Energi Matahari
Semua ruangan di alam semesta ini diisi oleh udara dan terdiri dari molekul molekul serta atom - atomnya. Udara ini merupakan zat yang tidak terlihat, sehingga sangat sulit bagi kita untuk membuktikan keberadaannya dengan mata telanjang. Kemudian, oleh seorang fisikawan bernama Harry, isi zat / udara tersebut dinamakan ether.
1. Hypothesa Ether
Dari hasil uji coba fisika, kita mengetahui bahwa :
a. Gelombang-gelombang cahaya yang pendek dan gelombang elektromagnet yang panjang dari telegraf tanpa kawat akan merambat melalui ether dengan kecepatan 300.000 Km / detik.
b. Cahaya yang diterima oleh Bumi datang melalui ether dari titik – titik yang sangat jauh di angkasa.
c. Planet-Planet bergerak selama ribuan tahun dalam ether dan tidak terlihat gejala perlemahan.
Dengan demikian, dapat kita tarik kesimpulan bahwa sifat – sifat ether adalah :
a. Ether bersifat elastis sempurna dan homogen.
b. Ether mengisi semua ruang di alam semesta.
c. Ether dapat membuat gesekan di dalam tanpa menimbulkan tegangan pada benda yang bergerak.
2. Sumber - Sumber Energi Pada Atmosfer
Didalam atmosfer, kita kenal ada 3 sumber energi yaitu :
a. Matahari, sebagai sumber energi utama
b. Energi dari matahari dapat mencapai Bumi dalam bentuk energi pancaran, yang dirambatkan melalui ether dalam bentuk gelombang - gelombang.
c. Bumi kita sendiri
d. Jika kita masuk jauh kedalam lapisan Bumi, sebagai contoh pengeboran minyak, maka kadang selain minyak bumi juga akan keluar gas yang kita kenal dengan sebutan gas alam. Gas alam ini adalah sumber energi dan ini berasal dari aliran panas dari dalam permukaan Bumi.
e. Bintang – bintang.
Sebagai sumber energi utama, matahari akan mentransfer energinya yang berupa panas ke planet – planet di alam semesta. Cara pentransferan energi panas / kalor ini dapat terjadi dengan 3 cara yaitu :
1. Konduksi : yaitu perpindahan energi panas / kalor melalui suatu zat perantara tanpa disertai perpindahan partikel - partikel zat tersebut.
2. Konveksi / aliran : yaitu perpindahan energi panas / kalor yang disertai dengan perpindahan partikel -partikel zat tersebut yang disebabkan oleh perbedaan massa jenis zat.
3. Radiasi : yaitu perpindahan energi panas / kalor tanpa zat perantara. Perpindahan energi panas / kalor secara radiasi hanya dalam gas dan dapat juga terjadi dalam ruang hampa.
Matahari mentransfer energi panas I kalornya dalam bentuk gelombang elektromagnetik pendek dan menempuh angkasa dengan kecepatan cahaya dengan cara radiasi.
Kuantitas Sinar Matahari
Jumlah sinar matahari yang mencapai suatu titik tertentu di Bumi tergantung dari lamanya penyinaran matahari dan jarak antara matahari dan Bumi. Lamanya penyinaran tergantung dari lintang dan tanggal sedangkan jarak antara matahari dan Bumi tergantung dari tanggal. Sebelum kita membahas kuantitas sinar matahari yang diterima oleh masing - masing bagian Bumi, terlebih dahulu mari kita lihat pengamatan yang dilakukan oleh fisikawan Denmark bernama Johannes Kepler yang disimpulkan dalam Hukum I Kepler yang berbunyi : "Orbit setiap planet berbentuk ellips dan matahari berkedudukan pada salah satu titik fokusnya”.
Peristiwa beredarnya anggota tata surya (termasuk Bumi) mengelilingi matahari disebut revolusi. Setiap kali berrevolusi, Bumi pada suatu waktu akan berada pada jarak yang terdekat dengan matahari, dan pada suatu waktu akan berada pada jarak yang terjauh dengan matahari. Kedudukan terdekat Bumi terhadap matahari disebut perihelium dan kedudukan terjauh Bumi terhadap matahari disebut aphelium. Perihelium Bumi terjadi pada tanggal 1 Januari dengan jarak Bumi – matahari sejauh 147 juta Km, sedangkan Aphelium Bumi terjadi pada tanggal 1 Juli dengan jarak Bumi – matahari sejauh 152 juta Km.
Seperti kita ketahui, matahari berkedudukan tetap dan tidak bergerak karena matahari bertindak sebagai pusat / sentris tata surya kita. Tetapi, mengapa matahari terlihat dari bumi tampak terbit dan bergerak dari cakrawala timur dan terbenam di cakrawala barat( disebut juga dengan gerak semu harian matahari )? Ini disebabkan oleh rotasi ( perputaran pada porosnya ) Bumi dalam selang waktu 24 jam. Peristiwa rotasi Bumi jugalah yang menyebabkan adanya siang dan malam, perbedaan waktu antara tempat - tempat dengan bujur yang berbeda di Bumi, serta penggembungan Bumi pada katulistiwa dan pemepatan Bumi pada kutub kutubnya. Kemudian, apa akibat dari revolusi Bumi? Akibat dari revolusi Bumi yang paling utama adalah kuantitas sinar matahari yang akan diterima masing- masing bagian Bumi yaitu :
1. Katulistiwa
Terdapat 2 periode dimana kuantitas sinar matahari di katulistiwa mencapai maksimum yaitu pada tanggal 21 Maret dan 23 September. Karena pada tanggal 1 Januari melewati perihelium, maka kuantitas sinar matahari yang diterima katulistiwa pada tanggal 21 Maret akan lebih banyak dibandingkan tanggal 23 September. Ini bisa kita lihat pada gambar.
Gambar Siklus Posisi Matahari Terhadap Katulistiwa
2. Belahan Bumi Utara
Kuantitas sinar matahari pada belahan Bumi utara terbagi menjadi 4 periode yaitu :
a. Pada tanggal 21 Maret - 21 Juni, kutub utara akan makin condong ke arah matahari dan mengalami
siang hari total tepat pada tanggal 21 Juni. Akibatnya, pada periode ini, pada belahan Bumi Utara
musim semi dan siang hari akan menjadi lebih panjang. Dengan kata lain kuantitas sinar matahari
pada periode ini cukup banyak.
b. Pada tanggal 21 Juni – 23 September, kecondongan kutub utara ke arah matahari pada pada
periode ini makin berkurang. Akibatnya, pada periode ini, pada belahan Bumi utara, musim panas
dan siang hari akan menjadi lebih panjang. Dengan kata lain kuantitas sinar matahari pada periode
ini sangat banyak dan mencapai peak pada tanggal 21 Juni.
c. Pada tanggal 23 September - 22 Desember, kutub utara makin menjauhi matahari dan mengalami
malam hari total pada tanggal 22 Desember. Akibatnya, pada periode ini pada belahan Bumi utara
musim gugur dan malam akan menjadi lebih panjang. Dengan kata lain kuantitas sinar matahari
pada periode ini berkurang cukup banyak.
d. Pada tanggal 22 Desember - 21 Maret, kecondongan kutub utara ke arah matahari akan kembali
bertambah. Akibatnya, pada periode ini pada belahan Bumi utara musim dingin dan malam akan
menjadi lebih panjang. Dengan kata lain kuantitas sinar matahari pada periode ini berkurang
sangat banyak dan mencapai peak pada tanggal 22 Desember.
3. Belahan Bumi selatan
Sama dengan kondisi yang menimpa belahan Bumi utara, kuantitas sinar matahari pada belahan Bumi selatan dibagi menjadi 4 periode yaitu :
a. Pada tanggal 21 Maret – 21 Juni, kutub selatan makin menjauhi matahari dan mengalami malam hari total tepat pada tanggal 21 Juni. Akibatnya, pada periode ini pada belahan Bumi selatan musim gugur dan malam hari akan menjadi lebih panjang. Dengan kata lain kuantitas sinar matahari pada periode ini berkurang sangat banyak dan mencapai peak pada tanggal 21 Juni.
b. Pada tanggal 21 Juni - 23 September, kecondongan kutub selatan ke arah matahari bertambah. Akibatnya, pada periode ini pada belahan Bumi selatan musim dingin dan malam hari akan menjadi lebih panjang. Dengan kata lain kuantitas sinar matahari pada periode ini berkurang cukup banyak.
c. Pada tanggal 23 September - 22 Desember kutub selatan makin condong kea rah matahari dan mengalami siang hari total pada tanggal 22 Desember. Akibatnya, pada periode ini pada belahan Bumi selatan musim gugur dan malam hari akan menjadi lebih panjang. Dengan kata lain kuantitas sinar matahari pada periode ini sangat banyak dan mencapai peak pada tanggal 22 Desember.
d. Pada tanggal 22 Desember 21 Maret kecondongan kutub selatan ke arah matahari makin berkurang. Akibatnya, pada periode ini pada belahan Bumi selatan musim dingin dan malam hari akan menjadi lebih panjang. Dengan kata lain, kuantitas sinar matahari pada periode ini berkurang cukup banyak.