sesuatu kawasan.

Globe – Mungkin bukan merupakan sebuah permainan. Namun globe dapat menerangkan kedudukan geografi sesuatu tempat di bumi. Ia juga memberikan gambaran awal kepada anak anda mengenai perbezaan kawasan-kawasan di muka bumi. Pemahaman ini akan berkembang mengikut masa, namun globe merupakan pencetus keinginan kembara di peringkat awal.

Satu lagi permainan yang memerlukan kreativiti dan kemahiran.

Play Doh (clay) – Satu lagi permainan yang membangkitkan kreativiti mereka sesuatu pada anak anda. Ia juga melatih mereka menggunakan kemahiran tangan mereka dalam membentuk play-doh menjadi sepertimana yang diinginkan. Mulakan dengan membentuk objek-objek yang mudah sehingga kemahiran membentuk objek yang lebih kompleks tercapai. Anda boleh menarik minat mereka dengan membina karektor kegemaran mereka, objek-objek yang dilihat daripada alam mahupun kenderaan dan bangunan.

Mewarna melatih daya fokus dan ketekunan.

Buku Mewarna – Juga merupakan aktiviti yang melatih kemahiran melihat dan menyalin (meniru) semula ke dalam buku mewarna. Adakalanya ia juga boleh ditambah dengan sedikit kreativiti dan imaginasi anak-anak anda sendiri. Ia juga melatih kemahiran anak-anak anda menggunakan jari dan tangan mereka untuk menghasilkan sesuatu – iaitu salah satu ciri yang penting bagi menghasilkan kerja-kerja kreatif seperti melukis, mengukir, menjahit, menyulam, menganyam dan bermacam-macam lagi.

Chess melatih kanak-kanak mengatur strategi.

Catur (Chess) – Permainan catur memerlukan kemahiran berfikir yang lebih kompleks. Namun ia merupakan permainan strategi yang amat baik dimulakan pada usia yang muda. Permainan chess dapat melatih seseorang untuk membuat kiraan beberapa langkah dan membuat andaian gerakan lawan. Ini merupakan satu proses yang memerlukan kemahiran berfikir yang tinggi.

Permainan magnet mengungkap pelbagai keajaiban dunia sains.

Magnet – Magnet merupakan satu lagi permainan yang penting untuk anak anda. Mengenali magnet sebagai pengenalan kepada bahan yang digunakan dalam kebanyakan peralatan di dalam rumah anda. Magnet juga mempunyai hubungan rapat dengan elektromagnet dan tenaga elektrik. Jadi permainan magnet antara permainan terpenting dalam memberikan pengenalan kepada bagaimana elektrik dihasilkan.

Peralatan muzik berfungsi melalui getaran gelombang bunyi.

Peralatan Muzik – Walaupun ianya adalah peralatan muzik mainan, anda boleh menekankan mengenai bagaimana perbezaan gelombang bunyi (frekuensi) menghasilkan bunyi yang berbeza-beza. Ia juga membawa kepada perbezaan bunyi mengikut peralatan yang dimainkan. Ini boleh menerangkan lagi bagaimana daya pendengaran manusia berbeza daripada daya pendengaran sesetengah hidupan yang lain. Muzik juga merupakan salah satu cabang seni yang memperkembangkan kreativiti.

Kebanyakan permainan direka untuk meransang daya pemikiran atau direka berdasarkan sesuatu prinsip ilmu yang perlu difahami. Anak-anak anda mungkin tidak mampu menghuraikannya sendiri. Maka bantuan anda boleh membantu mereka dalam mendapatkan manfaat yang optimum hasil daripada permainan tersebut. Sekiranya anda tidak memahaminya, usahakanlah mencari jawapan kerana anda juga belum terlambat untuk belajar.

Fenomena Sains Menarik Di Dalam Bebola Plasma

Bebola plasma menghasilkan plasma pelbagai warna.

Mungkin ramai yang masih mengingati bebola plasma yang sangat popular beberapa tahun kebelakangan dahulu yang mempamerkan fenomena indah aliran plasma berwarna warni dari pusat bebola tersebut ke dinding bebola kaca yang melindunginya. Disebalik keindahan aliran plasma ini, tersimpan kaedah yang membolehkan ianya dilihat berbanding kebiasaannya plasma tidak dapat dilihat dengan mata kasar.

Plasma merupakan salah satu keadaan unsur daripada pepejal, cecair dan gas. Plasma merupakan gas panas ter-ion yang mengandungi kuantiti ion ber-cas positif dan elektron ber-cas negatif pada jumlah yang sama. Plasma boleh dihasilkan melalui pemanasan gas atau menggunakan medan magnet yang kuat, dilakukan menggunakan laser ataupun penjana gelombang  mikro. Proses ini akan mengurang atau meningkatkan jumlah elektron mewujudkan zarah-zarah bercas positif ataupun negatif yang dipanggil ion, ia akan diikuti oleh penceraian ikatan molekul, sekiranya ada.

Plasma salah satu bentuk unsur yang jarang diberi penekanan.

Bebola plasma lebih popular sebagai hiasan.

Bebola plasma atau juga dipanggil sebagai ‘plasma ball’,‘plasma globe’, ‘plasma lamp’, ‘plasma dome’ atau ‘plasma sphere’ merupakan bebola kaca lutsinar yang diisi dengan campuran beberapa gas nadir (noble gasses) dengan elektrod bervoltan tinggi di tengah-tengahnya. Jaluran plasma akan mengunjur dari elektrod ke dinding kaca apabila elektrik dialirkan menghasilkan warna-warna yang menarik.

Bebola plasma yang pertama adalah dihasilkan oleh pereka terkenal Nikola Tesla semasa melakukan eksperimen untuk arus elektrik pada frekuensi tinggi di dalam tube kaca vakum pada tahun 1894. Tesla menggunakan lampu dari jenis ‘incandescent’ yang berbentuk bulat di mana di tengah-tengahnya pula diletakkan satu elemen pengalir yang dialirkan dengan voltan tinggi dihasilkan daripada ‘Tesla coil’, yang kemudiannya menghasilkan jejalur discas.

Bebola plasma moden dihasilkan semula oleh Bill Parker menggunakan campuran gas-gas yang tidak dapat digunakan pada masa Nikola Tesla. Gas-gas yang digunakan termasuklah xenon, krypton dan neon termasuk beberapa gas yang lain. Malah bebola plasma turut menggunakan bekas yang pelbagai bentuk selain turut dilengkapi dengan litar elektronik bagi menghasilkan cahaya dengan pelbagai warna dan ragam pergerakan plasma yang lebih kompleks.

Matahari juga terdiri daripada plasma.

Kilat juga merupakan plasma.

Aurora satu lagi bentuk plasma.

Bebola plasma menggunakan voltan tinggi dan menghasilkan aliran plasma bercas; ianya selamat tetapi anda perlulah berhati-hati. Walaupun ianya jarang berlaku, kejutan elektrik yang rendah mungkin boleh berlaku. Gelombang radio yang digunakan oleh bebola plasma juga boleh mengganggu peralatan-peralatan elektronik yang lain seperti komputer, telefon bimbit dan lain-lain. Malah sesetengahnya mungkin boleh memberi kesan yang lebih kuat berbanding yang lain.

Namun begitu bebola plasma merupakan sebuah instrument penting di dalam pendidikan (fizik) dalam mengenal satu lagi bentuk unsur yang jarang diberikan penekanan sebelum ini. Adalah dengan pengenalan ini, ianya sedikit sebanyak akan menambah minat anda untuk mengetahui dengan lebih lanjut mengenai plasma dan bagaimana ianya boleh mendatangkan manfaat kepada kehidupan manusia.

Jaluran plasma pada bebola plasma.