Inframerah - Pendeteksi Ranjau Darat

Pendeteksi Ranjau Darat

Organisasi PBB memperkirakan ada lebih dari 100 juta ranjau darat tersebar di hampir 80 negara. Kebanyakan dari negara-negara tersebut tidak memiliki catatan tentang dimana letak ranjau-ranjau itu. Seperti kita tahu, ranjau darat aktif bisa meledak karena injakan seseorang; senjata ini tidak ditandai, karena memang disiapkan sebagai jebakan. Ranjau seperti ini masih menebar ancaman bagi warga sipil yang tinggal di dekat atau sering melewatinya.

Alat pendeteksi ranjau darat memiliki banyak sensor yang bisa merekam atau menyimpan data tentang keadaan suatu wilayah tertentu. Mereka mendeteksi hampir segala gejala atau fenomena abnormal di tanah. Sensor pencari panas sering digunakan karena senjata, bom, dan alat peledak apapun biasanya menyerap dan mengeluarkan panas secara berbeda dibandingkan dengan tanah disekitarnya. Fluktuasi panas di permukaan ranjau tentu saja berbeda dengan yang terjadi di permukaan tanah; hal ini digunakan oleh operator alat pendeteksi untuk mengawali inspeksi lebih lanjut.


Jenis tanah, tingkat kelembaban, dan intensitas cahaya matahari sangat mempengaruhi keakuratan sinar inframerah. Gambar disamping menunjukkan hasil metode deteksi ranjau darat yang dikembangkan oleh para teknisi dari Ryerson University dan American Universiy of Beirut di Lebanon. Sinar inframerah bisa dengan mudah mengidentifikasi beberapa ranjau darat yang dikubur sekitar 2 cm dibawah tanah. Ranjau darat ditunjukkan oleh titik-titik berwarna kuning; perbedaan warna ditimbulkan karena suhu yang berbeda antara tanah tan ranjau.

Beberapa sensor lain juga digunakan untuk membantu pemetaan sinar inframerah termasuk pelacak logam (tetapi ranjau jenis baru dibuat tanpa menggunakan bahan logam), sistem radar tembus tanah (ground penetrating radar system), dan pendeteksi lahan magnetik dalam tanah. Penelitian lebih lanjut untuk menemukan pendeteksi ranjau yang lebih akurat masih dilakukan hingga sekarang.

Sinar inframerah tidak bisa menembus dinding atau permukaan non-transparan apapun. Pada dasarnya, pendeteksi ranjau darat mengimplementasikan sensor pencari panas pada inframerah-nya. Pancaran panas dari bahan logam dapat terdeteksi, tapi tidak cukup untuk mengidentifikasi bahwa logam tersebut memang merupakan ranjau.

Sekali lagi, inframerah hanya memvisualisasi pancaran panas yang tertangkap secara langsung, bukan menembus dinding atau permukaan tertentu termasuk kaca, karena kaca juga memancarkan panasnya sendiri.

Sinar Inframerah

Sinar Inframerah

Teropong, alat pelacak ranjau, dan teleskop ruang angkasa mungkin sama sekali tidak berhubungan, tapi mereka punya satu kesamaan yaitu menggunakan teknologi sinar inframerah.


Mata manusia pada dasarnya sangat sensitif terhadap cahaya, terutama yang memiliki warna seperti merah, kuning, hijau, biru, ungu, dan lain-lain. Dari semua jenis cahaya di alam semesta, hanya sejumlah kecil yang bisa terlihat oleh manusia. Gelombang radio, X-ray, dan microwave merupakan jenis cahaya juga, tapi tentu saja memiliki banyak atribut berbeda dengan sinar yang biasa kita lihat. Untuk lebih jelasnya, perhatikanlah gambar spektrum elektromagnetik di samping; tabel ini dignakan untuk membedakan jenis-jenis cahaya. Tentu saja kita tidak bisa melihat keberadaan sinar infra merah, tapi kita selalu dapat memanfaatkannya untuk membantu penglihatan.

Night Vision Goggles (Teropong/keker untuk membantu penglihatan dalam gelap)

Ada beberapa jenis alat yang menggunakan sinar inframerah misalnya teropong dan teleskop. Alat seperti ini sering digunakan oleh tentara atau pengintai sehingga mereka bisa melihat dengan jelas walaupun dalam keadaan gelap. Secara umum inframerah dapat berfungsi dengan 3 metode berbeda antara lain thermal imaging (pencari panas), low light imaging (optimalisasi sumber cahaya), dan near infrared imaging (menggunakan dua alat sinar inframerah).

Thermal Imaging

Saat Anda berada di tempat dimana benar-benar tidak ada sumber cahaya sedikitpun, thermal imaging goggles adalah alat yang Anda inginkan. Semua orang dan benda dimanapun tempatnya, selalu mengeluarkan panas yang selalu bisa dideteksi oleh infra merah. Thermal imaging goggles dapat menciptakan atau memberi gambaran elektronik berdasarkan perbedaan panas yang terdapat di suatu tempat. Benda atau yang makhluk dengan panas lebih tinggi panas akan menghasilkan visualisasi paling jelas. Kontras warna bisa saja merah muda, biru atau warna lain, tapi yang paling umum digunakan adalah warna hijau karena indra penglihatan manusia lebih sensitif pada warna ini.

Low Light Imaging

Seperti disebutkan sebelumnya, low thermal imaging akan berusaha mengoptimalkan semua sumber cahaya di suatu tempat, walaupun intensitasnya sangat kecil. Inframerah jenis ini akan menyerap ultraviolet dan semua sinar yang bisa ditangkap mata manusia kemudian menerapkan prinsip elektronik untuk menguatkan sinar tersebut. Diantara semua jenis inframerah yang dimanfaatkan untuk membantu penglihatan, low light imaging menghasilkan visualisasi paling jelas. Bahkan visualisasi yang dihasilkan sangat detil sehingga Anda akan mampu membedakan wajah/mengidentifikasi objek.

Near infrared Imaging

Metode ini membuthkan dua alat berbeda antara lain infrared emitter (pemancar inframerah) dan infrared detector (penangkap inframerah). Pemancar akan mengeluarkan atau mengirim sinar inframerah, yang kemudian akan terdeteksi oleh penangkap sinar untuk menghasilkan visualisasi. Proses ini akan sama dengan model kamera yang menggunakan flash. Saat sinar dari flash kamera tersebut menerangi objek, hasil gambar akan menjadi lebih terang. Hanya saja dalam hal ini, flash yang digunakan adalah inframerah, sehingga Anda tidak bisa melihat proses ini terjadi. Metode seperti ini sangat berguna jika Anda ingin mengetahui/melihat keadaan suatu tempat tanpa menggunakan sinar terang, biasanya teknik ini digunakan untuk sistem keamanan atau kamera televisi.

Mana Yang Lebih Cepat Membeku: Air Panas atau Air Dingin?

Mana Yang Lebih Cepat Membeku: Air Panas atau Air Dingin?

Tanyalah pada semua orang dan hampir semuanya akan menjawab bahwa air dingin lebih cepat membeku daripada air panas; tentu saja mereka salah. Logika sederhana akan menggunakan prinsip air membeku pada suhu 0° Celsius. Air dengan suhu lebih tinggi tentu membutuhkan waktu lebih lama daripada air bersuhu rendah untuk mencapai temperatur nol derajat Celsius. Jika Anda menelaah masalah ini dari sudut pandang fisika, Anda akan menemukan jawaban yang bertentangan dengan logika sederhana tersebut.

Dengan menggunakan proses pendinginan yang sama, air panas lebih cepat membeku daripada air dingin. Fenomena ini pertama kali diteliti pada tahun 1963 oleh seorang siswa dari sekolah menengah di Tanzania, bernama Erasto Mbepa. Teori ini kemudian dinamakan sebagai Mbepa Effect (efek Mbepa). Mbepa menemukan bahwa jika air dengan suhu berbeda (tinggi dan rendah) didinginkan pada saat yang sama, air panas justru mengalami pembekuan lebih awal. Penelitian Mbepa membenarkan dugaan para pemikir kuno seperti Aristotle, Francis Bacon, dan Rene Decartes; semuanya menduga (walaupun belum bisa membuktikan) bahwa air panas lebih cepat mencapai suhu 0° daripada air dingin.

Proses penguapan menjadi penjelasan yang paling bisa diterima sebagai salah satu faktor penting dalam kasus ini. Saat air panas ditempatkan dalam sebuah wadah terbuka (seperti gelas, panci, atau ember tanpa tutup, dsb) berat massa air berkurang drastis karena sebagian menguap. Karena volume air berkurang, proses pembekuan bisa berlangsung lebih cepat. Hal ini hanya bisa dilakukan jika air berada di wadah terbuka, karena dalam keadan tertutup sebuah wadah akan tetap menyimpan volume air yang menguap. Pada dasarnya, pross pembekuan air berusaha menghilangkan panas dari air untuk mencapai suhu 0° Celsius; penguapan akan mempercepat proses terbuangnya panas.

Air dingin yang sedang dibekukan cenderung mengikat/menarik kandungan gas dari udara disekitarnya; ketika beku, gas ini akan menjadi gelembung udara. Itulah kenapa Anda melihat banyak gelembung udara di dalam sebuah blok es. Kandungan gas yang masuk ke air menurunkan titik beku (freezing point), sehingga memperlama proses pembekuan.

Distribusi suhu yang tidak merata juga juga bisa mendukung teori Mbepa Effect. Ketika Anda memanaskan air dalam sebuah wadah, bagian pertama yang mengalami peningkatan suhu adalah yang paling bawah, tapi dengan segera bagian ini akan naik ke permukaan. Kita bisa menarik kesimpulan bahwa air dengan suhu terpanas selalu berada di bagian permukaan. Dalam istilah fisika, perpindahan posisi air dengan suhu berbeda ini disebut convection current. Air panas yang sedang didinginkan akan melakukan banyak convection current; setiap kali terjadi, air yang berada di tempat paling atas akan kehilangan sebagian panasnya.

Hal yang sama juga terjadi pada gas dan di lautan. Karena air dengan suhu paling rendah berada di bagian paling bawah, proses pendinginan juga bisa berlangsung dengan cepat. Walapun banyak air panas yang harus dibekukan, proses pendinginan suhu akan tetap berlangsung dengan cepat.