Gegasing

Pendahuluan

Gegasing (English-gyroscope) ialah sejenis perkakasan yang digunakan bagi mengekalkan kedudukan suatu objek dalam ruang tiga matra (English-three dimensional space).

Contoh gegasing ialah seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah:

Sumber: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/imgmec/gyro.gif

Untuk memahami bagaimana gegasing berfungsi, kita perlu terlebih dahulu memahami bagaimana gasing berfungsi. Ini kerana gasing ialah bahagian utama yang membolehkan gegasing menjalankan fungsi utamanya, iaitu mengekalkan kedudukan objek.

Gasing ialah sejenis permainan yang terkenal dalam masyarakat Melayu dan telah sebahagian dari budayanya.

Sebelum gasing dimanfaatkan di dalam gegasing, masyarakat Melayu telah menyedari bahawa gasing yang berputar ligat akan berdiri tegak dan kekal pada kedudukan tersebut selagimana ia berada pada kelajuan putaran tertentu, dan jatuh ketika ia berhenti berputar.

Sumber: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgUUssYyBOaPh2olGgdsYc4ypGGOM5W-GwEeoe3A6I3Y6n_KKydjWpylvkBG_wxKujHcG1UDqejVa96qBUIBELOy5JuJAbus-WiCQmXLIt56GrdY08lZOyp95EzDg59FZPx9QVlUgey9gg/s320/gasing20080428wk4.jpg

Sumber:

http://farm4.static.flickr.com/3580/3656148480_4310192a6a.jpg

Gasing yang berputar ligat akan berdiri tegak.

Fenomena gasing yang tegak apabila berputar ini menjadi perkara biasa, bahkan ia menjadi unsur dalam budaya Melayu kerana sudah lama diketahui.

Namun begitu, meskipun ia nampak terlalu biasa dan normal dan tidak perlu diperbincangkan secara terperinci , sebenarnya tidak ramai yang tahu mengapa dan bagaimana ia berlaku. Sedangkan di sebalik fenomena yang mudah dan dianggap remeh inilah tersirat salah satu dari pelbagai prinsip-prinsip asas fizik yang menarik, yang pada masa kini digunakan bagi membantu menstabilkan kedudukan satelit dan kapal terbang ketika menerawang ruang angkasaraya, dan membolehkan layar telefon pintar anda diperbetulkan meskipun anda memutarkannya pada mana-mana arah.

Justeru untuk rencana pada kali ini, penulis akan menerangkan mengenai gegasing atau giroskop dan bagaimana ia berfungsi serta manfaatnya dalam kehidupan seharian.

Bagaimana gasing yang berputar boleh berdiri tegak?

Jika gasing diputarkan dengan perlahan, kita boleh menumbangkannya dari kedudukan tegak dengan mengenakan hanya sedikit daya.

Namun jika ia berputar dengan lebih laju, maka semakin besar daya yang perlu dikenakan ke atas gasing untuk menumbangkannya dari kedudukan tegak.

Ini kerana semakin laju putaran gasing, semakin kukuh kedudukannya semasa ia berdiri dan semakin sukar untuk ia ditumbangkan.

Keupayaan yang membolehkan gasing berdiri tegak ketika ia berputar ialah sejenis momentum yang dinamakan momentum putar (English-angular momentum).

Momentum putar wujud pada semua jasad yang berputar pada satu-satu paksi. Matahari, bulan dan bumi juga memiliki momentum putar masing-masing disebabkan putaran mereka pada paksi masing-masing.

Momentum putar memiliki tiga komponen utama; iaitu jisim, jejari dari pusat putaran dan laju putaran. Momentum putar ialah hasil darab vektor ketiga-tiga komponen ini.

di mana L=momentum putar, m=jisim gasing, r=jejari gasing, v=halaju putaran

Jika gasing diperbuat daripada bahan yang berat, maka ia akan memiliki momentum putar yang tinggi pada laju putaran yang rendah. Maka ia mudah ditegakkan meskipun dengan hanya dikenakan daya yang kecil.

Gasing piring memiliki berat yang lebih besar berbanding gasing bujur. Selain itu, gasing piring juga memiliki jejari yang lebih besar. Maka ia memiliki momentum putar yang tinggi pada laju putaran yang rendah dan lebih mudah ditegakkan di atas tanah.

Sumber: http://gasingindonesia.files.wordpress.com/2009/03/7.jpg?w=300&h=219

Sumber : https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhTpOBO-MB3F4scNEI1w_-C5yu5waWHrZwa9fiJ-sCGYeJlYS8S_eBqL48QPNaX2NF3oLW_AS2tZ1T177rmhKcopv2js-ziaCf4Vi78gnD14HcUwIwAmrA6HB-MfaORHS7GBVgDYv8M3iE/s1600/Gasing+jantung.jpg

Gasing piring (atas) memiliki jejari yang lebih besar berbanding gasing jantung.

Bingkai putar (English-gimbal)

Kebolehan gasing mengekalkan kedudukan tegaknya dalam ruang semasa ia berputar ligat, membolehkan ia digunakan sebagai penetap kedudukan suatu objek dalam ruang.

Untuk tujuan tersebut, satu kaedah diperlukan bagi melekapkan gasing pada satu objek (objek yang ingin dikekalkan kedudukannya dalam ruang) namun membiarkan ia berputar bebas tanpa objek tersebut mengganggu putaran gasing. Maka di sini bingkai putar diperlukan.

Bingkai putar (English-gimbal) dibina daripada tiga gelang, masing-masing dibenarkan berputar pada tiga paksi utama putaran dalam ruang tiga matra (English-three dimensional space), di mana paksi-paksi ini biasanya dinamakan paksi x, y dan paksi z dan berserenjang antara satu sama lain. Gasing akan dilekapkan pada gelang yang paling dalam pada bingkai putar.

Sumber: http://around-the-corner.typepad.com/.a/6a0163057a21c8970d017743e0b713970d-800wi

Rajah menunjukkan bingkai putar tanpa gasing di dalamnya. Jika paksi anggul (English-pitch axis) ialah paksi X, maka paksi guling (English-roll axis) ialah paksi Y, dan paksi rewang (English-yaw axis) ialah paksi Z (mengikut urutan jam). Untuk menghasilkan sebuah gegasing, gelang paling dalam (gelang biru) digantingkan dengan sebuah gasing seperti rajah di bawah:

Sumber: http://images.yourdictionary.com/images/main/A4gimbal.jpg

Apabila gasing dibiarkan berputar di dalam sebuah bingkai putar, bingkai putar tersebut boleh digerakkan ke mana-mana arah tanpa mengubah kedudukan gasing yang sedang berputar dan gelang yang memegangnya. Ini kerana gasing yang berputar akan mengekalkan kedudukannya dalam ruang akibat dari tindakan momentum putar.

sumber: http://www.youtube.com/watch?v=-9WDg7Rwy0o]

Dalam video di atas, kelihatan gasing turut sama berpusing. Jika kita menetapkan gasing tersebut pada satu kedudukan, sebenarnya hanya gelang-gelang tersebut yang berpusing sedangkan gasing tetap berada pada kedudukan yang sama.

Gabungan gasing dan bingkai putar sebagai satu set perkakas ini dinamakan gegasing (English-gyroscope).

Sebarang objek yang ingin dikekalkan kedudukannya dalam ruang akan dilekapkan pada luar bingkai putar dan gasing akan dibiarkan berputar pada bahagian teras bingkai putar (dan dipegang oleh bingkai putar yang paling dalam) menggunakan tenaga elektrik atau medan magnet.

Gasing akan mengekalkan gelang yang memegangnya pada satu-satu kedudukan dalam ruang akibat dari momentum putar, sementara dua lagi gelang boleh diputarkan ke mana-mana arah tanpa mengganggu kedudukan asal gasing di terasnya, dan dilekapkan pada objek yang ingin dikekalkan kedudukannya seperti helikopter dan kapal terbang.

Katakan kita ingin mengekalkan helikopter pada satu-satu kedudukan ketika ia terbang di udara. maka kita melekapkan helikopter ini pada gelang luar dalam bingkai putar sebuah gegasing. Katakan, dalam sebuah penerbangan, helikopter terbang sedikit condong akibat perlanggaran dengan molekul udara yang tebal.

Gelang luar pada gegasing akan ikut sama mencondong, sementara gelang paling dalam akan kekal pada kedudukan asal akibat dari momentum putar gasing yang dipegangnya yang sedang berputar ligat.

Dari itu, belokan helikopter menyebabkan berlaku sedikit sisihan antara gelang luar dan gelang dalam pada bingkai putar gegasing. Sisihan ini diukur menggunakan sejenis pengesan elektronik, menggunakan kaedah pengukuran kemuatan (English-capacitance) atau kearuhan (English-inductance), kemudian menghasilkan isyarat elektrik untuk dihantar ke kipas belakang helikopter.

Kipas belakang helikopter akan berputar bagi membetulkan kembali kedudukan helikopter yang tercondong, ke kedudukan asal. Arah pembetulan ialah berdasarkan isyarat elektrik yang diterima, yang bergantung kepada keadaan sisihan di dalam gegasing.

Prinsip yang sama digunakan pada pesawat penumpang (English-passenger jet), di mana isyarat dari gegasing akan dihantar ke pengawal sayap pesawat atau enjin jetnya bagi membetulkan kedudukan pesawat yang mungkin tercondong akibat dari udara yang tebal dan sebagainya.

Contoh aplikasi gegasing

Gegasing pada zaman moden wujud dalam pelbagai bentuk namun masih memiliki persamaan fungsi dan cara kerja. Gegasing yang wujud dalam Iphone dan kebanyakan telefon pintar digunakan bagi menyelaras kedudukan layar ketika badan telefon pintar ini diputarkan. Gegasing ini amat kecil dan prinsip kerjanya adalah sedikit berbeza berbanding gegasing yang dibincangkan di atas.

Gegasing dalam telefon pintar ialah sejenis gegasing yang dinamakan gegasing getaran jasad (English-vibrating structure gyroscope) di mana ia menggunakan objek yang digantungkan menggunakan spring di dalam sebuah ruang pengesan (English-sensor). Ini bermakna dalam gegasing jenis ini, gasing atau teras berputar digantikan dengan teras yang bergetar.

sumber: http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/37-03/Gyro-04.gif

Rajah di atas menunjukkan teras yang bergetar dalam gegasing getaran jasad. Dalam rajah tersebut, jisim berayun (English-resonating mass) akan sentiasa bergetar ke atas dan ke bawah di antara dua spring yang memegangnya, di dalam sebuah bingkai dalam (English-inner frame). Apabila telefon pintar diputarkan, berbanding bingkai dalaman turut sama berputar mengikut telefon, ia tidak berputar, sebaliknya hanya bergerak lurus ke kiri atau ke kanan. Lihat rajah di bawah:

(Kosa kata tambahan untuk rajah di atas:

Coriolis sense finger (Bahasa Melayu-jejari pengesan daya Coriolis)- jejari ini ialah pengesan pergerakan bingkai dalaman ke kiri atau ke kanan.

Mass drive direction (Bahasa Melayu-arah pergerakan jisim)- arah pergerakan jisim yang bergetar di dalam bingkai dalaman)

sumber: http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/37-03/Gyro-05.gif

Dalam rajah ini, telefon pintar digambarkan seperti sebuah roda yang mempunyai gegasing seperti dalam rajah yang mendahului rajah ini. Jika telefon pintar diputarkan, sejenis daya yang digelar ‘daya Coriolis’ (English-coriolis force) akan menggerakkan bingkai dalaman gegasing tersebut ke kiri dan ke kanan. Sepatutnya, bingkai ini bergerak dalam gerakan berbentuk bulatan, akan tetapi disebabkan jisim di dalamnya bergetar, maka hanya gerakan lurus yang boleh diterjemahkan dari tindakan daya Coriolis. Gerakan ini akan memberikan isyarat elektrik melalui jejari pengesan daya Coriolis di sepanjang bahagian luar bingkai dalaman, dan diproses oleh telefon pintar untuk sebagai contoh, membetulkan paparan pada layarnya.

Sepertimana gasing yang berputar tetap pada paksinya di dalam gegasing, teras yang bergetar juga bergetar tetap pada satah getarannya. Getaran memiliki momentum putar yang tersendiri sebagaimana gasing, di mana momentum putar inilah yang menyebabkan teras yang bergetar berada tetap pada satah getarannya (sebagaimana momentum putar mengekalkan gasing pada paksi putarannya) dan menyebabkan daya Coriolis yang sepatutnya menyebabkan gerakan bengkok bingkai dalaman, diterjemahkan sebaliknya ke dalam gerakan lurus ke kiri dan ke kanan.

Apakah persamaan antara gegasing dengan teras gasing dengan gegasing getaran jasad? Jika gasing dalam gegasing teras gasing disokong dalam bingkai putar, teras yang bergetar dalam gegasing getaran jasad disokong oleh spring. Gegasing getaran jasad secara realitinya dibina daripada cip silikon dan dipaterikan bersama-sama papan litar elektronik. Saiznya amat kecil dan hanya boleh diperhatikan di bawah mikroskop dan biasanya dapat dikenalpasti sebagai komponen elektronik dalam bekas aluminium berbentuk petak yang bersaiz dalam julat sentimeter.

sumber: http://www.altheris.com/graphics/main-photos/gyroscope-example2.jpg

Sebuah gegasing getaran jasad

sumber: http://www.tablix.org/~avian/blog/images2/2011/01/gyroscope_element_inside_micro_rc_helicopter.jpg

Satu lagi gegasing getaran jasad, pada papan litar

Selain telefon pintar, gegasing getaran jasad turut digunakan dalam alat permainan kawalan jauh seperti helikopter kawalan jauh bagi membantu menyeimbangkan kedudukannya di udara ketika terbang dan seterusnya memudahkan kawalan oleh pemain.

Sumber: http://www.beginnerrcairplanes.com/photo/pl305973-easy_sky_3ch_remote_rc_radio_control_helicopter_with_gyroscope_es_qs8003.jpg

Salah satu helikopter kawalan jauh.

Gegasing juga digunakan dalam kapal terbang. Sebagaimana helikopter kawalan jauh, gegasing dalam kapal terbang digunakan bagi mengekalkan kedudukan kapal terbang supaya ia sentiasa berada pada kedudukan yang betul dari aras bumi (tidak terbalik dan sebagainya). Gegasing dalam kapal terbang ialah seperti gasing sebenar (seperti yang dibincangkan pada awal artkel), namun saiz gasingnya lebih besar dan ia dinamakan roda tenaga (English-flywheel).

‘Powerball’

Gegasing juga digunakan sebagai alat senaman tangan yang digelar ‘Powerball’ atau kadangkala digelar ‘gegasing’ secara formalnya. Pengguna akan memutarkan roda di dalam alat senaman ini sehingga ia berputar agak laju.

sumber: http://www.powerballs.com/images/powerball_thumbs/powerball_green_up_web.jpg

Powerball

Powerball sebenarnya ialah sejenis gegasing dengan teras gasing, dan direkabentuk bagi tujuan senaman tangan berbanding digunakan untuk mengekalkan kedudukan jentera dalam ruang.

Powerball berfungsi sebagaimana gegasing dengan teras gasing biasa, cuma ia hanya memiliki dua paksi putaran; satu paksi untuk gasingnya berputar dan satu paksi lagi untuk paksi gasing tersebut berputar. Kedua-dua paksi adalah berserenjang antara satu sama lain.

Dari itu, gasing dalam Powerball boleh melakukan dua jenis putaran; satu putaran ialah putaran gasing tersebut pada paksinya (paksi gasing), dan satu lagi putaran ialah putaran paksi gasing tersebut pada paksi kedua yang selari dengan satah putaran gasing (atau berserenjang dengan paksi gasing).

Sumber: http://www.powerballs.ca/media/bluescale/faq/rotor1.png

Rajah di atas menunjukkan Powerball yang dibuka. Rotor berwarna kuning ialah gasing. Paksi gasing ini boleh bergerak bebas di dalam lurah pada bahagian dalam gelang yang berwarna putih. Perhatikan bahawa paksi pusingan gasing ialah berserenjang dengan paksi pusingan untuk paksi gasing melalui lurah pada gelang putih. Gelang putih ini dilekapkan pada bahagian dalam bekas hemisfera yang berwarna biru.

Dengan putaran gasing yang laju pada paksinya, momentum putar yang terhasil akan cuba mengekalkan paksi putaran gasing pada satu kedudukan tertentu (sebagaimana putaran gasing mengekalkan gasing kepada kedudukan tegak).

Seperti yang dijelaskan, dalam Powerball, gasing juga dibenarkan memutarkan paksinya di sekitar paksi kedua.

Aktiviti senaman tangan dilakukan oleh pengguna dengan mengenakan daya yang melawan daya yang menetapkan paksi putaran gasing tersebut (iaitu dari momentum putar gasing), dengan memusingkan paksi gasing dengan cara menggoncangkan Powerball itu dengan cara yang sesuai.

Semakin laju putaran gasing, maka semakin sukar untuk menukarkan kedudukan paksi putarannya pada paksi kedua, dan semakin besar daya yang perlu dikenakan oleh tangan pengguna. Ini dikatakan akan menguatkan sendi tangan dan daya cengkaman tangan.

sumber: http://www.youtube.com/watch?v=3Zoztg2qz_o&feature=related

Video di atas menunjukkan cara-cara memutarkan Powerball. Tali merah dililit pada gasing kuning dan kemudian ditarik untuk memutarkannya. Kemudian, Powerball digoncang agar gasing kuning turut membuatkan paksinya berputar di dalam gelang di dalam Powerball. Semakin laju gasing kuning berpusing, semakin berat Powerball dan semakin kuat daya yang diperlukan untuk menggoncangkannya.

Aplikasi-aplikasi lain

Dalam bidang telekomunikasi, gegasing juga digunakan dalam satelit buatan manusia bagi melaras kedudukannya relatif kepada permukaan bumi, dan memudahkan kawalan pemantul, panel solar serta penentuan kedudukannya di angkasaraya.

Secara umumnya, gegasing wujud dalam pelbagai teknologi yang ingin mengekalkan kedudukannya dalam ruang tiga matra. Contoh lain penggunaan gegasing ialah dalam teknologi Rolly oleh SONY.

Rolly ialah sejenis robot bebola yang boleh berputar ke mana-mana arah dan ia mampu kembali semula ke kedudukan asalnya meskipun ia sudah melakukan pelbagai putaran dan gerakan-gerakan lain. Ini kerana litar elektronik di dalamnya mengandungi gegasing magnetik kecil yang mampu mengingat dan mengembalikan semula ia ke kedudukan asalnya sama seperti gegasing di dalam kapal terbang.

Sumber: http://www.youtube.com/watch?v=HTxdKi77G20

Rolly

Segway ialah sejenis kenderaan ringkas yang memiliki dua roda kecil pada kedua-dua belah bahagian pemandunya. Imbangan badan pemandu dikawal oleh gegasing getaran jasad yang terletak pada papan litar elektroniknya. Jika pemandu memecut ke hadapan, badannya yang mencondong ke belakang akan dimbangkan ke hadapan dan begitu juga jika pemandu memecut ke belakang. Motosikal satu roda yang dinamakan Ryno juga menggunakan gegasing bagi menyeimbangkan tubuh penunggangnya.

sumber : http://prairiefire.areavoices.com/files/2010/09/6-8-07-segway-police.jpg

Dua orang polis sedang menunggang Segway

sumber: http://c276521.r21.cf1.rackcdn.com/wp-content/uploads/2011/01/RYNO.jpg

Menunggang Ryno.

Sejenis kereta mainan yang boleh bergerak di sepanjang birai baldi boleh dibina menggunakan gegasing dengan teras gasing. Kereta ini dinamakan ‘gyrocar’.

sumber: http://www.youtube.com/watch?v=itZhPQwpj0c

Sebuah gyrocar bergerak di atas sebuah birai tajam.

Kesimpulan

Secara umumnya terdapat dua jenis gegasing; satu yang menggunakan momentum putar iaitu gegasing yang menggunakan gasing yang dibiarkan berputar dalam bingkai putar; dan satu lagi gegasing yang menggunakan getaran jasad di terasnya.

Gegasing getaran jasad lebih mendapat sambutan pada masa kini terutama dalam bidang elektronik kerana harganya yang murah, saiznya yang kecil dan ringan dan tidak memerlukan tenaga yang banyak untuk berfungsi (gegasing yang menggunakan gasing di dalam bingkai putar memerlukan tenaga yang banyak untuk mengekalkan putaran gasing di teras bingkai putar).

Prinsip fizik utama yang diaplikasikan dalam semua jenis gegasing ialah Hukum Gerakan Newton Pertama yang menyatakan bahawa sebarang objek yang bergerak pada halaju seragam (putaran atau gerakan lurus) akan terus bergerak kecuali jika ditindakkan oleh sebarang daya luar.

Momentum putar ialah sebahagian daripada prinsip-prinsip fizik yang membenarkan Hukum Gerakan Newton Pertama. Hukum Gerakan Newton Pertama menyatakan bahawa sebarang gerakan jasad pada halaju tertentu akan kekal pada halaju tersebut selagimana tiada daya luar bertindak ke atasnya. Momentum putar hanyalah sebahagian dari manifestasi hukum tersebut dalam kes jasad berputar dan jasad bergetar.

Tiub hampagas (bahagian 4)- tiub sinar X

[Artikel pendahuluan untuk topik tiub hampagas boleh dirujuk di sini ]


Pada bahagian 3 penulis telah membincangkan mengenai tiub magnetron yang digunakan secara meluas dalam pembinaan radar dan ketuhar gelombang mikro. Untuk bahagian ini (bahagian 4), penulis akan meneruskan perbincangan kepada satu lagi jenis tiub hampagas yang dinamakan tiub sinar X.



Tiub sinar X ialah salah satu daripada jenis-jenis tiub hampagas, yang berfungsi sebagai penghasil sinar X. Tiub ini berevolusi dari tiub sinar katod, iaitu jenis tiub hampagas yang paling awal dicipta.

Sumber: http://www.orau.org/ptp/collection/xraytubescoolidge/GESRT-2.htm

Sumber: http://www.orau.org/ptp/collection/xraytubescoolidge/Ttube.htm


Sejarah

Ketika Wilhelm Roentgen, saintis Jerman sedang mengkaji mengenai tiub sinar katod, beliau mendapati sejenis sinaran dihasilkan apabila anod (tempat di mana elektron berhenti, atau terminal positif bekalan kuasa) ditukarkan kepada logam-logam tertentu.

Beliau memerhatikan bahawa sinaran tersebut berupaya menghasilkan cahaya apabila ia menghentam bahan fosfor (English-phosphorescent material) dan mampu menembusi tisu-tisu badan tetapi tidak tulang temulang, membolehkan ‘bayang-bayang’ tulang tangan beliau ‘dirakam’ pada satu kepingan bahan fosfor.

Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/File:First_medical_X-ray_by_Wilhelm_R%C3%B6ntgen_of_his_wife_Anna_Bertha_Ludwig%27s_hand_-_18951222.gif


Beliau menamakan sinaran yang baru ditemui itu sebagai sinar X, di mana X ialah simbol matematik yang merujuk kepada sesuatu yang asing atau tidak diketahui.


Sinar X digunakan dalam bidang perubatan bagi mengimbas struktur tulang seseorang pesakit bagi memudahkan doktor membuat penelitian terhadap keadaan dalaman tulang dan mengesan kerosakan seperti keretakan, kepatahan dan sebarang keganjilan yang disebabkan oleh faktor-faktor genetik dan sebagainya.

Frekuensi sinar X yang berbeza-beza apabila menghentam sasaran yang berlainan jenis membolehkan ia digunakan bagi menentukan kandungan dan binaan satu-satu molekul dan atom dalam suatu bahan, seperti kaedah yang digunakan oleh ahli kimia iaitu kristalograf sinar X (English-x-ray crystallography).



Sifat-sifat dan bahaya sinar X.


Sinar X ialah sejenis gelombang elektromagnet yang dihasilkan apabila elektron yang berkelajuan tinggi dibiarkan menghentam sasaran logam. Sinar X juga terhasil dalam kuantiti yang sedikit apabila elektron menghentam sasaran bukan logam, seperti elektron dalam senapang elektron dalam peti televisyen.


Dalam rajah juzuk gelombang elektromagnet di bawah, sinar X memiliki frekuensi yang lebih tinggi dari cahaya nampak tetapi lebih rendah dari frekuensi sinar gamma dari reputan radioaktif.

Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Electromagnetic-Spectrum.png


Sinar X tidak boleh dilihat manusia, tetapi ia berperlakuan sepertimana cahaya nampak. Maka, sinar X bergerak lurus, dan boleh dipantulkan. Ia juga boleh dibiaskan (English-refracted) dan dibelaukan (English-diffracted).


Sinar X juga boleh mengeluarkan elektron dari sebarang molekul dan atom jika ia menghentamnya, maka ia tergolong dalam jenis-jenis sinaran yang mengionkan (English-ionising radiation), bersama-sama sinar gamma (English-gamma ray). Semua sinaran mengionkan boleh menyebabkan kanser (English-carcinogen), kebakaran tisu (English-tissue burn), dan kerosakan gen (English-gene damage) dengan mengionkan DNA. Oleh itu, sinar X amat berbahaya jika ia dikendalikan oleh seseorang yang bukan pakar dan tidak berpengalaman.


Seorang pengeksperimen sinar X tidak semestinya selamat ketika mengendalikan sinar X meskipun dia menggunakan kepingan plumbum bagi menghalang sinar X daripada merambat kepadanya. Ini kerana sinar ini berperlakuan seperti cahaya, boleh dipantulkan dari satu arah ke arah yang lain dan juga boleh dibelau dan diserakkan, menyebabkan ia mudah tersebar ke semua arah.


Wilhelm Roentgen juga dikatakan meninggal dunia setelah menderita kesakitan yang dikatakan berpunca daripada pendedahan terhadap sinar X berlebihan ketika beliau melakukan ujikaji di makmalnya.


Bagi mengelakkan sinaran ini dari mengenai manusia dan makhluk lain, pengujikaji dan ahli fizik biasanya menghalakan sinaran ini yang berlebihan ke arah langit atau ke bumi secara menegak.

Kebakaran tisu berpunca dari sinar X berlebihan

Sumber: http://web.princeton.edu/sites/ehs/radiation/Xraytraining/RigakuMiniflexPrism.htm


Penghasilan sinar X

Bagaimanakah hentaman elektron boleh menghasilkan gelombang? Berikut ditunjukkan perumpamaan bagi menggambarkan fenomena ini;

[Buka sendiri pada tab baru untuk pembesaran]

Gelombang sinar X terhasil sebagai tenaga berlebihan akibat dari perlanggaran elektron ke atas sasaran logam. Dalam proses ini, tenaga pergerakkan elektron ditukarkan kepada tenaga haba dan gelombang sinar X.


Ini kerana menurut Hukum Termodinamik Kedua tenaga mesti terpecah dua; satu kepada tenaga yang bermanfaat dan satu lagi kepada tenaga yang tidak bermanfaat. Dalam kes tiub sinar X, tenaga bermanfaat ialah gelombang sinar X, iaitu tenaga yang kita mahukan. Gelombang sinar X merangkumi kira-kira beberapa peratusan kecil dari gelombang pemberhentian yang dinamakan bremmstrahlung.



Merujuk kepada rajah di atas juga, tenaga sinar X boleh diumpamakan sebagai tenaga bunyi akibat perlanggaran sebuah kereta dengan dinding. Dalam kes perlanggaran kereta, tenaga pergerakan kereta ditukarkan kepada tenaga haba, tenaga mekanikal yang merosakkan kereta dan dinding dan juga tenaga bunyi.



Rajah di bawah pula menunjukkan sebuah rajah binaan tiub sinar X dalam bentuk yang lebih mudah difahami:

[Buka sendiri pada tab lain untuk pembesaran]

Filamen dipanaskan oleh bekalan kuasa dari bateri untuk mengeluarkan elektron darinya. Sumber arus terus bervoltan tinggi dibekalkan bagi menghasilkan upaya negatif pada plat bersebelahan filamen, dan upaya positif pada plat yang jauh dari filamen.

Elektron ditolak menjauhi plat yang berkeupayaan negatif kerana elektron bercas negatif (cas negatif yang bersentuhan akan menolak dan menjauhi satu sama lain) dan ditarik oleh plat yang berkeupayaan positif (cas negatif akan tertarik ke atas cas positif). Akibatnya, elektron dipecutkan dari plat berkeupayaan negatif ke plat berkeupayaan positif.

Elektron yang dipecutkan ini akan berlanggar pada satu lapisan logam di plat berkeupayaan positif, lalu menghasilkan sinar X.

Pada bahagian seterusnya penulis akan menerangkan jenis lain tiub hampagas iaitu tetrod, pentod dan triod.

Pendidikan percuma.

Pengenalan

Semua manusia, tanpa mengira warna kulit, agama, keturunan, pangkat dan kekayaan harta benda, berhak mendapatkan pendidikan. Ini kerana pendidikan ialah hak asasi manusia, sama seperti makanan, tempat tinggal dan pakaian. Adalah menjadi satu keperluan untuk manusia tahu hal-hal di sekelilingnya, yang mana untuk ini berlaku, dia perlu menuntut ilmu.

Pendidikan hak semua dan pendidikan percuma

Walaupun pendidikan ialah hak semua, pendidikan tidak semestinya percuma. Jangan kerana memperjuangkan slogan ‘pendidikan ialah hak semua’, maka slogan ‘pendidikan percuma’ dicanangkan bagi membolehkan pendidikan menjadi hak semua. Pendidikan percuma hanyalah jalan terakhir bagi merealisasikan slogan ‘pendidikan ialah hak semua’, sepertimana yang akan diterangkan kemudian.

Di sepanjang sejarah, pendidikan tidak pernah menjadi percuma. Hatta ilmuwan islam terkenal Ibnu Sina pun MEMBELI kitab Al-Farabi di kedai buku jalanan untuk menelaah ulasannya mengenai karya Aristotle. Penulis tidak mengetahui jika benar terdapat guru-guru yang mengajar secara percuma pada zaman tersebut, akan tetapi penulis maklum gajinya dibayar oleh khalifah menggunakan wang baitulmal dan cukai. Siapa di dunia ini yang mahu mengajar secara percuma ?

Jika adapun yang mengajar secara percuma (sebagai contoh, guru seni mempertahankan diri yang mengajar murid-muridnya di gua-gua seperti dalam filem-filem zaman dahulu, atau ketua-ketua tarikat dan ahli sufi), mereka tidak perlu bimbang dengan sumber makanan dan pakaian kerana segalanya mudah diperolehi pada zaman tersebut tanpa memerlukan wang. Tetapi untuk mendapatkan makanan, mereka masih mengeluarkan tenaga seperti pergi memburu, bercucuk tanam atau menangkap ikan dan menjerat haiwan, meskipun mungkin wang tidak dikeluarkan. Tenaga tidak percuma (rujuk Prinsip Keabadian Tenaga dan Hukum Termodinamik Pertama) dan merupakan satu bentuk ‘bayaran’ selain dari wang. Cuma bezanya, di zaman dahulu manusia banyak ‘membayar’ untuk hak asasi mereka menggunakan tenaga berbanding wang, dan manusia pada zaman sekarang banyak menggunakan wang sebagai bayaran berbanding tenaga.

Percuma sebagai ikhtiar

Apabila orang miskin gagal mendapatkan pendidikan kerana kemiskinan yang bukan disebabkan olehnya malas bekerja (tetapi disebabkan kekurangan dirinya yakni mungkin cacat, tidak berupaya bekerja, dll) atau dikenali sebagai ‘miskin tegar’,maka dia berhak mendapatkan pendidikan percuma. Ini kerana dalam kes ini, pendidikan percuma ialah satu-satunya jalan yang tinggal bagi merealisasikan slogan ‘pendidikan ialah hak semua’ di mana orang miskin tegar juga boleh ditunaikan haknya dalam menerima pendidikan.

Begitu juga dengan keperluan asasi yg lain seperti makanan, tempat tinggal dan pakaian. Semuanya adalah hak semua manusia. Tetapi ia bukan percuma. Percuma, seperti makanan, tempat tinggal dan pakaian percuma adalah jalan terakhir bagi mereka yang tidak mampu (bukan malas) untuk berusaha mendapatkannya. Inilah yang mungkin tersirat di sebalik mengapa Islam mewajibkan zakat. Kutipan zakat adalah untuk diberikan secara percuma kepada asnaf lapan, demi memenuhi keperluan asasi yang merupakan hak semua dan bukan hanya menjadi milik orang berada sahaja.

Untuk pendidikan percuma, penulis fikir berdasarkan pengalaman, kerajaan telah melakukan perkara yang sedemikian. Di waktu penulis bersekolah menengah, pelajar-pelajar yang ibu bapanya berpendapatan kurang dari 1000 ringgit (seingat penulis) akan menerima tanggungan yuran, elaun alat tulis sepenuhnya oleh kerajaan. Di zaman sekolah rendah juga begitu.

Pendidikan percuma di Malaysia juga sudah lama wujud dengan pemberian biasiswa-biasiswa kepada pelajar-pelajar yang layak. Pinjaman untuk pengajian tinggi juga diberikan, malah akan ditukarkan juga kepada biasiswa jika pelajar tersebut berjaya menamatkan pengajian dan memperolehi Ijazah Kelas Pertama. Kerajaan mana di dunia ini yang sanggup menghabiskan wang ringgit bagi menaja pelajar yang bakal gagal dan tidak memiliki minat untuk belajar?

Apa yang wajib ditentang mengenai PTPTN?

Falsafah utama di sebalik penubuhan PTPTN ialah bagi membolehkan golongan pelajar miskin melanjutkan pelajaran ke peringkat pengajian tinggi dengan memberikan mereka pinjaman kewangan.

Dengan kata mudah, PTPTN diasaskan bagi membantu orang miskin, supaya pendidikan dapat menjadi ‘hak semua’.

Apa yang wajib ditentang dalam PTPTN bukanlah pemansuhan pinjaman tersebut, tetapi pemansuhan riba’ atau tambahan kepada jumlah yang perlu dibayar oleh pelajar. Jika sebagai contoh dia meminjam sebanyak RM 12000, maka RM 12000 jugalah yang perlu dibayar. Bukannya ditambah lagi sebanyak RM12000 menyebabkan pelajar tersebut terpaksa membayar RM 24000, di mana nilai yang sekali ganda itu tidak pernah dipinjamnya pula. Pinjaman tetap pinjaman, jadi mengapa pula pinjaman mesti diurusniagakan seperti ‘pinjaman’ bank yang mengenakan faedah sebagai urusniaga mengaut keuntungan?

Jika mahu menolong rakyat yang miskin, mengapa pula berurusniaga dengan rakyat dengan menindas mereka?

Antara kepincangan kerajaan dengan pendidikan percuma; dua isu berbeza

Ada yang menuntut pendidikan percuma ini beranggapan kerajaan sudah tentu mampu membiayai pendidikan percuma kerana jika berjuta-juta wang rakyat boleh dibazirkan sesuka hati, mengapa pula hutang PTPTN pelajar yang jumlahnya kurang dari jumlah wang pembayar cukai yang dibazirkan kerajaan itu tidak boleh dilangsaikan? Penulis fikir alasan inilah yang menggerakkan pelajar-pelajar untuk berhimpun mendesak agar pendidikan percuma dilaksanakan.

Secara peribadi, penulis fikir terdapat kecelaruan dalam membezakan isu di sini. Pendidikan percuma adalah pendidikan percuma, ia adalah isu yang tersendiri. Rasuah dan penyelewengan wang pembayar cukai pula isu lain dan ia adalah isu yang juga tersendiri. Jika rasuah berlaku, itu tidak bermakna wang rasuah yang dibazirkan yang jika dapat dirampas kembali dari perasuah, boleh digunakan untuk pendidikan percuma. Ia akan tetap digunakan kembali untuk tujuan asalnya.

Sebagai contoh, jika wang jutaan ringgit yang sepatutnya digunakan untuk projek ternakan lembu dibazirkan dan diseleweng oleh menteri yang bertanggungjawab, andainya wang tersebut berjaya dirampas kembali dari tangan kotor menteri ini (dan inilah yang mahu kita lihat), ia akan tetap digunakan semula untuk projek ternakan lembu dan tidak akan digunakan untuk membayar hutang PTPTN.

Maka apa pula kena-mengena dengan isu pendidikan percuma? Jika kerajaan menggunakan wang pembayar cukai dengan baik, adakah isu pendidikan percuma ini akan dibangkitkan? Mengapa pula pendidikan percuma menjadi slogan menentang rasuah dan penyelewengan wang pembayar cukai? Mengapa pelajar-pelajar ini tidak menukar matlamat perhimpunan mereka dari memperjuangkan ‘pendidikan percuma’ kepada memperjuangkan ‘pemerintah yang bebas rasuah’?

Tidak lain para pelajar yang berhimpun di Dataran Merdeka tersebut MUNGKIN telah dipengaruhi pembangkang, atau mungkin terlalu berkobar-kobar menyahut seruan ‘Anak Muda Harus Bangkit’ yang disuarakan oleh aktivis-aktivis anak muda, tanpa fokus yang jelas mengenai apa yang sepatutnya mereka perjuangkan. Berjuang tanpa fokus sama seperti berlayar di lautan pada malam yang mendung tanpa panduan arah dari buruj, iaitu tanpa panduan yang jelas.

Wujudkah pendidikan percuma secara realiti?

Setakat ini terdapat beberapa negara di dunia yang sedang melaksanakan pendidikan percuma seperti Norway, Finland, Cuba dan Chile. Pendidikan percuma di negara-negara ini bukanlah benar-benar percuma. Ia dinamakan 'percuma' kerana rakyat tidak perlu membayar apa-apa untuk memperolehinya, namun secara hakikatnya, rakyat 'membayar' kos pendidikan melalui pelbagai jenis cukai yang dikenakan, yang kebanyakannya lebih tinggi dari negara-negara yang tidak mengamalkan pendidikan percuma. Selain dari faktor cukai, faktor lain seperti negara yang kaya umpamanya Norway dan Finland yang kaya dengan hasil laut, produk elektronik, petroleum dan pelancongan (negara tundra memiliki landskap yang cantik maka menjadi tarikan utama pelancong), juga membolehkan pendidikan percuma dilaksanakan kerana hutang negara sentiasa berada di bawah paras selamat.

Perdana Menteri ada membuat perbandingan bahawa terdapat negara di dunia yang melaksanakan pendidikan percuma namun mengenakan kadar cukai yang tinggi, iaitu Norway. Ada pula dari kalangan blogger yang menentang dengan menggunakan fakta bahawa cukai kenderaan di Malaysia adalah kedua tertinggi di dunia selepas Norway, maka Malaysia sepatutnya layak melaksanakan pendidikan percuma kerana tahap cukai kenderaannya yang tinggi. Tetapi kenapa mengambil kira hanya cukai kenderaan? Bagaimana dengan pendapatan per kapita? Bagaimana pula dengan membandingkan kadar import-eksport. Norway dan Finland adalah negara maju dan matawangnya juga mahal (mahu fakta, boleh rujuk Wikipedia dan Google). Kadar jenayahnya juga rendah dibandingkan dengan Malaysia, dan kadar penganggurannya juga rendah.

Persoalan ini tidak semudah mengambil kira hanya satu dua statistik terpilih meskipun ia nampak munasabah, bahkan ia harus melibatkan pelbagai perkara yang merangkumi aspek ekonomi dan sosial negara. Bahkan ia harus dibincangkan oleh pakar dan bukannya ‘layman’. Ekonomi negara bergantung kepada banyak faktor yang saling berkait, dan penilaian mesti dilakukan dari pelbagai aspek, bukan hanya dari cukai kenderaan sahaja. Seperti yang dijelaskan, cukai Norway mungkin tinggi tetapi hutangnya rendah. Cukai di Malaysia tinggi tetapi hutangnya juga mungkin tinggi.

Maka jika isu ini hanya berhak dibincangkan oleh pakar-pakar dan pembuat dasar negara, adakah rakyat tidak berhak untuk meminta kerajaan melaksanakannya ? Tidak. Rakyat berhak, tetapi mesti memiliki asas yang kukuh untuk mereka bertindak sedemikian dan benar-benar faham akan situasi semasa negara. Tuntutan mereka mesti dipimpin dan difikirkan oleh pakar-pakar yang memiliki pengalaman, bukan hanya melakukan tuntutan disebabkan berpemikiran bahawa pendidikan percuma itu ‘baik’, memudahkan dan sebagainya, atau lebih buruk, akibat dipengaruhi oleh orang lain terutamanya pembangkang dan aktivis anak muda.

Adakah perlu pendidikan percuma dilaksanakan?

Penulis secara peribadinya bersetuju pendidikan percuma dilaksanakan. Siapa tidak suka benda percuma. Dengan pendidikan percuma, rakyat tidak lagi perlu mengeluarkan wang untuk mendapatkan pendidikan. Tetapi seperti penerangan penulis di atas, pendidikan percuma secara realitinya bukanlah benar-benar percuma. Ia masih memerlukan peruntukan kewangan, dan untuk tujuan tersebut, ia secara tidak langsung bergantung kepada keadaan semasa negara dari pelbagai aspek yang saling berkait dan memerlukan penelitian orang-orang yang pakar seperti ahli ekonomi dan ahli statistik. Jadi apa yang penulis cuma boleh rumuskan ialah pendidikan percuma (percuma di mana rakyat tidak perlu membayar apa-apa tetapi kesemua keperluan kewangan untuk ia dilaksanakan dilakukan oleh kerajaan) adalah TIDAK MUSTAHIL dan boleh dilaksanakan sebagaimana yang telah dilakukan di sesetengah negara di dunia.

Kesimpulan

Kesimpulannya, pendidikan tidak pernah percuma, tetapi pendidikan yang 'percuma' dari segi rakyat tidak perlu membayar apa-apa, adalah tidak mustahil untuk boleh dilaksanakan. Namun perjuangan menuntut pendidikan percuma mesti memiliki sasaran yang jelas dan fakta yang kukuh serta bebas dari pengaruh mana-mana pihak berkepentingan politik. Fakta yang diambil mesti adil dan bukannya bersikap memilih dalam mengambil fakta dan statistik (rujuk pemikiran intelektual).

Kerajaan mesti berusaha ke arah menyediakan pendidikan percuma dan berusaha menyediakan ruang bagi membolehkan ia dilaksanakan, atau sekurang-kurang jika ia terlalu sukar dicapai ( secara realiti pendidikan percuma amat sukar dicapai kecuali jika negara benar-benar maju, dan kemajuan negara bergantung kepada pelbagai aspek seperti yang telah dijelaskan di atas), kerajaan boleh menghampirkan pendidikan kepada pendidikan percuma dengan mengurangkan kadar yuran dan gaji pensyarah yang mencecah puluhan ribu ringgit sebulan.Dengan kata lain, kerajaan mesti berusaha ke arah pendidikan percuma dan menjadikannya salah satu daripada wawasan negara, jika tidak mampu untuk melaksanakannya sekarang.

Menilai berita

Di era internet sekarang, tidak sedikit individu yang mendengar berita dari dua sumber condong (English-bias) ataupun mungkin lebih dari dua.

Sebagai contoh, berita dapat diperolehi dari dua akhbar condong (umpamanya Utusan yang condong kepada parti pemerintah, dan Harakah yang condong kepada parti pembangkang) dan juga media bebas seperti Malaysiakini.

Dengan mendengar berita dari sumber yang berbeza-beza, seseorang dapat mengelak dari tersalah tanggap (English-misinterpret) dengan mengimbangi berita yang diterima dari satu pihak dengan mengambil kira pandangan-pandangan yang pelbagai tentang berita tersebut dari pihak lain yang mungkin dia terlepas pandang. Selain itu, telinga penerima dapat dibuka bukan hanya kepada pihak pemerintah, tetapi juga kepada suara-suara dari pihak pembangkang. Ini ialah asas kepada demokrasi yang sihat.

Namun, mendengar berita dari dua atau lebih sumber berbeza sahaja tidak cukup utk melahirkan seorang penerima berita yang intelek. Apa yang lebih penting yang perlu ada pada seorang penerima berita yang intelek ialah satu kualiti yang dinamakan KEADILAN DALAM MENILAI dari sumber-sumber yang berbeza-beza.

Keadilan dalam menilai ialah salah satu ciri pemikiran intelektual, dan lahir daripada penapis pemikiran yang tidak condong kepada mana-mana pihak. Ia salah satu cara bersikap yang baik dalam menerima satu-satu berita.

Penerima berita yang tidak memiliki kualiti ini, meskipun mendengar berita dua sumber yang berbeza, akan berfikir dan berhujah secara kritikal apabila membahaskan berita dari pihak yang tidak disukainya tetapi menerima bulat-bulat atau berhujah secara ringan apabila membahaskan berita dari pihak yang satu lagi yang disukainya.

Penulis ambil satu contoh. Katakan sebuah parti politik A mendedahkan keburukan moral pemimpin parti politik B. Kemudian parti politik B mendedahkan pula keburukan moral parti politik A.

Seseorang penerima berita yang tidak intelek dan (katakan ) condong kepada parti politik A, setelah menerima berita dari kedua-dua belah pihak, akan bersikap kritikal terhadap berita dari parti politik B namun akan bersikap sebaliknya (bersikap lebih ringan) dengan berita dari parti politik A. Dia akan bertanya soalan-soalan kritikal kepada dirinya seperti ‘Dari mana parti B dapat berita itu?’, ‘Apa sumbernya?’, ‘Benarkah berita ini?’, ‘Sahihkah?’ dan sebagainya, tetapi soalan-soalan sebegini tidak pula diajukan kepada dirinya semasa menerima berita dari parti A yang disukainya. Ini adalah salah satu contoh penilaian yang tidak adil dan berat sebelah.

Seorang penerima berita yang adil dan intelek akan bertanya soalan-soalan sebegitu kepada dirinya apabila menerima apa-apa berita , tidak kira dari parti atau pihak mana sekalipun. Penerima berita yang adil dan intelek akan bertanya dan menyelidik sama teliti dan setara tanpa mengira sama ada pihak itu digemarinya ataupun tidak. Penapis pemikirannya mesti bebas daripada dipengaruhi oleh sama ada parti A mahupun B.

Menilai secara tidak adil (zalim) merupakan petanda bahawa penapis otak telah diracuni oleh pihak yang disukainya. Sangkaan-sangkaan seperti pihak yang tidak disukainya suka menipu, dan memporak-perandakan negara, adalah kekal sangkaan selagimana dia tidak memiliki rasa adil dalam mendengar dan menilai kata-kata dari pelbagai pihak. Pemikir yang intelek mesti membebaskan diri dari sangkaan buruk dan mesti menerima bahawa kedua-dua pihak adalah sama jujur dan sama pincang, dan merupakan manusia biasa yang tidak lebih dan kurang dari satu sama lain.

Apabila penapis otak diracuni dan pemikiran penerima berita mula condong kepada salah satu dari pihak-pihak pembawa berita, itu petanda bahawa daya pemikiran intelektual penerima sudah lemah.

Kesimpulannya, membaca internet, blog-blog pembangkang dan akhbar-akhbar pembangkang sahaja tidak cukup untuk mengimbangi apa yang anda peroleh dari media-media pro kerajaan. Yang lebih penting ialah SIKAP anda dalam menilai fakta-fakta dan khabar-khabar angin dari dua sumber (atau lebih) yang berbeza-beza.