BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca...

40
MADRASAH ALIYAH NW KEMBANG KERANG KEC. AIKMEL KAB. LOMBOK TIMUR PROP. NUSA TENGGARA BARAT BAHAN AJAR TAQIUDIN ZARKASI.S.Pd

Transcript of BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca...

Page 1: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

Bab 1OPTIK GEOMETRIK

Hai … siswa MA… di MTs/SMP telah dipelajari bahwa cahaya merupakan salah satu sumber energi, Energi cahaya sangan dibutuhkan untuk kelangsungan hidup setiap mahluk hidup di Bumi tercinta kita. Cahaya juga bersifat sebagai gelomlombang yaitu gelombang elektromagnetik oleh karena gelombang dapat di pantulkan , dibiaskan, cahaya juga dapat dipantulkan dan dibiaskan.A. Teori Cahaya

MADRASAH ALIYAH NW KEMBANG KERANGKEC. AIKMEL KAB. LOMBOK TIMUR PROP. NUSA

TENGGARA BARAT

BAHAN AJARTAQIUDIN ZARKASI.S.Pd

Page 2: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

FP I

II

III IV

1. Teoti Impuls Rene DescartesCahaya merupakan inpuls yang dapat merambatdengan cepat dari suatu tempat ke tempat lain.

2. Teori Emisi Sir Isac NewtonCahaya terdiri dari partikel-partikel menurutnya benda yang bersinar mengeluarkan partikel-partikel secara tetap ke segala arah dengan lurus.

3. Teori Gelombang Christian HuygensPerambatan gelombang apa pun melalui ruang dapat di gambarKan dengan suatu metode geometris

4. Teori Dualisme Cahaya Albert EinsteinDengan gejala fotolistrik dapat diterangkan bahwa cahaya memiliki sifat sebagai partikel dan juga bersifat sebagai gelombang elektromagnetik.

B. Pemantulan CahayaMenurut arah sinar pantulnya, pemantulan dibedakan menjadi dua yaitu Pemantulan Teratur dan pemantulan Baur .

C. Hukum pemantulan (Willebrord Snellius 1591-1626)1. sinar datang, garis normal, dan

sinar pantul terletak pada satu bidang datar.

2. besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul.

Hal – hal yang penting dalam pembiasan, sehingga sering disebut hukum pembiasan adalah :1. Berkas sinar datang, berkas sinar bias, dan garis normal terletak pada bidang datar2. sinar datang dari medium kurang rapat ke medium yang lebih rapat sinar

dibiaskan mendekati garis normal3. sinar datang dari medium lebih rapat ke medium yang kurang rapat sinar dibiaskan

menjauh garis normal4. sinar datang tegak lurus bidang batas tidak

dibiaskan, tetapi diteruskanD. Pemantulan cahaya pada cermin datar.

Bayangan yang dibentuk oleh cermin datar adalah- Jarak benda kecermin sama dengan jarak bayangan ke cermin- Bayangan negative {berlawanan arah]- Tinggi bayangan sama dengan tinggi bayangan

- Perbesaran =

- Sifat bayangan maya dan tegakPerangkaian dua buah cermin dengan susut-sudut tertentu dapat menghasilkan bangan lebih dari satu.

dengan K = -1 jika 360/a = genap K = 0 jika 360/a = gasal

Contoh Dua buah cermin datar membentuk sudut 30º dan 40º berapakah jumlah bayangan yang dibentuk dari sebuah benda yang berada di depan cermin tersebut

Jawab : = 12 - 1 = 11

= 9

Pada Cermin datar seseorang akan bisa melihat seluruh badanya pada kaca tersebut minimal membutuhkan kaca dengan panjang setengah dari tinggi badanya. Misalnya Heny yang memiliki tinggi badan 140 Cm. untuk bias melihat seluruh badanya pada saat berdandan di depan kaca minimal harus menyiapkan kaca dengan tinggi 70 Cm.

1. Ani mengamati bayangannya pada sebuah cermin datar, jika jarak antara bayangan dengan ani 1,5 m berapakah jarak Ani dengan cermin setelah cermin di geser 10 Cm menjauhi ani.

2. Di depan cermin datar padajarak 30 Cm terdapat sebuah benda yang tinggi 4 Cm cermin kemudian digeser 15 Cm mendekati benda. Berapakah Jarak benda dengan bayangannya.

3. Seseorang yang tingginya 170 Cm. sedang berdandan di depan cermin datar, untuk dapat melihat seluruh badannya, maka tentukan tinggi cermin minimal yang harus dipakai

4. Sebuah benda berada di depan cermin datar yang membentuk sudut a. Pada kedudukan a1 terbentuk bayangan 7 buah setelah digeser ke kedudukan a2 terbentuk bayangan 11 maka pergeseran sudut cermin adalah.

E. Pemantulan cahaya pada cermin lengkung sferisCermin lengkung sferis ini dibagi menjadi 2 yaitu1. cermin cekung

cermin cekung bersifat mengumpulkan sinar (konvergen) ini berarti sinar sinar sejajar yang jatuh pada permukaan cermin dipantulkan kesatu titik api atau titik focus.1. Ruang pada cermin cekung ada 4

2. Pembentukan bayangansinar-sinar istimewa cermin cekung. a. berkas sinar sejajar sumbu utama

dipantulkan melalui titik focus

Page 3: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

P F5

10

IV

P

I II III

I

b. berkas sinar melalui titik focus dipantulakan sejajar sumbu utama,

c. berkas sinar melalui pusat kelengkunagn cermin dipantulkan kembali melalui titik tersebut.

Hubungan Antara Jarak benda, Jarak bayangan serta titik fokus

Ket : S : Jarak Benda Ke cerminS’ : Jarak f : Jarak FokusM : Perbesaranh : Tinggi Bendah’ : Tinggi bayangan

Cara melukis bayangan pada cermin cekung dengan berbagai letak benda di sepan cermin serta sifat bayangan yang dihasilkan :

I. Benda pada R3 , bayangan di R2 sifat bayangan nyata terbalik dan diperkecil

II. Benda pada R2 , bayangan di R3 sifat bayangan terbalik dan diperbesar

III. Benda pada titik P , bayangan di titik P sifat bayangan terbalik dan sama

IV. Benda pada R1 , bayangan di R4 sifat bayangan tegak dan diperbesar

V. Benda pada di titik f , tidak terjadi bayangan

Contoh SoalSebuah benda tingginya 5 cm di letakkan 15 cm di depan cermin Cekung dengan jari-jari kelengkungan 20 cm hitunglah : a. Jarak bayangan b, Perbesaran bayangan c. Tinggi bayangan dan d. lukislah bayangannya. Dik : h = 5 cm Dit s ?

s = 15 cm M ?R = 20 cm Maka f = 10 h’ ?+

a. = =

=

= = s” = 30 cm.

b. = = 2X * Dua Kali

c. = = h” = 2 x 5 = 10 cm

d.

2. Cermin cembungJari-jari kelengkungan dan jarak titik focus cermin pada cermin cembung negatip dan memiliki 4 ruang berada dibelakang cermin, sehingga ruang dicermin ini bersifat maya. Cermin cembung bersifat menyebarkan sinar (divergen)

1. Pembentukan bayangan a. Bekas sinar sejajar sumbu utama di pantulakan seolah olah berasal dari titik focus,b. Berkas sinar seolah olah menuju titik focus dipantulkan sejajar sumbu utama,c. Berkas sinar seolah olah menuju pusat kelengkungan cermin dipantilkan seolah

olah melalui jalannya semula.

Untuk Perbesaran

Page 4: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

2. Sifat bayangan

Pada cermin cembung sifat bayangan yang dihasilkan maya, tegak dan diperkecil

Contoh soal1. Sebuah benda yang tingginya 4 cm berada 15 cm didepan cermin cembung yang

berjari jari 30 cm. hitung tinggi bayangannya.penyelesaiaandiketahui: h = 4 cm

s = 15 cmR = - 30 cm

Ditanya: h` = ?Jawab:

S`=

H`= 2 cm2. Sebuah benda tingginya 12 cm diletakan 10 cm di depan sebuah cermin cembung

dengan jari- jari kelengkungan 30 cm. hitunglaha. jarak bayangan dan b. tinggi bayanganPenyelesaianDiketahui: h = 12 cmS = 15 cmR = -30 cm f = -15 cmDitanyakana. s` = …..cmb. h` = …..cmjawab

S` = -…. (bayangan terletak …. cm di belakang cermin, sifat bayangan maya dan tegak).

1. Sebuah benda tingginya 2 cm terletak padajarak 20 cm dari sebuah cermin cekung jika jarnda tingginya focus cermin 25 cm. tentukan jarak bayangan, perbesaran, tinggi bayangan dan sifat bayangan.

2. Sebuah benda tingginya 30 cm diletakkan 30 cm didepan cermin cembung yang memiliki jari-jari kelengkungan 60 cm. Hitunglah a. Jarak bayangan, b. Perbesaran bayangan, c. Tinggi bayangan d. gambarkan sketsa

3. Pada saat burhan mengendarai sepeda motor melihat bayangan mobil pada spion berjarak 4 meter dibelakang cermin, diketahui jarak focus spion 20 meter hitunglah jarak mobil dari spion dan perbesarannya.

4. Seekor cicak didepan sebuah cermin sejauh 10 cm . bayangan yang dihasilkan 4 kali lebuh besardan tegak tentukan a. jarak focus cermin b. jenis cermin c. sifat bayangan

F. Alat – alat optic1. mata

a. Mata sebagai alat optik `Mata terdiri atas :

1. Kornea adalah selaput atau lapisan luar bola mata yang tidak berwarna atau bening.kornea berfungsi sebagai pelindung bagian bagian mata yang ada di dalamnya juga beerfungsi sebagai penerima rangsangan cahaya dan meneruskannya ke bagian mata yang lebih dalam dan selalu basah

2. Pupil Atau anaka mata adalah celah bundar ditengah ris, pupil merupakan tempat lewatnya cahaya yang menuju ke retina

3. Iris adalah lapisan didepan lensa mata yang berwarna, warna iris menentukan warna mata seseorang, fungsi iris untuk mengatur lebar pupil sehingga banyaknya cahaya yang masuk ke mata bisa dikendalikan, jika cahaya meredup iris akan melebar sehingga pupil membesar, akibatnya cahaya yang masuk ke mata banyak. Jika cahaya terlalu terang, iris akan menyempit sehingga pupil akan mengecil, akibatnya cahaya cahaya yang masuk ke mata sedikit.

4. Lensa mata, yaitu benda bening didalam bola mata yang berbentuk cembung, lensa mata berada di belakang iris fungsinya untuk mempokuskan cahaya atau bayangan benda agar tepar jatuh di retina , jika mata melihat benda yang dekat lena mata menjadi cembung dan sebaliknya jika mata melihat benda yang jauh lensa mata menjadi pipih, kemampuan ini disebut daya akomodasi

Page 5: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

5. Aqueous humour adalah cairan yang tersapat di kornea dan lensa mata. Sedangkan vitreous humour terdapat diantara lensa mata dan retina disebut juga dengan cairan kaca, kedua cairan berfungsi untuk memberi bentuk dan kekukuhan pada mata

6. Retina, yaitu lapisan terdalam dari dinding bola mata, berfungsi sebagai layer penerima cahaya atau bayangan benda. Lapisan retina yang mengandung sel – sel peka cahaya disebut bintik kuning. Sedangkan sel – sel retina yang tidak peka cahayab disebut bintik buta

7. otot siliar, adlah bagian mata yang mengatur panjang focus lensasupaya benda terlihat jelas, mata harus membiaskan sinar – sinar yang datang dari benda agar membentuk bayangan tajam pada retina, untuk mencapai retina, sinar – sinar yang berasal dari benda harus melalui 5 medium yang indeks biasnya (n) berbeda, yaitu:

1. udara (n = 1,00)2. kornea (n = 1,38)3. aqueous humour (n =1,33)4. lensa mata (n = 1,40)5. vitreous humour (n = 1,34)

mata mempunyai penglihatan yang jelas pada daerah yang dibatasi oleh 2 titik yaitu titik dekat (punctum proximum = PP) dan titik jauh (punctum remotum = PR), PP adalah titik terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata yang berakomodasi maksimum, titik terdekat mata normal sekitar 25 cm.PR adalah titik terjauh yang masih dapat dolihat oleh mata yang tidak berakomudasi, titi jauh mata normal terletak pada jarak tak terhingga B. Gangguan penglihatan

1. Rabun jauh (miopi) Lensa Negatif / Lensa cekungPenderita rabun jauh, titik dekatnya lebih pendek daripada titik dekat mata normal (Sn<25 cm) dan titik jauhnya lebih pendek dari pada titik jauh mata normal.akibatnya penderita tidak bias melihat benda yang letaknya jauh disebabkan karena bayangan benda jatuh di depan retina, agar dapat melihat seperti mata normal penderita dapat dibantu dengan kacamata negative berlensa cekung

atau

ContohSeorang Anak penderita Miopi memiliki titik jauh 2 m . agar dapat melihat benda yang jauh maka anak tersebut harus menggunakan kacamata dengan kekuatanJawab : DIK PR = 2 M DIK = P

=

Seseorang penderita Miopi memiliki titik jauh 0,2 m . berapa titik dekat supaya orang tersebut dapat membaca normal.Jawab DIK : f - 20 cm s : 25 Cm

‘ S’

2. Rabun dekat (hipermetropi) Lensa Positif / Lensa CembungMempunyai titik dekat lebih besar dari pada mata normal (sn = >25) dan titik jauhnya jauh tidak terhingga, penderita dapat melihat benda yang berada jauh tetapi tidak bias melihat benda yang dekat sebab bayangan benda jatuh di belakang retina, penderita dapat dibantu dengan kacamata positif berlensa cembung.

ATAU ATAU

Contoh soal1. titik dekat hypermetropi 200 cm di depan mata. Berapa kekuatan lensa

kacamata yang harus dipergunakan agar mata dapat mengamati benda pada jarak baca normal 25 cm?

penyelesaian

P =

P =

2. seorang presbiopi mempunyai titik jauh 0,5 m dan titik dekat 1 m. berapa kekuatan lensa matabivokal yang haris dipakainya agar dapat melihat objek dengan normal?

PenyelesaianR = 0,5 m = 50 cmP = 1 m = 100 cm- untuk melihat jauh.

P =

- untuk melihat dekat

P =

Page 6: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

1. Seorang Kakek rabun dekat pada saat mebaca jarak terdekat yang dapat dilihat adalah 60 cmc, berapakah kekuatan kaca mata yang diperlukakan kakek

2. Seseorang penderita rabun dekat mempunyai titik dekat 100 cm tentukan jenis dan ukuran kaca mata yang diperlukan untuk dapat membaca normal.

3. Seseorang penderita rabun jauh memiliki titik dekat 50 cm tentukan jenis dan ukuran kaca mata yang diperlukan untuk dapat baca secara normal

4. Penderita Miopi mempunyai titik jauh 80 cm , agar mata orang tersebut dapat melihat secara normal berapakah ukuran lensa diperlukan

3. Mata tua (presbiopi)Adalah cacat mata akibat daya akomudasi mata berkurang karena usia lanjut. Tidak bias melihat dengan jelas benda yang dekat maupun jauh, penderita ini dapat dibantu dengan kacamata berlensa rangkap bifocal

4. AstigmatismaDisebabkan karena kornea mata yang tidak berbentuk sferis, melainkan lebih melengkung pada satu bidang bidang daripada bidang yang lain.penderita astigmatisma apabila meligat sekumpulan garis maka hanya dapat melihat garis vertical saja sedangkan garis horizontal akan kelihatan kabur, untuk mengatasi keadaan ini penderita astigmatisma memerlukan kaca mata silindris.

2. LUPLup (kaca pembesar) merupakan alat optic yang sederhana yang berupa lensa cembung, funginya untuk memperbesar bayangan objek sehingga mudah dilihat.Perbesaran sudut adalah perbandingan antara sudut pandang dengan lup dengan sudut pandang tanpa lup.Perbesaran sudut dapat dilihat dengan dua cara yaitu ketika mata tidak berakomodasi dan ketika mata berakomodasi.a. mata tidak berakomodasi (s=f)

Karena s=f maka

Persamaan untuk perbesaran linier dan Anguler untuk mata tidak berakomodasi

atau

Perbesaran Anguler

Keterangan:sn = titik dekat mataf = jarak focus lensaP = Kekuatan Kaca

b. Mata berakomodasi maksimumPerbesaran linier dan Anguler untuk mata berakomodasi maksimum

Perbesaran Anguler

Ket : d = Jarak AkomodasiContoh SOAL Sebuah Lup memiliki jarak focus 5Cm. tentukan perbesaranLinier Lup jika mata berakomodasi dan tidak berakomodasi

Jawab : Dik f : 5 cm Sn : 25 Cm

Berakomodasi

Tidak Berakomodasi

1. Seorang mengamati semut dengan Lup jika titik dekat oarng tersebut 40 cm. dengan mata berakomodasi maksimum memperoleh perbesarn 4 kali tentukan kekuatan lup tersebut

2. Berapa perbesaran sudut / Anguler sebuah Lup 10 Dioptri untuk mata yang memiliki titik dekak 10 cm. padasaat

a. Mata tidak berakomodasib. Mata berakomodasi maksimumc. Mata berakomodasi padajarak 20 Cm

3. KAMERAKamera terdiri dari lensa positif, celah diafragma (aperture) dan film . Frinsip kerja kamera hampir sama dengan mata yaitu sebagai berikut

1. lensa mata dengan lensa positif kamera………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Pupil dengan diafragma………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. Retina dengan film……………………………………………………………………………………………

Page 7: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

……………………………………………………………………………………………

“”” Isilah titik-titik fungsi dari bagian kamera dengan mata di atas

Contoh soal:Sebuah kamera digunakan untuk memotret menara pemancar Telephon Celuler yang tingginya 45 m. lensa pada kamera memiliki jarak focus 30 mm dan saat memotrert jarak kamera terhadap kaki menara 60 m. berapa tinggi menara dalam film?Penyelesaian:

Diketahui: h = 45 mF = 30 mmS = 60 m = 60.000 mmDitanyalan: tinggi bayangan menara, h`

Jawab:

Perbesaran lateral:

Tinggi bayangan menara pada film

h` = m.h =

1. Seorang Fhotografer memotret Pohon kelapa yang tingginya 20 m. jika jarak orang tersebut dengan pohon kelapa 20 m. dan jarak focus lensa kamera 25 mm. berapakah tinggi pohon kelapa dalam film.

2. Berapakah Tinggi benda yang tingginya 50 dm dalam film jika perbesaran lensa kamera 0,0006.

4. MIKROSKOPMikroskop terdiri atas dua lensa positif, lensa yang dekat dengan objek disebut lensa objektif dan lensa yang dekat dengam mata disebut lensa okuler. Pada mikroskop focus lensa objektif (fob) lebih kecil daripada focus lensa okuler ( fok). Dalam penggunaan benda diletakan di ruang II (dua) lensa objektif .a. Bagian-bagian Mikroskop

1. Alas atau kaki mikroskop2. Pegangan mikroskop, bagian yang dapat

dipegang saat mengangkat mikroskop3. Tabung Mikroskop, ini dapat digerakan naik

turun4. Pemutar Kasar, untuk menggerakan tabung

mikroskop5. Pemutar halus, umtuk menggerakan tabung

mikroskop dalam skala kecil6. Okuler , ada 3 macam : 5x, 10x dan 12,5x7. Revolver , tempat menempatkan objektif8. Objektif 9. Meja Objektif, tempat benda 10. Jepitan objek11. Diafragma, berfungsi mengatur banyaknya cahaya12. Reflektor, cermin untuk menangkap cahaya

b. Perbesaran mikroskop adalah perbandingan sudut pandang melihat benda dengan menggunakan mikroskop dengan sudut pandang melihat benda tanpa menggunakan mikroskop, perbesaran pada mikroskop ada dua macam yaitu perbesaran benda untuk mata tidak berakomodasi dan perbesaran untuk mata berakomodasi maksimum.

Tidak berakomodasi dan mata berakomodasi

maksimum

Perbesaran lensa okuler

Page 8: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

Pada Lensa objektif berlaku dan perbesarannya

untuk perbesaran secara umum

c. Panjang mikrokopDapat ditentuka dengan mengukur jarak antara lensa objektif dan lensa okuler mikroskop. Rumus panjang mikroskop untuk mata tidak berakomodasi:d = s`ob + fok dan untuk mata berakomodasi maksimum d = s`ob + sok

contoh soal:sebuah mikroskop dengan jarak focus lensa objektif 20 mm dan okulernya 4 cm. sebuah benda ditempatkan 30 mm di depan lensa objektif. Tentukan perbesaran yang dihasilkan untuk mata tak berakomodasi!

Penyelesaian:fob = 20 mmfok = 40 mmsob = 30 mm

Parhul mengamati sebuah Pramecium dengan mikroskop yang memiliki lensa objektif 1,25 cm dan okuler 3 cm. panjang mikroskop 23 cm dan panjang bayangan Pramecium adalah 6 mm. apabila pengamat

melihat dengan mata tidak berakomodasi, dan memiliki titik dekat 30 cm tentukan

a. Perbesaran sudut lensa okulerb. Jarak Pramecium dengan lensa objektifc. Perbesaran lateral lensa objektifd. Perbesaran totale. Panjang Pramecium sesungguhnya

5. OHP (Over Head Projector)Adalah alat untuk memperoyeksika gambar atau tulisan dari media transparansi ke layer sehingga kita dapat melihat objek tersebut lebih besar.

6. Teropong/teleskopAda dua jenis utama teropong1. teropong bias, yaitu teropong yang terdiri atas beberapa lensa2. teropong pantul, yaitu teropong yang terdiri atas beberapa cermin dan lensateropong bias, ada 4 macam1. Teropong bintang, ada dua macam penggunaan teropong bintang dengan mata

berakomodasi maksimum dan penggunaan teropong bintang dengan mata tak berakomodasiuntuk mata berakomodasi maksimum perbesarannya (y) dalah

Panjang teropong d = fob + sok

Untu mata tak berakomodasi dan panjang teropong d = fob + sok

Contoh soal:Lensa objektif pada teropong bintang merupakan dua buah susunan lensa gabungan

dari + dioptre dan dioptre. Jarak focus lensa okulernya 5 cm. teropong

diarahkan ke suatu bintang, mata normal dengan titik dekat 25 cm melihat bayangan bintang tanpa berakomodasi.

a. berapa jarak antara lensa objektip dan lensa okulernya?b. Berapa perbesaran sudutnya?

Penyelesaian:

Page 9: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

P = p1 + p2 = = 1 dioptri

fob = 100 cma. d = fob + fok = 100 + 5 = 105 cm

b.

1. Sebuah teropong bintang memiliki lensa objektif dengan jarak focus 150 cm dan lensa okuler dengan jarak focus 15 cm. tentukanlaha. Panjang Teropongb. Perbesaran teropong

2. Teropong bintang mempunyai lensa objektif dan oluler berkekuatan ½ D dan 10 D. tentukan perbesaran yang dihasilkan jika mata berakomodasi dan tidak berakomodasi

3. Berapakah panjang Teropong bintang dengan perbesaran anguler 10 kali. Bila jarak focus lensa objektif 50 cm

2. Teropong bumi,Teropong ini digunakan melihat objek – objek di bumi yang jauh agar tampak lebih dekat dan jelas.Perbesaran teropong bumi dirumuskan sebagai berikut.

Panjang terpong (jarak fok-ok)D = fob + 4fp + fok

Contoh soal: Sebuah teropong bumi mempunyai lensa objektif, lensa pembalik, dan lensa okuler berjarak focus masing – masing 20 cm, 8 cm, dan 12 cm. Hitunglah panjang dan perbesarannya bila mata tak berakomodasi.

Penyelesaian:Fob = 20 cm, fp = 8 cm, dan fok = 12 cmPanjang teropong: d = fob + fp + fok = 20 + 4.8 + 12 = 64 cmPerbesarannya :

1. Sebuah teropong bumi mempunyai lensa objektif, lensa pembalik, dan lensa okuler berjarak focus masing – masing 40 cm, 10 cm, dan 20 cm. Hitunglah panjang dan perbesarannya bila mata tak berakomodasi

2. Sebuah teropong bumi mempunyai lensa objektif, lensa pembalik, dan lensa okuler berjarak focus masing – masing 50 cm, 4 cm, dan 5 cm. Hitunglah panjang dan perbesarannya bila mata tak berakomodasi

3. Teropong panggung, dinamakan juga teropong tonol, teropong sandiwara teropong belanda, atau teropong galilei.teropong ini terdiri atas dua lensa, yaitu lensa objektif berupa lensa cembung sedangkan lensa okuler berupa lensa cekung.Perbesaran bendanya:

Panjang teropongnya: L = fob + fokContoh soal:Sebuah teropong panggung memiliki lensa objektif dengan jarak focus 100 cm. seorang pengamat menggunakan teropong tersebut tanpa berakomodasi, dan memperoleh pembesaran sebesar 20 kali. Tentukan panjang teropong tersebut!Penyelesaian: Diketahui :

Fob = 100 cmY = 20 kaliditanyakan : panjang teropong

jawab:

Lensa okuler berupa lensa cekung → fok = negative sehingga panjang teropong:L = fob + fok = 100 +(-5) = 95 cm,Jadi, panjang teropong panggung tersebut adalah 95 cm.

1. Perbesaran yang dihasilkan oleh teropong panggung 40 kali jika kekuatan lensa objektifnya 0,5 D berapakah panjang teropong tersebut

Page 10: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

2. Sebuah teropong panggung memiliki jarak objektif 150 cm dan okuler 50 cm tentukan perbesaran dan panjang teropong tersebut.

4. Teropong prisma/binokuler, hampir sama dengan teropong bumi, tetapi lensa pembaliknya diganti dengan sepasang prisma siku – siku sama kaki yang disisipkan diantara lensa objektif dengan lensa okuler.

5. Teropong pantulterdiri atas satu cermin cekung besar satu cermin datar yang diletaksn sedikt di depan titik focus cermin cekung dan satu lensa cembung untuk mengamati benda.Cermin cekung digunakan sebagai objektif pengganti lensa karena:1. cermin tidak mengalami aberasi kromatik (penguraian warna) seperti pada lensa2. cermin lebih mudah dibuat dan lebih murah dari pada lensa3. 1cermin lebih ringan dari pada lensa, sehingga lebih mudah digantung.

Kegiatan Kompetensi ke 10Isilah table dibawah dengan nama-nama alat optic dan kegunaannya serta sumber didapat

NO NAMA ALAT KEGUNAAN SUMBER

Bab 2K A L O R

A. kalor, dan perpindahannyaKalor adalah energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tingghi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika kedua benda bersentuhan1. kalor menyebabkan perubahan suhu zat

jiak kalor diberikan pada suatu zat ada tiga kemungkinan yang akan terjadi yaitu: zat mengalami peribahan suhu, zat mengalami perubahan wujud, dan zat mengalami pemuaian.lama pemanasan sebanding dengan jumlah kalor yang diberikan.

2. pengaruh perubahan suhu terhadap besarnya kalorbesarnya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu suatu zat sebanding dengan:

a. massa zat itu (m)b. kenaikan suhunya (T)

3. Kalor Jenis kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang diperukan untuk menaikan atau melepaskan suhu tiap satu kilogram massa suatu zat sebesar 1◦c atau 1 kelvin.Jika Q = besar kalor yang dibutuhkan maka : Q ∞ m∆TSelain itu kalor jenis (c) juga berpengaruh dalam menentukan besar kalor yang dibutuhkan dan jika kalor jenis diketahui .maka rumus Q menjadi:

Q = mc∆T atau

Ket:Q = kalor yang diperlikan atau yang dibuangm = massa bendac = kalor jenis∆T = perubahan suhu benda

4. kapasitas kalor suatu bendakapasitas kalor suatu benda adalah kemampuan suatu benda untuk menerima atau menurunkan suhu suatu benda sebesar 10c atau 1 K

Apabila dihubungkan dengan kalor jenis maka persamaan diatas dapat ditulisC = mc

Keterangan:C = kapasitas kalor dalam satuan J/K atau J/c◦c = kalor jenis, dalam satuan J/Kg atau J/Kgc◦

contoh soal:1. Apakah yang dimaksud dengan kapasitas kalor jenis air (c) sebesar

4,2 x 103 J/kg Kpenyelesaiankapasitas kalor jenis air (c) sebesar 4,2 x 103 J/Kg K artinya untuk menaikan suhu 10K atau 10C pada 1 Kg air memerlukan kalor 4,2 x 103 J.

2. Bila kalor jenis air 4,2 x103 J/Kg K, berapa kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 3 Kg air dari 10◦C menjadi 27 ◦C?penyelesaian

diketahui : m = 3 Kg∆T = 27 – 10 = 17 Kc = 4,2 x 103 J/Kg K

ditanyakan : kalor (Q)

Page 11: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

jawab:Q = mc∆T = (3 Kg)(4,2 x 103)(17) = 214.200 J

1. Bila kalor jenis air 4,2 x 103 J/Kg K, berapakah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 10 Kg air dari 100C menjadi 300C?

2. Berapa joule panas yang diperlukan untuk memanaskan 500 gr tembaga dari 100C sampai 600C jika kalor jenis tembaga 0,25 kal?g 0C?

3. Muhayyan memasak air sebanyak 200 grm dari suhu awal 300 C sehingga 700 C . Bila kalor jenis air adalah 4,2 x 103 J/Kg 0 C. Hitunglah kalor yang diperlukan

5. Kalorimeter1. Asas black

kalor yang hilang atau dilepas sama dengan kalor yang diterima atau ditulis.Q lepas = Q terima

Bentuk kekelan energi ini telah diselidiki oleh ilmuan Inggris yang bernama Joseph Black (1728 – 1799). Oleh karena itulah persamaan ini dinamakan asas black.Contoh soal:1. Ibu mencampurkan 2 Kg air bersuhu 800C kedalam ember berisi 10 Kg air

dengan suhu 250C. berapa suhu air campuran tersebut?Penyelesaian:Diketahui:m1 = 10Kg, T1 = 250C m2 = 2 Kg, T2 = 800C c1=c2=c air

ditanyalan suhu air campuranjawab:Q lepas = Q terimam2c2ΔT2 = m1c1ΔT1

m2c2(T2 – Tcampuran) = m1c1(Tcampuran – T1)2.(80 - Tcampuran) = 10.(Tcampuran – 25)12Tcampuran = (250 + 160) C = 4100CTcampuran = 34,20C

1. 500 gram besi dipanaskan sampai 1000C, kemudian dimasukan kedalam bejana yang berisi 200 gram air pada suhu 200C suhu akhir campuran 500C. bila kalor jenis air adalah 4.200 J/Kg K, hitunglah kalor jenis besi.(perpindahan kalor ke lingkungan diabaikan)PenyelesaianDiketahui:Besi : m1 = 500 gr = …… Kg ∆T1 = 100 – 50 = …….0C

Air : m2 = 200 gr = ……. Kg ∆T2 = 50 – 20 = …….0C c = 4.200 J/Kg Kditanyakan: kalor jenis besi (c)jawab:Qlepas = Qterimam1c1∆T = m2c2∆T2

2. 400 gram besi dipanaskan sampai 1000C kemudian dimasukan ke bejana berisi 100 gram air pada suhu 100C. Suhu akhir campuran 250C bila kalor jenis air adalah 4.200 J/Kg K. Hitunglah kalor jenis besi .(perpindahan kalor ke lingkungan diabaikan)

3. Almunium dengan massa 4 kg dan suhu 600C dimasukan ke dalam 20 kg air yang suhunya 150C. diketahui kalor jenis aluminium 8,8 x 102 J/kg C0. dan kalor jenis air 4,2 x 103 J/kg C0 HItunglah

a. Suhu akhir air/aluminiumb. Berapa banyak kalor yang diterima airc. Berapa banyak kalor yang dilepas aluminium

2. calorimeterkalori meter adalah suatu alat untuk mengukur kalor jenis.- kapasitas kalor jenis zat (cs)

Calorimeter ada 3 jenis yaitu:a. kalorimeter aluminiumb. calorimeter elektrik digunakan untuk mengukur kalor jenis zat cairc. kalorometer bom digunakan khusus untuk menentukan kandungan energi

dalam makanan dan lemakcontoh soalsebuah logam X berbentuk kubik dengan rusuk 2 cm massanya 80 gram dipanaskan sampai suhu 800C. sebuah calorimeter terbuat dari bahan aluminium dengan massa 200 gram dan pengaduk dari bahan yang sama bermasa 25 gram, ternyata suhu akhir 300C, maka berapakah kalor jenis zat X?penyelesaianQlepas = Qterima

mscs∆Ts = maca∆Ta+mkck∆Tk+mpcp∆Ta

Page 12: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

mscs(Ts – Tc) = (maca+mkck+mpcp)(Tc – Ta)

= = 78,125 J/Kg C0

Sebuah bejana aluminium yang massanya 100 gram dengan kalor jenis 0,2 kal/gr diisi minyak tanah 75 gram yang suhunya 150C. jika 100 gran kuningan dengan suhu 1000C dimasukan dalam bejana, berapakah suhu akhir campuran? (kalor jenis kuningan 0,0075 kal/g K, kalor jenis minyak tanah 0,5 kal?g K)

1

B. Perubahan fase zatJika suatu benda diberiakn kalor maka benda tersebut akan bertambah suhunya. Namun jika diberi kalor pada benda sehingga fasenya berubah namun suhu benda tersebut tetap hal ini disebabkan karena kalor yang diterima hanya digunakan untuk mengubah fasenya, kalor yag seperti itu disebut dengan kalor laten.kalor laten adalah kalor yang diperlukan atau dibuang pada saat terjadi perubahan fase (wujud) tiap satuan massa.Perubahan wujud benda meliputi :

1. mencair2. menguap3. menublim4. melenyap5. mengembun6. membeku

dengan berdasarkan nama perubahan fase zat, maka jenis kalor laten adalah:

1. kalor lebur, kalor laten pada peristiwa perubahan fase padat ke cair atau sebaliknya.

2. kalor uap, kalor laten pada peristiwa perubahan fase cair ke uap atau sebaliknya

3. kalor lenyap, kalor laten pada peristiwa perubahan fase padat ke gas atau sebaliknya

Untuk menghitung kalor yang dibutuhkanQ = mL

Dengan L adalah kalor latenContoh soalEs yang massanya 2,0 Kg dengan suhu -50C dipanaskan hingga menjadi air dengan suhu 500C. kalor laten pada peristiwa perubahan es menjadi air 80 Kal/g kapasitas kalor jenis es dan air masing – masing 0,5 dan 1 kal/g 0C. buatlah sekema hubungan antara waktu pemanasan dengan suhu benda dan hitung kalor yang diperlukan.Penyelesaiana. skema T(0C)

50

b. kalor yang diperlukan:ces = 0,5 kal/g C0

cair = 1 kal/g c0

=

Llebur = 80 kal/g

1). Es dari -50C berubah menjadi es 00CQ = mc∆T = (2,0 Kg)(2,1 x 103 J/Kg C0){(00C – (-50C)} =2,1 x 104 J

2). Es 00C berubah air 00CQ = mL = (2,0 Kg).(3,36 x 105 J/Kg) = 6,72 x 105 J

3). Air 00C berubah air 500CQ = mc∆T = (2,0Kg)(4,2 x 103 J/Kg C0)(500C – 00C) = 4,2 x 105 J

Page 13: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

Kalor total yang diperlukan untuk memanaskan es -50C menjadi air 500C adalahQtot = Q1 + Q2 + Q3

=((2,1 x 104 J) + (6,72 x 105 J) + (4,2 x105 J) = 1,1 x 106

= 1,1 MJTaufik sedang memasak 2 liter air dalam cerek, saat keluar beli pulsadia tidak mematiakn kompor walu air sudah mendidih, jika air yang ada dalam cerek tinggal 1 liter . berapakah kalor yang diperlukan . Diketahui kalor jenis air 4.200 J/kg0C, masa jenis air 1.000 kg/m3. kalor uap air 2,256 x 106 j/kg.

C. Pemuaian Zat1. Pemuaian Zat Padat

a. Pemuaian Panjang

b. Pemuaian Luas atau

c. Pemuaian Volume atau

Contoh Panjang sebuah jembatan besi 400 m pada suhu 25oC jika suhu minimum pada malam hari 20 oC dan suhu maksimum pada siang hari 40 oC tentukan panjang jembatan pada waktu malam dan siang hari. Jika α = 12 x 10-6

Jawab : a. Pada Malam Hari

=

=

= = = 399,976 m

1. Pada Contoh soal di atas tentukan panjang jembatan pada siang hari 2. Pelat besi luasnya 4 m2 pada syhu 200C bila suhu dinaikan menjadi

1000C. berapakah luas jika koefisien muai panjang 1,1 x 10-7/0C

2. Pemuaian Zat Cair Ket : : Koefisien pemuaian volume zat cair

3. Pemuaian Zat Gas

atau

Ket “: n = Jumlah Mole gas T = Suhu dalam Kelvin P = Tekanan gasR = Bilangan Apogadro 8,31 x 103 Joule V = Volume gas

1. Sebuah gelas kaca yang volumenya 500ml berisi penuh alcohol padasuhu 100C apabila gelas tersebut dipanaskan sehingga suhu gelas dan alcohol menjadi 500C berapa banyak alcohol akan tumpah bila diketahui. kaca : 9.10-6/0C dan Alkohol : 11.10-4/0C

2. Satu mol gas menempati volum 1. 10-1 m3 suhu gas saat itu 1270C tentukanlah tekanan gas tersebut.

D. Perpindahan KalorAda 3 macam cara perambatan kalor yakni:1. Hantaran (Konduksi)

Adalah perambatan kalor melalui perantara zat padat yang tidak disertai dengan perpindahan partikel benda.Dari daya hantar kalornya, suatu zat dibedakan menjadi 3 kelompoka. konduktor, yaitu zat penghantar kalor yang baik. Contoh semua logamb. Isolator, yaitun zat penghantar kalor yang buruk atau zat yang dapat

memyekat kalor. Contohnya kayu, plastic, gabus, karet,air, dan udara.c. Semi konduktor, yaitu zat yang bersifat setengah isolator dan setengah

konduktor. Contohnya gelas dan ebonite.Laju aliran kalor pada batang konduktora. berbanding lurus dengan perbedaan suhu antar ujung batang;b. berbanding lurus dengan luas penampang batang; dan c. berbanding terbalik dengan panjang batan.

Secara matematis laju aliran kalor (H) pada batang konduktor adalah

atau

Keterangan:A = luas penampang batang konduktor (m2)I = panjang batang konduktor (m)T2 T1 = suhu kedua ujung (0C)

Page 14: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

K = konduktivitas termal (W/mk)Selain konduktivitas termal, ada besaran yang berbanding terbalik dengan konduktivitas termal, yakni resistans termal (R):

Perpindahan energi kalor secara konduksi dapat terjadi melalui dua proses,a. kalor dipindahkan melalui tabrakan antar pertikel.b. Kalor dipindahkan melalui electron – electron bebas.

Contoh soal:Jendela kaca suatu ruangan berukuran panjang 2,0 m, lebar 1,25 m dan tebal 2,5 mm. jika suhu dalam dan luar masing – masing 210C dan 200C, tentukan:a. kecepatan aliran kalor yang melalui jendela,b. kalor yang mengalir melalui jendela selama 1 jam.PenyelesaianDiketahui: A = (2,0 m)(1,25 m) = 2,5 m

I = 2,5 mm K = 0,84 W/mC0

Ditanyakan : a. Hb. Q selama 1 jamjawab:

a.

=(0,84 W/mC0)(2,5 m)(

c. Aliran kalor selama 1 jam adalah:

= 3.024.000 J = 3,024 MJ

1. Batang Logam dengan luas penampang 10 cm2, Panjang 1 meter dan perbedaan suhu 500C. Bila koefisien konduksi termalnya 0,2 kal/m.s 0C . Tentukanlah jumlah kalor yang dirambatkan persatuan luas persatuan waktu.

2. Sebuah batang besi berbentuk persegi panjang dengan panjang 2 m. dan lebar 50 Cm salah satu ujungnya di panskan jika suhu mula-mula 300C dan suhu setelah dipanskan 600C. Bila koefisien konduksi termalnya

0,2 kal/m.s 0C . Tentukanlah jumlah kalor yang dirambatkan persatuan luas persatuan waktu.

2. Aliran (Konveksi)Konveksi adalah perpindahan kalor melalui zat cair dan gas.Terdapat dua jenis konveksi, yaitu konveksi alamiah dan konveksi paksa. Konveksi alamiah misalnya pada system pentilasi rumah, terjadinya angin darat dan angin laut serta aliran asap pada cerobong asap pabrik. Konveksi paksa misalnya terdapat pada system pendingin mesin pada mobil, alat pengering rambut, dan pada reaktor nuklir pembangkit tenaga.Laju perpindahan kalor secara konveksi begantung pada luas permukaan benda (A) yang bersentuhan dan pada suhu (∆T) antara benda dengan fluida. Banyak kalor yang dihantarkan secra konveksi dapat dihitung dengan persamaan berikut:

ket h : Koevisien Konveksi termal

3. Pancaran (Radiasi)Radiasi adalah perpindahan kalor dengan cara pancaran tanpa zat penghantar.Contohnya ketika berapi unggun panas api unggun memancar sampai mengenai tubuh tanpa zat penghantar.Laju energi kalor memancar dari benda (H) adalah:

Ketrangan:e = emisivitas (0 sampai 1) benda hitam 1 sedangkan mengkilat 0σ = konstanta Stefan-Boltzman (5,67 x 10-8 W/m2K4).

Emisivitas merupakan karakteristik benda, semakin besar emisivitasnya semakin baik benda memancarkan maupun menyerap kalor.

Kecepatan total aliran kalor radiasi ke lingkungan:

Keterangan:T1 = suhu pemancar kalorT2 = suhu lingkunganPenerapan konsep radiasi dalam kehidupan sehari – hari dapat diremui pada:

a. pembakaran pada alat pemanggang (oven)b. pengeringan tembakau, kopla dan sebagainya serata

Page 15: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

c. efek rumah kaca

1. Sebuah fluida dengan koefisien konfeksi termal 0,01 kal/m.s0C memiliki luas penampang aliran 20 cm2. Bila fluida tersebut mengalir dari dinding dengan suhu 1000C ke didnding lain yang suhunya 600C, kedua dinding sejajar, maka berapakah besar kalor yang dirambat didinding tersebut.

2. Berapakah energi persatuan waktu yang dipancarkan oleh sebuah benda hitam yang suhunya 1270C

3. Teh panas bersuhu 870C dituangkan kedalam dua buah cangkir keramik yang satu berwarna hitam dan yang satunya lagi berwarna mengkilat. Jika suhu ruang 270C. tentukan kecepatan hilangnya kalor dari cangkir ke lingkungan

PERMASALAHAN KALOR

KURANG LEBIH MOHON MAAFDAN JANGAN LUPA PADA BAB INI KALO MASUK KE BAB LAIN

Page 16: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

BAB 3Listrik dinamis

A. Besran-besaran listrik dan pengukurannya1. besaran-besaran dasar listrik

a. kuat arus listrikAda dua jenis muatan listrik, yakni muatan positif dan negative. Muatan positif adalah muatan yang sejenis dengan muatan kaca yang digosok dengan sutra sedangkan muatan negatif adalh muatan yang sejenis dengan muatan Plastik yang digosok dengan kain wol.Arus listrik adalah aliran partikel-partikel listrik bermuatan fositif di dalam suatu penghantarKuat arus listrik adalah Banyaknya muatan listrik positif yang mengalir melalui suatu penghantar persatuan waktu.

Ket :I : Kuat Arus Q = Banyak muatan yang mengalir t = Waktu

Contoh Selama 2/3 menit dalam suatu kawat penghantar mengalir muatan sebanyak 280 C. Berapa kuat arus yang mengalir melalui kawat tersebutJawab. Diketahu : Q = 280 C Waktu = 2/3 . 60 = 40 s

Ditanyakan : Kuat Arus Listrik

= = 7 ampere

1. Pada sebuah rangkian listrik terdapat arus listrik 0,2 A selama 60 sekon berapakah bnyak muatan yang mengalir selama waktu tersebut

2. Dalam waktu 2 menit muatan listrik yang mengalir sebanyak 240 C berapakah kuat arus yang menagalir

3. Arus listrik yang mengalir dalam seutas kawat adalah 12A . Hitunglah banyaknya elek tron yang mengalir selama ¼ menit (muatan electron 1,6 x 10-19 C)

b. Tegangan listrik (volt)Tegangan listrik biasanya disebut dengan beda potensial ( Sumber Arus )

c. Resistans/ Hambatan (ohm)

Resistan berkaitan dengan kemudahan suatu penghantar menghantar arus listrik . semakin kecil resistan suatu penghantar maka semakin mudah penghantar tersebut menghantar arus.Hal ini di jelaskan oleh Simon Ohm yang dikenal dengan hukum Ohm : “ ….Arus listrik yang mengalir melaui kawat penghantar berbanding dengan beda potensial dan berbanding terbalik dengan hambatannya.

ket V = Beda potensial R =

Hambatan

Untuk mencari R Ket = Hambatan jenis A= Luas

1. Sebuah aki mobil bertegangan 12V memberikan kuat arus 2A pada sebuah resistor. Berapakah hambatan resistor tersebut

2. Seutas kawat besi panjangnya 20 meter dan luas penampang 10-6 m2 serta mempunyai hambatan jenis 10-7 ohm . apabila beda potensial antara kedua ujung kawat penghantar 80 Volt . Berapakah kuat arus yang mengalir dari kawat tersebut.

3. Gulungan kawat aluminium dengan luas penampang 1x10 -

6 m2 mempunyai hambatan 14,1 ohm jika aluminium : 2,82 x 10-8 ohm/m. Berapakah panjang kawat aluminium tersebut.

2. Pengukuran besaran listrika. Pengukuran kuat arus listrik

1. Alat ukur kuat arusa. Amperemeter Analog

Perinsip kerja analog adalah sinyal listrik diubah dalam tegangan yang ditampilkan dalam penyimpangan jarum. Komponennya menggunakan electromagnet dan jarum.

b. Amperemeter digitalPerinsip kerja amperemeter digital adalah sinyal listrik diubah dalam tegangan yang ditampilkan dalam layar dengan seven sigmen.

2. cara mengukur kuat arusuntuk mengukur kuat arus listrik, amperemeter dirangkai dengan rangkaian seri. Caranya dengan menghubungkan kutub positif rangkaian dengan colok negatif amperemeter dan kutub positif amperemeter dengan kutub negatif baterai.Amperemeter memiliki kemampuan mengukur kuat arus sampai batas tertentu yang bias dinamakan batas ukur (BU). Namun, kuat arus yang diukur dapat lebih besar dari batas ukur amperemeter. Agar alat dapat untuk mengukur, maka alat tersebut perlu dipasang resistan secara parallel yang disebut resistans shunt. Dengan dipasang resoistans ini berarti arus akan melewati amperemeter dan melewati resistan shunt.

Page 17: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

atau atau

Keterangan:RSh = resistan shuntRA = resistan amperemetern = kelipatan menaikan BU ( Batas Ukur )I = kuat arus yang akan diukurIA = kuat arus maksimum yangdapat diukur (BU)

Contoh :Hasil pengukuran kuat arus dengan ampere analog di nyatakan seperti gambar di samping. Tentukan kuat arus tersebut .

Jawab

Sebuah Amperemeter memiliki batas ukur 1 A dengan hambatan 80Ω. Berapa hambatan shunt yang harus dipasang agar amperemeter tersebut dapat digunakan untuk mengukur arus 5A.Dik : IA = 1.A

RA = 80 OhmI = 5.A

Dit : Rsh

Cari n =

= = 20 ohm.

3. MultimeterPerlu diperhatikan bahwa baik voltmeter, amperemeter, maupun ohmmeter dapat diganti dengan multimeter. Multimeter disebut juga AVOmeter, singkatan dari ketiga alat ukur diatas.Hasilnya dapat dilihat dengan menampilkan angka. Hasil pengukuran besaran listrik dengan multimeter analog adalah:

Hasil pengukuran tegangan adalah:

1. Sebuah Amperemeter memiliki batas ukur 10 A dengan hambatan 100Ω. Berapa hambatan shunt yang harus dipasang agar amperemeter tersebut dapat digunakan untuk mengukur arus 20A

2. Sebuah amperemeter dengan hambatan dalam 600 ohm, mempunyai bats ukur X ampere. Dengan penambahan hambatan Shunt 200 ohm batas ukur menjadi 10 ampere, berapakah batas ukur mula-mula ( X )

.

B. Rangkaian listrik1. komponen rangkaian listrik

sebenarnya ada 7 buah element jaringan, yakni: resistor, inductor, kapasitor, sumber tegangan ideal, sumber arus ideal, rangkaian buka (open circuit (OC)), dan hubung pendek (short circuit (SC)). a. sumber tegangan

sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial atau menghasilkan muatan listrik.Ada beberapa macam sumber tegangan DC, antara lain: element kering (baterai), aki (accut), dan dynamo. Secara garis besar dalam penggunaannya ada dua macam sumber tegangan yakni: sumber tegangan yang tidak dapat diperbaharui (sekali pakai), dan sumber tegangan yang dapat diperbaharui (renewable).Ditinjau dari resistans (hambatan) dalamnya, ada dua macam sumber tegangan, yakni sumber tegangan ideal dan sumber tegangan real. Sumber tegangan ideal adalah sumber tegangan dengan resistans dalam pada sumber tegangan dalam bernilai nol, sedangkan sumber tegangan real adalah sumber tegangan dengan resistans dalam pada sumber tegangan tidak bernilai nol.Ditinjau dari nilai sumber tegangan, ada dua macam sumber tegangan, yakni sumber tegangan bebas dan sumber tegangan terkontrol.

b. Resistorresistor atau hambatan merupakan suatu benda yang menghasilkan resistans atau nilai hambatan.

1 2 3 4 5

1.A 5.A

Page 18: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

Resistor berfungsi sebagai pengatur kuat arus, pengatur tegangan, atau pembagi potensial listrik. Resistor dalam elektronik diberi lambing R. resistans ditentukan oleh resistans jenis atau resistivitas dan ukuran bahan resistor.1.Resistans

Benda yang dapat menghasilkan resistans dinamakan resistor. Dalm SI satuan resistans adalah ohm (Ώ).Untuk mengukur resitans ada dua cara yaitu secara langsung dan tidak langsung. Secara langsung dengan cara resistans diukur langsung dengan alat ukur resistans yaitu ohmmeter. Sedangkan secara tidak langsung dengan metode ohm.Resistans suatu penghantar ditentukan oleh beberapa hal, antara lain panjang, luas penampang lintang, jenis bahan yang diwakili dengan resistans jenis (resistivitas), dan suhu. Secara kuantatif resistans:

1. berbanding lurus dengan panjang penghantar;2. berbanding terbalik dengan luas penampang lintang; dan3. ditentukan oleh resistans jenis (resitivitas)secara matematis:

atau

Keteranagn:R = resistansρ = resistans jenisI = panjang penghantarA = luas penampang lintang

Rumus apabila perubahan suhu RT = R0(1 + a∆T)

2.Jenis Resistormacam – macam resistor ditinjau dari resistansnya:a. Resistor tetap (constant resistor)

Resistans pada resistor tetap ada yang dinyatakan dengan warna cincin pada badan resistor atau dituliskan pada badan resistor.a. Ring I : angka pertamab. Ring II : angka keduac. Ring III : pengali (x)d. Ring Iv : toleransi

Tabel arti Kode pada ResistorWarna Cincin1 Cincin2 Cincin3 Cincin4

Hitam 0 0 1 -Cokelat 1 1 10 1%Merah 2 2 100 2%Jingga/Orange 3 3 1.000 -Kuning 4 4 10.000 -Hijau 5 5 100.000 0,5%

Biru 6 6 1.000.000 -ungu 7 7 10.000.000 -Abu-abu 8 8 - -Putih 9 9 - -Emas - - 0,1 5%Perak - - 0,001 10 %Tdk Berwarna - - - 20 %

Contoh soal:1. sebuah resistor dengan warna ring kuning, hijau, merah, dan perak

berapakah nilai resistans resistor tersebut?Penyelesaian:Resistor memiliki resistans:Angka I kuning = 4Angka II hijau = 5Angka III merah = 102

Angka IV perak = 10%Maka :Resistans:R = 4.500 Ώ = 4,5 KΏToleransi:

∆R = 0,1 x 4.500 Ώ = 450 Ώ Jadi, resistans sesungguhnya:R = (4.500 ± 450) Ώ = (4,50 ± 0,45) KΏ.

2. Sebuah kawat penghantar memiliki resistans 50 ohm. Jika dari bahan yang sama, tetapi panjang 3 kali semula dan diameter 0,5 semula, maka berapakah resistansnya? Penyelesaian:

= = 12 jadi R2 = 12 R1

Page 19: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

3. seutas kawat besi yang panjang pada suhu 300C memiliki resistans 2 ohm.

Jika kawat dipanaskan sehingga panasnya mencapai 500C, maka hitunglah resistans kawat besi tersebut.Penyelresaian :Koefisien suhu resistivitas besi adalah 0,005/0C, maka resistans pada suhu 500C adalah:

RT = R0(1 + a∆T)= {1 + 0,005(20)}(2 Ώ)=2 (1,1) Ώ=2,2 Ώ.

1. Tentukan hambtan ( Resistan) dari resistor dengan warna cincina. Biru – Merah – Kuning – Emasb. Merah – Hijau – Cokelat – Perakc. Ungu – Hitam – Merah – emasd. Kuning – merah – Jingga – emase. Cokelat – abu-abu – Putih – Perak

2. Seuntai kawat penghantar mempunyai panjang 20 meter dan luas penampang 0,5 mm jika hambatan jenis kawat tersebut sebesar 1,6 x 10 -6 Ohm meter, tentukan hambatan kawat tersebut.

3. Kawat penghantar dari tembaga mempunyai diameter 1mm berapakah panjang kawat yang diperlukan agar diperoleh hambatan sebesar 20 ohm..

b. Resistor Variabel (variable Resistor)Resistor variable adalah resistor yang nilai hambatannya dapat diubah-ubah. Berdasarkan banyaknya terminal yang digunakan dalam rangkaian, resistor variabel dibedakan menjadi potensiometer jika menggunakan dua terminal, dan reostat jika menggunakan lebih dari dua terminal. Berdasarkan bentuknya resistor variabel dibedakan menjadi potensiometer putar, potensiometer geser, dan trimmer potensiometer (trimpot)..

1. Hukum 1 kirchopPernyataan yang dinyatakan oleh krchop bahwa jumlah arus yang masuk ke ssuatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut.

∑ Imasuk = ∑Ikeluar.

Contoh soal:

Hitunglah kuat arus yang melalui R2, R3, R6, dan R7 dan kemana arahnya!Penyelesaian:Arus yang melalui R2 adalah I2 dihitung dengan meninjau arus yang masuk dan keluar di titik cabang C.∑ Imasuk = ∑Ikeluar

I2 = 3 A + 6 A = 9 A, dengan arah B ke C. Arus yang melalui R3 adalah I3 dihitung dengan meninjau arus pada titik cabang B.∑ Imasuk = ∑Ikeluar

8 A = I2 + I3

8 A = 9 A + I3 ↔ I3 = -1 A, dengan arah E ke B.Arus yang melalui R6 adalah I6 dihitung dengan meninjau arus pada titik cabang E.∑ Imasuk = ∑Ikeluar

I3 + 6 A = I6

-1 A + 6 A = I6 ↔ 5 A, dengan arah dari E ke D.Arus yang melalu R7 adalah I7 = arus yang masuk = 8 A.

Pada gambar di samping diketahui R= 8 Ω. R2=R3=R6=R7= 4Ω R4=R5 = 12 Ω

Hitunglah :a. Hambatan pengganti seluruh rangkaianb. Kuat arus I1 , I2, I3, I4 , dan I5c. Tegangan antara b dan c

2. Susunan Hambatana. Susunan SeriPada hambatan yang disusun seri berlaku ketentuan-ketentuan berikut.1. hambatan pengganti sama dengan jumlah hambatan tiap – tiap komponen.

Rs = R1 + R2 +…+Rn

R1

R3

R2

R4

R5

R6

R7

C

D

E

B

8.A

3.A6.A

R1 R3

R2

R6

R7a

I.1

R5

R6

20.V

b c d eI.2 I.4

I.3 I.5

Page 20: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

2. kuat arus yang melalui tiap –tiap hambatan sama dengan kuat arus yang melalui hambatan pengganti seri.I1 = I2 = I3 = In =I

3. tegangan pada hambatan pengganti sama dengan jumlah tegangan tiap – tiap hambatan.V = V1 + V2 + …+ Vn

4. tegangan pada tiap –tiap hambatan sebanding dengan hambatannya. V1 : V2 : V3 : Vn = R1 : R2 : R3 : Rn

b. Susunan ParalelPada hambatan yang disusun secara parallel berlaku ketentuan – ketentuan berikut:1. besar hambatan pengganti dapat dihitung dengan persamaan:

Apabila hanya dua hambatan yang disusun paralel, besar hambatan pengganti dihitung dengan persamaan:

2. tegangan pada tiap – tiap hambatan sama besar, yaitu sama dengan tegangan pada hambatan pengganti parallel.V1 = V2 = V3 = Vn = V

3. kuat arus yang melalui hambatan pengganti paralel sama dengan jumlah kuat arus yang melalui tiap – tiap hambatan.I = I1 + I2 + I3 + … + In

4. kuat arus yang melalui tiap – tiap hambatan sebanding dengan kebalikan hambatannya.

Contoh SoalEmpat buah hambatan yang besar hambatanya sama yaitu 40 ohm dirangkai, kemudian ujung rangkaian dihubngkan dengan sumber tegangan 30 Volt. Hitunglah kuat arus yang melalui rangkaian apabila :a. Hambatan dirangkai serib. Hambatan dirangkai Paralel.Jawab : a. Rs = R1 + R2 + R3 + R4 40 + 40 + 40 + 40 = 160 ohm maka kuat arus

=

b. =

= 10 ohm maka kuat arus

=

c. Susunan Gabungan Seri – ParalelLima buah hambatan disusun secara gabungan seri- paralel susunan (b) merupakan bentuk lain dari susunan (a). besar hambatan pengganti rangkaian (a) dapat dicari dengan cara berikut.

R1 dan R2 diseriRs1 = R1 +R2R4 dan R3 diseriRs2 = R4 + R5Rs1, R3, dan Rs2 diparalel, sehingga hambatan total adalah:

Contoh Soal

Pada gambar jika R1 = 2 ohm R2=R4 4 ohm R5=R7 = 10 ohm R3=R6=R8= 5 ohm.Tentukan :

1. Hambatan pengganti

R3

R1

R2

R4 R7

R6

A BR5

R8

R3

R1 R2

R4 R5

Page 21: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

2. Apabila ujung A dan B dihubungkan dengan sumber tegangan 12 V. tentukan arus yang melalui R1 , R2 dan R5.

JAWAB :1. Hambatan Penggantia. R3 dan R7 ( Seri ) = Rs.1 = 5 + 10 = 15 ohmb. R4 dan Rs1 ( Paralel )

= = =

c. R1 dan Rp1 ( Seri ) = Rs.2 = 2 + 3,15 = 5, 15 ohmd. R2 , R6 dan R8 ( Seri ) = Rs.3 = 4 + 5 + 5 = 14 ohme. Rs.2 , R5 dan Rs.3 ( Paralel) =

Jadi Hambatan Pengganti rangkaian 2, 73 Ohm.Kuat Arus dalam Rangkaian

d. Prinsip Jembatan Wheatstone

Jika R1 dan R4 berhadapan dan R2 dan R3 juga berhadapan maka berlaku Maka R5 tidak di aliri arus atau R5 di anggab tidak ada

1. Empat buah hambatan yang besar hambatannya sama 40 ohm dirangkai. Kemudin, ujung – ujung rangkaian dihubungkan dengan sumber tegangan 25 volt. Hitunglah kuat arus yang mengalir melalui rangkaian apabila:

a. hambatan dirangkai serib. hambatan dirangkai Paralel

2. Empat buah hambatan yang besar masing masing 2 ohm , 4 ohm, 3 ohm dan 6 ohm dirangkai secara seri . Kemudin, ujung – ujung rangkaian dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt. Beerapakh tegangan pada R1 dan R3

3. Tiga buah pijar mempunyai hambatan yang sama besar yaitu 8 ohm. Lampu-lampu itu dirangkai dan dihubungkan dengan sumber tegangan 24 V. mananakah yang lebih terang, lampu tersebut dirangkai seri atau pararel

4. HItunglah kuat arus yang ,mengalir pada rangkaian

5. Jika diketahui masing – masing resistans: R1 = 4 ohm, R2 = 8 ohm, R3 = 4 ohm, R4 = 5 ohm, R5 = 10 ohm, dan R6 = 10 ohm, maka berapakah resistans ekuivalen dari ujung ke ujung?

2. Hukum Kirchoff II“ Jumlah aljabar penurunan tegangan pada suatu jalur tertutup adalah nol” atauJumlah aljabar penurunan tegangan pada elemen dikurangi jumlha aljabar penurunan tegangan pada sumber untuk suatu jalur tertutup adalah Nol.

a. Tegangan Jepit

R1

R4R2

R3

R5

R1 . R4 = R2 . R3

R1

R2= 10

R4= 5

R1 = 5

R5 = 10

R3 = 3

12.V

Page 22: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

Tegangan dari suatu sumber yang belum dialirkan disebut GGL ( gaya gerak listrik ) sedangkan tegangan yang sudah mengalir disebut Tegangan Jepit (Vk)Rumus-rumus

a tau

Ket : E : GGL elemen R. Hambatan Luar r : Hanbatan Dalam ElemenRumus tegangan Jepit atau

Untuk Susunan Seri

Untuk elemen di susun parallel ket n : Jumlah elemen

Contoh : Sebuah bateri dihubungkan dengan sebuh lampu dengan habatan 1,2 ohm, bateri tersebut mempunyai GGL 1,5 V dan hambatan 0,2 ohm berapakah kuat arus yang mengalir

Jawab = 1,7. A

b. Hukum Kirchoff II

Dalam memngunakan rumus khirchoff II perlu di perhatikan perjanjian-perjanjian :1. Kuat arus bertanda positif (+) jika searah

dengaan lop dan jika berlawananmaka bertanda negative (-)

2. Apabila saat mengikuti lop kutup positif tegangan yang dijumpai dulu maka mka GGL bertanda (+) dan sebaliknya

Soal

Kuat Arus yang mengalir =

-20 + 12 + I ( 5 + 5 + 10 ) = 0

-8 + 20 I = 0 = = 0,4 A.

Tegangan antara A dan C ( ada 2 jalan yaitu ABC dan ADC )Jalan ABC Jalan ADC

Latihan

1. Empat buah bateri setiap bateri dengan GGL 1,5 V dan hambatan dalamnya 0,2 Ohm disusun paralel. Kemudian dihubungkan dengan lampu 6,2 ohm berapakah tegangan jepit setiap bateri.

2.Sebuah bateri dihubungkan dengan sebuh dua buah lampu berdudun seri dengan habatan masing-masing 12,3 dan 5,3 Ohm, bateri tersebut mempunyai GGL 9 V dan hambatan 0,4 ohm berapakah kuat arus yang mengalir

3. ….

DAYA LISTRIK ( Power )Pada saat kita membeli lampu di sana tertera tulisan 220Volt / 40 Watt artinya lampu tersebut akan memncarkan cahaya 40 Watt apabila di beritegangan 220 V dengan hambatan 1210 Ohm. Rumus

atau

Sebuah rumah memiliki daya listril 450 W dengan tegangan 110V, jika untuk menerangkan keluarga menggunakan lampu 100W/220V. tentukan jumlah lampu maksimum yang dapat dipaswangJAWAB Dik P Total = 450 W V2 = 110 W

V1 = 220 W P1 = 110 W

I = ...

Arah Lop(+)

A B

CD

E.1 E.2(-)

B

Arah Lop

CD

A

E1=20V R1 = 5

R3 = 10

E2=12V

R2 = 5

B

D

Tentukan kuat arus dan tegangan antara A dan C pada rangkain di samping.

-Arah Lop sama dengan arah rangkaian

Arah Lop

CD

A

R3 = 10

R1 = 15 E1=4V

R2 = 5

B

E2=2V

E2=4V

Tentukan a. Kuat arus yang mengalir pada

rangkaianb. Tegangan antara AB dan BD

Page 23: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

Ditanyakan: jumlah lampu yang terdapat daya yang digunakan lampu sesumgguhnya:

Jumlah lampu yang dapat dipasang:

Jadi, keluarga tersebut dapat memasang lampu sebanyak 18 buah.d. Energi listrikbesarnya energi listrik dapat diukur dengan calorimeter. Energy listrik berasal dari sumber tegangan listrik. Sumber tegangan listrik DC antara lain element kering (baterai), aki (accumulator), dan dynamo DC.Energy listrik yang digunakan oleh suatu peralatan listrik adalah:

W = Pt = vit = i2Rt

Dari persamaan diatas, peralatan listrik yang digunakan dalam waktu cukup lama kabelnya menjadi panas. Hal ini karena sebagian energy listrik diubah menjadi energy kalor. Satuan rnergi listrik dalam SI, adalah joule. Namun, dalam sehari-hari digunakan satuan kilowatt hour (kWh).1 kW = 1.000 watt x 3.600 sekon

= 36 x 105 j = 3,6 MJ.Contoh soal:Sebuah setrika listrik memiliki spesifikasi 240 W, 220 V. jika listrik di sebuah rumah drop tegangannya, mencapai 146,67 V dan biaya rekening listrik Rp. 200,00 per kWh, maka tentukan:

a) resistan dalam setrikab) daya yang digunakan setrika,c) energy listrik yang digunakan selama 1 jam,d) biaya listrik yang harus dibayar.

Penyelesaian:Diketahui: p1 = 240 W

= V2 = 220 V= V1 = 146,67 V

Biaya = Rp. 200,00 per kWha. resistans setrika:

b. daya yang digunakan setrika

c. energy yang digunakan setrika:W = P2t

= (540 W)(60 menit)(60 s/menit)= 1.944.000 j=1,944 MJ

Atau W = p2t

= (540 W)(1 h)= 540 Wh=0,54 kWh

d. biaya yang harus dibayar:biaya = (0,54 kWh)(Rp. 200,00/kWh)

= Rp. 108

E. Gelombang ElektromagnetikDari segi perambatanya gelombang digagi menjadi dua yaitu Gelombang Mekanik

dan Elektromagnetik. Gelombang mekanik adalah gelombang yang merambat melalui zat

Page 24: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

perantara sedangkan Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang merambat tanpa zat perentara.

1. pengantar gelombang elektromagnetikSifat-sifat gelombang elektromagnetik sebagai berikut.a. Perubahan medan listrik dan medan magnetik terjadi pada saat yang

bersamaan sehingga kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada tempat yang sama.

b. Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.

c. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal.d. Mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi,dan difraksi juga

dapat mengalami polarisasi karena termasuk gelombang transversal.e. Besar medan listrik dan medan magnet berbanding lurus satu sama lain(E=cB)f. Tidak dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetik karena tidak

mempunyai muatan.g. Dalam ruang hanya bergerak dengan cepat rambat 3 x 108 m/s.

2. klasifikasi gelombang elektromagnetikGelombang elektromagnetik diklasifikasikan berdasarkan pada spektrumnya, spektrum gelombang elektromagnetik terdiri atas bermacam-macam gelombang berdasarkan frekuensi atau panjang gelombangnya.

3. Penerapan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan Gelombang elektromagnetik dimamfaatkan dalam berbagai bidang kehidupan. Bidamg telekomunikasi memanfaatkan gelombang elektromagnetik radio dan televisi. Bidang kedokteran memanfaatkan gelombang elektromagnetik untuk mendeteksi kelainan pada organ tubuh. Berikut ini akan dijelaskan berbagai manfaat gelombang elektromagnetik.a. Gelombang Radio dan TV

Gelombang radio merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi dalam orde MHz sampai GHz. Gelombang radio dan televisi banyak dimanfaatkan dalam bidang telekomunikasi, misalakan: radiophone, radiophone adalah telepon yang tidak menggunakan kabel, tetapi memanfaatkan satelit komunikasi, sehingga gelombang yang dikirim berupa gelombang radio.Ada dua jenis cara membawa gelombang bunyi, yaitu:

1. Modulasi amplitudo (AM)Adalah suatu teknik dengan cara amplitudo gelombang radio disesuaikan dengan amplitudo gelombang bunyi dengan frekuensi tetap.

2. Modulasi frekuensi (FM)Adalah cara penyesuaian frekuensi gelombang radio dengan frekuensi gelombang bunyi dengan amplitudo tetap.

b. Gelombang mikro.Merupakan gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi, yaitu 3

GHz (3 x 109 Hz). Gelombang ini dapat menimbulkan efek pemanasan pada benda yang menyerapnya. Kegunaan lain dari gelombang ini adalah pada pesawat RADAR (radio detection and ranging).

Rumus untuk mencari sasaran radar

Rumus untuk mencari panjang gelombang

Contoh :Penyiaran pada suatu stasiun TV mengudara pada frekuensi 600.000 MHz, tentukan

a. Jenis Modulasi yang digunakan b. Panjang Gelombang.

c. Ultraviolet (UV)/ultraunguMerupakan gelombangelektromagnetik yang memiliki panjang

gelombang 400 nm s.d. 440 nm. Pada panjang gelombang 400 nm s.d. 300 nm, dinamakan ultraviolet dekat, 300 nm s.d. 200 nm dinamakan ultraviolet jauh, dan dibawah 200 nm dinamakan ultraviolet ekstrem.penghasil ultraviolet terbesradalah matahari, namun yang mencapai ke bumi hanyalah ultraviolet dekat karena gelombang di bawah 290 nm habis diserap oleh ozon dalam atmosfer.oleh karena itu, jika ozon pada atmosfer rusak maka ultraviolet jauh akan mencapai bumi dan ini akan erbahaya bagi kesehtan manusia.ini dapat dirasakan semakin panasnya udara di dunia, sumber ultraviolet selain matahari adalah lampu mercury.Ultraviolet juga sangat bermanfaat bagi kesehatan manusia karena dapat merubah pro vitamin D menjadi vitamin D yang meruppakan vitamin yang penting bagi pertumbuhan tulang.sinar ultraviolet dapat digunakan untuk memendarkan barium platina sianida, menghitamkan pelat foto yang berlapis perakbromida, dan dapat membunuh kuman-kuman, terutama kuman penyakit kulit. Penyinaran UV yang terlalu banyak akan mengalami resiko berjangkitnya dan mengurangi keberhasilan vaksinasi. Selain itu, sinar UV dapat meningkatkan kemungkinan kanker kulit.

d. cahaya tampakCahaya tampak merupakan gelombang elektromagnetik yang

memiliki panjang gelombang 700 nm sampai 400 nm. Cahaya tampak merupakan cahaya polikromatik, karena dapat terdispersi menjadi beberapa cahaya monokromatik.

Page 25: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

Salah satu jenis cahaya tampak yang penting adlaah laser (light amplification by stimulated emission of radiation) atau penuatan cahaya oleh pancaran radiasi yang terkena rangsangan.Sinar laser memiliki empat sifat, yaitu sebagai berikut.1. Monokromatik (eka warna).2. Koheren, artinya sefase dengan yang lainnya. 3. Mempunyai satu arah tertentu (berkasnya tidak menyebar).4. Intensitasnya sangat tinggi, jauh lebih tinggi dari cahaya sumber

lainnya.Jenis-jenis laser dibedakan berdasarkan bahan yang digunakan dalam pembangkitan sinar laser.1) laser zat padat, menggunakan ruby atau batu delima dengan bahan

dasar kristal aluminium oksida, warna sinarnya merah tua.2) laser semi konduktor, menggunakan bahan gas yang berasal dari

unsur Ga dan As.3) Laser zat cair, menggunakan larutan kriptosianida.4) Laser gas, menggunakan bahan CO2 atau helium neon He-NaPemanfaatan sinar laser misalnya pada bidangkedokteran, pelayanan (jasa), industri, astronomi, fotografi, elektronika, dan komunikasi, biologi, dan dalam bidang pendidikan.

e. infrared (IR) atau infra merah.Adalah radiasi gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih panjang dari gelombang merah, namun lebih pendek dari gelombang radio, yakni 0,7um s.d. 1 mm.gelombang iframerah dekat (near infrared(NIR)) memiliki panjang gelombang 0,7 um sampai 2,5 um.radiasi ini pertama ditemukan dalam spektrum matahari pada tahun 1800 oleh william herschel (1738-1822). Penggunaan sinar ini adalah pada satelit untu mendeteksi tumbuh-tumbuhan (atau hal lain) yang ada disuatu daerah tertentu.contoh lainnya misalnya untuk menyelidiki suatu penyakit dalam tubuh de ngan pancaran inframerah, atau dapat juga digunakan untuk mempelajari/mengetahui struktur suatu molekul.

f. sinar -XAdalah radiasi gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih pendek dari pada ultraviolet. Yaitu antara 10-11 m dan 10-9 m.sinar ini dihasilkan dari penembakan atom-atom denga pertikel-pertikel berenergi tinggi.Sinar -X dapat melintasi banyak jenis material, sehingga dapat digunakan dalam medis, industri, dan material.sinar-X bermanfaat dalam berbagai bidang diantaranya: astronomi, fisika material (kristalografi), medis (kedokteran).

Persamaan

2d sin θ =nλ

Ket:d = jarak antar bidangθ = sudut difraksiλ = panjang gelombang sinar-Xn = ordecontoh soaljika sinar-X dengan panjang gelombang 1 A mengenai suatu kristal menghasilkan berkas terdifraksi orde ke-3 dengan sudut 30o , maka tentukan jarak antar bidang yang bersangkutan pada bidang tersebut.PenyelesaianDiketahui: θ = 300

λ = 1 An = 3

ditanyakan : djawab : 2d sin θ =nλ

g. sinar gamma (у)Merupakan radiasi gelombang elektromagnetik yang dipancrkan oleh inti atom tereksitasi pada saat proses perpindahan atom tersebut ke keadaan tereksitasi yang lebih rendah, panjang gelombnang sinar gamma 10-14 m s.d. 10-10 m , sehingga energi radiasi gamma antara 10-15 s.d. 10-10 joule (10 keV s.d. 10MeV). Sinar gamma dihasilkan oleh bahan radioaktif, misalkan kobalt (Co-60).Sinar gamma dapat dimamfaatkan dalam bidang pertanian, misalnya dalam rekayasa genetika, yaitu penyinaran gamma untuk menghasilkan bibit unggul. Sinar gamma juga bermamfaat dalam bidang dalam bidang kesehatan, antara lain: sinar gamma digunakan untuk membunuh kanker dengan dosis yang tepat dan untuk mensterilisasi peralatan di rumah sakit. Alat untuk mengetahui adanya radiasi sinar gamma adalah Geiger-Muller.

Latihan :1. Seberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm)

memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 .Tentukan:a. Kelajuan cahaya didalam kacab. Panjang gelombangc. Sudut bias

2. Jelaskan pengertian modulasi amplitudo(A) dan modulasi frekuensi (FM) pada gelombang bunyi.

Page 26: BAB I · Web viewSeberkas cahaya merah dari laser helium neon (λ = 633 nm) memasuki lempeng kaca (λ = 1,56) dengan sudut datang 300 . Tentukan: a. Kelajuan cahaya didalam kaca b.

3. Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis laser berdasarkan bahan yang digunakan.

4. Remote control yang biasa digunakan untuk menghidupkan atau memindahakan channel stasiun pada pesawat TV menggunakan gelombang..............

5. Penyiaran pada suatu radio menggunakan frekuensi 1.000 kHz, Tentukan:a. Jenis modulasi yang digunakan berdasarkan frekuensi yang

tersebut,b. Panjang gelombang yang digunakan .

6. Jika sinyal pantul yang diterima antena radar selang 30 μs dari sinyal yang dipancarkan, berapa jarak benda sasaran tersebut?

7. Laser dapat menunjukan gejala pembiasan dan pemantulan dengan jelas karena sinarnya tidak menyebar, mengapa demikian? Laser termasuk dalam kategori apa dalam gelombang elektromagnet?

8. Mengapa dalam menyelidiki orientasi bidang atau struktur kristal digunakan sinar-X, bukan gelombang radio atau cahaya tampak?

9. Sebutkan keunggulan dan kelemahan sinar gamma.