PAPER KELOMPOK 2

Bissmilahiramanirahim
Semoga tulisan kami dapat bermanfaat, masih jauh dari sempurna tapi ini adalah awal bagi kami dan bentuk belajar dari kami dalam menyusun paper. Semoga kedepannya kami dapat kembali menyusun paper lain dengan penelitian yang berbeda. Maaf untuk segala kekurangannya, krtik dan saran yang dapat membangun sangat kami harapkan, terima kasih kepada semua yang telah terlibat.
Paper Kelompok 2-5B

Read more...

POWER POINT KELOMPOK 2

Bissmilahirahmanirrahim
Semoga bermanfaat, sedikit dari kami untuk bersama belajar
PPT Kelompok 2

Read more...

MAKALAH KELOMPOK 2

Bissmilahirahmanirahim, semoga bermanfaat

Makalah Kelompok 2

Read more...

MATERI 6: OPTIK FISIS (Teori Tentang Cahaya)

Dalam wikipedia cahaya didefinisikan energi berbentuk gelombang elektromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380-750 nm. Pada pembahasan kali ini akan dibahas mengenai teori-teori tentang cahaya. Jadi, pastikan kalian baca sampe akhir ya..

Teori tentang cahaya dimulai dari Abu Ali Hasan Alhaitam sampai akhirnya pada teori cahaya sebagai gelombang yang dikemukakan oleh Maxwell.

1. Teori Sinar Cahaya

Tokoh yang mengemukakan teori ini adalah Abu Ali Hasan Alhaitam atau lebih dikenal sebagai Alhazen. Teori ini menjelaskan penglihatan, menggunakan geometri dan anatomi. Teori itu menyatakan bahwa setiap titik pada daerah yang tersinari cahaya, mengeluarkan sinar cahaya ke segala arah, namun hanya satu sinar dari setiap titik yang masuk ke mata secara tegak lurus yang dapat dilihat. Alhazen menganggap bahwa sinar cahaya adalah kumpulan partikel kecil yang bergerak pada kecepatan tertentu. Dia juga mengembangkan teori Ptolemy tentang refraksi cahaya . Alhazen lah yang menyatakan bahwa cahaya bukan berasal dari mata tapi mata yang menangkap cahaya. Sayangnya penelitian Alhazen tidak dikenal di Eropa.

2. Teori Kerucut Radiasi

Teori ini dikembangkan oleh ilmuan muslim bernama Al-khindi. Hasil kerja kerasnya mampu menghasilkan pemahaman baru tentang refleksi cahaya serta prinsip-prinsip persepsi visual.Secara lugas, Al-Kindi menolak konsep tentang penglihatan yang dilontarkan Aristoteles. Dalam pandangan ilmuwan Yunani itu, penglihatan
merupakan bentuk yang diterima mata dari obyek yang sedang dilihat. Namun, menurut Al-Kindi penglihatan justru ditimbulkan daya pencahayaan yang berjalan dari mata ke obyek dalam bentuk kerucut radiasi yang padat.

3. Teori Dualisme Partikel-Gelombang

Teori ini merupakan penggabungan dari teori tentang cahaya sebelumnya. Albert Einstein lah yang pertama kali mengungkapkan teori ini berdasarkan penelitiannya yang dibuat dalam karya tulis efek foto listrik.Einstein menunjukkan bahwa energi sebuah foton sebanding dengan frekuensinya. Lebih umum lagi, teori tersebut menjelaskan bahwa semua benda mempunyai sifat partikel dan gelombang, dan berbagai macam eksperimen dapat di lakukan untuk membuktikannya. Sifat partikel dapat lebih mudah dilihat apabila sebuah objek mempunyai massa yang besar.

4. Teori Gelombang Ray

Christiaan Huygens menyatakan dalam abad ke-17(1629 – 1695) yang cahaya dipancarkan ke semua arah sebagai ciri-ciri gelombang. Pandangan ini menggantikan teori partikel halus. Ini disebabkan oleh karena gelombang tidak diganggu oleh gravitasi, dan gelombang menjadi lebih lambat ketika memasuki medium yang lebih padat. Teori gelombang ini menyatakan bahwa gelombang cahaya akan berinterferensi dengan gelombang cahaya yang lain seperti gelombang bunyi (seperti yang disebut oleh Thomas Young pada kurun ke-18), dan cahaya dapat dipolarisasikan. Kelemahan teori ini adalah gelombang cahaya seperti
gelombang bunyi, memerlukan medium untuk dihantar. Suatu hipotesis yang disebut luminiferous aether telah diusulkan, tetapi hipotesis itu tidak disetujui.

5. Teori Elektromagnetik

Pada 1845 Faraday menemukan bahwa sudut polarisasi dari sebuah sinar cahaya ketika sinar tersebut masuk melewati material pemolarisasi dapat diubah dengan medan magnet.Ini adalah bukti pertama kalau cahaya berhubungan dengan Elektromagnetisme. Faraday mengusulkan pada tahun 1847 bahwa cahaya adalah getaran elektromagnetik berfrekuensi tinggi yang dapat bertahan walaupun tidak ada medium.
Teori ini diusulkan oleh James Clerk Maxwell pada akhir abad ke-19, menyebut bahwa gelombang cahaya adalah gelombang elektromagnet sehingga tidak memerlukan medium untuk merambat. Pada permukaannya
dianggap gelombang cahaya disebarkan melalui kerangka acuan yang tertentu, seperti aether, tetapi teori relativitas khusus menggantikan anggapan ini. Teori elektromagnet menunjukkan yang sinar kasat mata adalah sebagian daripada spektrum elektromagnet. Teknologi penghantaran radio diciptakan berdasarkan teori ini dan masih digunakan. Kecepatan cahaya yang konstan berdasarkan persamaan Maxwell berlawanan dengan hukum-hukum mekanis gerakan yang telah bertahan sejak zaman Galileo, yang menyatakan bahwa segala macam laju adalah relatif terhadap laju sang pengamat. Pemecahan terhadap kontradiksi ini kelak akan
ditemukan oleh Albert Einstein.

 

6. Teori Gelombang Cahaya

Christian Huygens dan Robert Hooke merupakan ilmuwan pendukung yang paling bersemangat dari teori impuls cahaya. Kemudian, mereka menyempurkan teori tersebut sehingga lahiriah teori gelombang cahaya. Pada tahun 1678, Huygens menyatakan bahwa perambatan gelombang apa pun melalui ruang dapat digambarkan dengan suatu metode geometris yang dikenal dengan prinsip Huygens, yaitu :
“setiap titik pada muka gelombang (wavefront) dapat dipandang sebagai sebuah sumber titik yang menghasilkan gelombang sferis sekunder. Setelah waktu t, posisi muka gelombang yang baru adalah permukaan selubung yang menyinggung semua gelombang sekunder ini” 

Cahaya Sebagai Gelombang Elektromagnetik

Definisi mengenai cahaya yang telah dituliskan sebelumnya, menyatakan bahwa cahaya sebenarnya merupakan GEM. GEM merupakan gelombang tranversal artinya dalam perambatannya cahaya tidak memerlukan medium perantara dengan arah rambatan tegak lurus dari sumber. Karena cahaya bersifat sebagai GEM cahaya matahari mampu sampai ke bumi setelah melalui ruang hampa. Kecepatan cahaya sangat cepat yaitu 300.000.000 meter per sekon. Sangat cepat bukan? Dalam satu sekon saja cahaya mampu merambat sejauh 300.000.000 meter. Setiap benda yang mampu memancarkan cahaya kita kenal sebagai sumber cahaya. Coba kamu sebutkan benda apa saja yang dapat memancarkan cahaya? Sedangkan, setiap benda yang tidak memancarkan cahaya dikenal sebagai benda gelap.

Gelombang elektromagnetik dapat digambarkan sebagai dua buah gelombang yang merambat secara transversal pada dua buah bidang tegak lurus yaitu medan magnetik dan medan listrik. Merambatnya gelombang magnet akan mendorong gelombang listrik, dan sebaliknya, saat merambat, gelombang listrik akan mendorong gelombang magnet. Diagram di atas menunjukkan gelombang cahaya yang merambat dari kiri ke kanan dengan medan listrik pada bidang vertikal dan medan magnet pada bidang horizontal.
Pembahasan tentang gelombnag elektromagnetik diawali oleh teori Maxwell yang dikemukakan sekitar abad ke 19. Maxwell mengemukakan 4 buah persamaan yang mengatur hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan, khususnya pada gelombang elektromagnetik. Dari keempat persamaan tersebut hanya satu persamaan yang merupakan temuannya yaitu koreksi Maxwell pada Hukum Ampere.

Sebelum Maxwell, masing – masing persamaan tesebut diberlakukan secara terpisah, masing masing digunakan untuk menjelaskan sifat – sifat listrik atau magnet atau electromagnet. Misalkan hukum Gauss yang merupakan persamaan pertama dari persamaan Maxwell, digunakan untuk menjelaskan hubungan antara distribusi muatan dengan medan listrik yang ditimbulkannya. Ini diberlakukan pada medan elektrostatis dan tidak pernah dikaitkan dengan persamaan lain dalam elektomagnetik. Tetapi dalam persamaan Maxwell persamaan ini tidaklah berdiri sendiri (meskipun dapat diterapkan secara terpisah) melainkan bersama – sama dengan tiga persamaan lainnya membentuk suatu sistem persamaan yang diberlakukan serentak pada gejala elektromagnetik. Dari persamaan Maxwell ini (dengan pertolongan rumus identitas vektor) dapat dibuktikan bahwa gelombang elektromagnetik merambat di udara atau ruang hampa dengan kecepatan sama dengan kecepatan cahaya dan hubungan antara vektor medan listrik, vektor medan magnet dan arah penjalarannya saling tegak lurus sesuai dengan aturan perkalian silang dua buah vektor. Selanjutnya akan dibahas energi, momentum dan intensitas gelombang yang diterapkan pada gelombang bidang (datar) sinusoidal.

Dari pembuktian persamaan Maxwell lah kemudian, sifat-sifat gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut:

a. Perubahan medan listrik dan medan magnet 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 magnet saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang
c. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang tranversal
d. Mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi juga polarisasi
e. Besar medan listrik dan medan magnet (E=cB)
f. Tidak dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnet karena gelombang elektromagnetik tidak memiliki muatan g. Kecepatan dalam ruang hampa sama dengan kecepatan di udara 3 x
10^8 m/s

Sumber: Makalah Kelompok 6 Pend. Fisika 5B (2015)

Wikipedia, dan berbagai sumber lain

Read more...

MATERI 5: KEKUATAN LENSA & ALAT-ALAT OPTIK

Kekuatan Lensa

Satu diantara kita pasti memiliki teman yang menggunakan kaca mata? Kekuatan lensa merupakan penerapan konsep dalam menentukan ukuran kacamata. Kekuatan lensa atau daya lensa diberi simbol P (Power), menyatakan kemampuan suatu lensa dalam mengumpulkan sinar (lensa cembung) atau menyebarkan sinar (lensa cekung). Kekuatan lensa berbanding terbalik dengan jarak fokus f dan dinyatakan secara matematis dengan persamaan:

 Keterangan:
P= Kekuatan lensa (dioptri)

f= Jarak fokus lensa

Contoh soal:
Sebuah lensa plankonkaf (nL= 1,5) memiliki jari-jari permukaan cekung 5cm. tentukan kekutan lensa tersebut di udara (nU= 1)
Jawab:

Soal:

Sebuah lensa plankonkaf (nL= 1,5) memiliki jari-jari permukaan cekung 5cm. tentukan kekutan lensa tersebut di air (nA= 4/3)

Untuk menambah atau mengurangi kekutan lensa, beberapa lensa dapat digabungkan bersama-sama. Penggabungan lensa dapat dilakukan dengan cara merapatkan beberapa lensa atau dengan cara meletakkan lensa pada jarak tertentu. Salah satu contoh lensa gabungan adalah lensa bikonveks dan lensa plankonveks yang dirapatkan menjadi satu. kedua lensa tersebut membentuk lensa gabungan dengan fokus fg dan kekuatan lensa Pg.

Ketika terdapat lensa gabungan dimana kedua sisi kiri dan kanan terletak pada medium yang sama maka, fokus lensa gabungan:

sehingga:

Alat-alat Optik

Jika kalian ditanya mengenai alat optik, bisakah kalian menyebutkan apa saja alat optik yang kalian ketahui?
Alat optik yang selalu kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari dan merupakan karunia Allah SWT ialah mata. Mata termasuk salah satu contoh dari alat optik. Selain mata bisakah kamu meyebutkan apa saja alat optik yang kalian ketahui? Yap contoh alat optik yang lain ialah kamera, lup, mikroskop, teropong dan sebagainya. Selanjutnya kita akan membahasnya satu persatu. Jadi kalian tetap setia dan terus baca sampe akhir ya...

1. Mata

Bagian-bagian mata

Agar sebuah benda dapat terlihat jelas, cahaya dari benda akan difokuskan oleh lensa sehingga bayangan benda tersebut harus jatuh tepat di retina. Oleh karena jarak antara lensa mata dan retina selalu tetap untuk melihat benda yang jaraknya berbeda kecembungan lensa diubah oleh otot siliar. Sehingga jarak fokus lensa pun akan berubah. Perubahan kecembungan lensa kita kenal sebagai daya akomodasi mata.

Perlu kita ketahui bersama bahwa mata dapat melihat benda dengan jelas apabila benda tersebut berada dalam jangakauan penglihatan. yaitu antara titik dekat mata Punctum Proximum (PP) dan titik jauh mata Punctum Remotum (PR). Titik dekat  mata adalah titik terdekat yang dapat dilihat oelh mata secara jelas dengan daya akomodasi maksimum. Titik dekat mata normal rata-rata 25 cm. Titik jauh mata tanpa akomodasi memiliki jarak tak hingga (~).

Jenis-jenis cacat mata

Rabun jauh (miopi)

Orang yang menderita rabun jauh memiliki titik jauh <~ tetapi titik dekatnya tidak mengalami perubahan. Hal ini dapat terjadi karena lensa mata tidak dapat menjadi pipih sebagaimana seharusnya. Alhasil sinar-sinar sejajar yang berasal dari benda jauh akan berpotongan di depan retina.

Untuk dapat melihat benda dengan jarak tak hingga, orang yang menderita miopi akan dibantu dengan menggunakan lensa cekung, agar menghasilkan bayangan maya didepan lensa. Untuk menghitung kekuatan lensa menggunakan persamaan yang sama seperti telah dituliskan sebelumnya.

Rabun dekat (hipermetropi)

Orang yang menderita rabun dekat memiliki titik dekat mata >25 cm. Sedangkan titik jauh mata tetap pada jarak ~. Hal ini dapat terjadi karena lensa mata tidak dapat menjadi cembung sebagai mana mustinya. Alhasil sinar-sinar yang berasal dari jarak sejauh titik dekat normal akan berpotongan dibelakang retina.

Untuk menolong penderita hipermetropi mereka harus menggunakan kaca mata lensa cembung. Sehingga bayangan yang dihasilkan menjadi maya di depan lensa pada jarak yang sama dengan jarak dekat mata. sehinggan s'= -PP. Oleh karena itu persamaan kekuatan lensa untuk penderita hipermetropi adalah sebagai berikut:

Jika S= 25(titik dekat mata normal) maka persamaannya menjadi seperti diatas.

Mata tua(Presbiopi)

Mata tua atau presbiopi memiliki titik dekat PP> 25cm dan titik jauh PR<~. Hal ini dapat terjadi kurangnya daya akomodasi mata akibat usia yang sudah lanjut. Untuk menolong penderita presbiopi digunakan lensa rangkap atau disebut juga bifokal. Bifokal memiliki dua jenis lensa yang disatukan. Pada bagian atasnya berupa lensa cekung untuk melihat benda pada jarak jauh sedangkan pada bagian bawah adalah lensa cembung untuk melihat benda pada jarak dekat.

Astigmatisma (silindris)

Orang yang menderita astigmatisma tidak mampu melihat garis-garis horizontal dan vertikal secara bersama-sama. Hal ini dapat terjadi karena kornea mata tidak berbentuk sferis (lengkungan bola), melainkan lebih melengkung pada satu bidang dari bidang lainnya. Untuk mengatasi hal ini penderita dapat menggunakan kaca mata dengan lensa silindris.

2. Kamera 

Kamera adalah alat optik yang digunakan untuk menangkap bayangan sebuah objek pada film, kemudian bayangan pada film tersebut dapat dicetak dalam bentuk foto. Pada kamera terdapat lensa cembung berfungsi untuk memfokuskan cahaya yang datang dari benda yang akan di foto. Kemudian, cahaya tersebut diatur intensitasnya oleh celah diafragma. 

Benda yang akan di foto diletakan di ruang III sehingga dihasilkan bayangan pada ruang II yang sifatnya nyata, terbalik dan diperkecil. Pada kamera jarak fokus (f) tetap, sehingga untuk mendapatkan fokus foto yang jelas lensa kamera harus dapat digerakan agar dihasilkan jarak lensa yang tepat dari film yaitu s'. jarak s' bergantung pada letak benda dari lensa kamera.

3. Lup (kaca pembesar)

Lup atau kaca pembesar (magnifying glass) merupakan alat optik yang terdiri atas sebuah lensa cembung (umumnya lensa bikonveks). Lup dapat digunakan untuk memperbesar sudut pandang mata sehingga benda-benda kecil tampak menjadi besar dan jelas. Pembesaran pada lup akan maksimum jika benda diletakan diantara titik fokus F di ruang I. Bayangan pada lup bersifat diperbesar, maya dan tegak. Dalam perhitungan umumnya jarak mata ke lup (d) dianggap sama dengan nol. Saat alpha dan beta lebih kecil dari 10 derajat maka besarnya alpha dan beta mendekati nilai tangennya.

Perbesaran pada lup ditulikan dalam persamaan:

Mata tanpa akomodasi:

Mata dengan akomodasi:

4. Mikroskop

Mikroskop merupakan alat optik yang mampu melihat benda yang lebih kecil karena memiliki perbesaran yang lebih besar dari pada lup. Oleh karena itu mikroskop digunakan untuk melihat benda-benda yang sangat kecil seperti bakteri atau sel.

Mikroskop tersusun atas dua jenis lensa cembung. Lensa cembung yang dekat dengan objek dinamakan lensa objektif sedangkan lensa yang dekat dengan mata dinamakan lensa okuler. Jarak fokus lensa okuler lebih besar dari pada jarak fokus lensa objektif. Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif bersifat nyata, terbalik, dan diperbesar. Lensa okuler berfungsi sebagai lup dan dapat digeser mendekati atau menjauhi lensa objektif. Lensa okuler bersifat maya, terbalik, dan diperbesar terhadap benda semula.

Mata tanpa akomodasi

sumber: cerdas belajar fisika, Kamajaya-Grafindo

Untuk mata tidak berakomodasi, bayangan benda yang dibentuk oleh lensa objektif harus jatuh tepat di fokus okuler berada dititik jauh mata (s'ok= -PR=-~), jadi berkas sinar yang masuk ke mata sejajar. karena sok= fok, jarak antara lensa objektif dan lensa okuler (d) adalah
d= s'ob+ fok
Maka perbesaran total menjadi:

Mata dengan akomodasi
Bayangan benda yang dibentuk oleh lensa objektif jatuh di depan lensa okuler diantara titik pusat optik O dan titik fokus okuler Fok (diruang I lensa okuler). Dengan demikian bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler terletak didepan lensa okuler di titik dekat mata (S'ok = -PP= -25cm)

sumber: cerdas belajar fisika, Kamajaya-Grafindo

 Jarak antara lensa objektif dan lensa okuler adalah
d= S'ob + S'ok

Untuk pengamatan dengan mata berakomodasi maksimum pembesaran total menjadi

 Contoh Soal:
1. Sebuah mikroskop memilki panjang tabung 21,4 cm. Panjang fokus objektif = 4 mm dan fokus okuler= 5 cm. Jika mata mengamati sel tanpa berakomodasi tentukan: (Sumber: Cerdas Belajar Fisika, Kamajaya-Grafindo)
a. jarak benda terhadap lensa objektif
b. pembesaran total mikroskop
jawab
 

Untuk Soal yang sama berapakah perbesarannya jika mata melakukan akomodasi maksimum?

5. Teropong

Sumber: Dokumentasi penulis

 a. Teropong pantul
Teropong yang objektifnya menggunakan sebuah cermin cekung besar yang berfungsi untuk memantulkan cahaya. Pada teropong pantul objektif yang biasanya menggunakan lensa cembung digantikan oleh lensa cekung dengan pertimbangan:
1. cermin cekung tidak dipengaruhi aberasi kromatik (penguraian warna cahaya), seperti halnya pada lensa cembung
2. cermin cekung lebih ringan dari pada lensa cembung yang berukuran sama sehingga lebih mudah dipasang pada teropong
3. sifat cermin cekung sama dengan lensa cembung yaitu sama-sama mengumpulkan sinar

b. Teropong Bias
Teropong bias merupakan teropong yang objektifnya menggunakan lensa yang berfungsi membiaskan cahaya. teropong bias meliputi teropong bintang, teropong bumi, teropong prisma, dan teropong panggung.
1. Teropong bintang
Terdiri atas dua susunan lensa cembung. Lensa cembung yang dekat dengan objek dinamakan lensa objektif dan lensa yang dekat dengan mata disebut lensa okuler. Jarak  fob> fok.
d= fob+ fok
Perbesaran untuk mata tanpa akomodasi

2. Teropong Bumi
Teropong bumi menggunakan tiga buah lensa positif, yaitu lensa objektif, lensa pembalik dan lensa okuler. Jarak fokus lensa objektif lebih besar dari pada lensa jarak fokus lensa okuler (fob> fok). Lensa pembalik dengan  fokus fp hanya berfungsi membalikan bayangan tidak memperbesar bayangan.
Untuk pengamatan tanpa akomodasi jarak antara lensa objektif dan lensa okuler
d=fob+ 4fp + fok
untuk perbesaran pada teropong bumi sama dengan perbesaran pada teropong bintang.

3. Teropong Prisma (Binokuler) 
 Teropong prisma menggunakan dua buah prisma siku-siku sama kaki yang disisipkan diantara lensa objektif dan lensa okuler. Prisma tersebut digunakan sebagai pembalik bayangan dengan pemantulan sempurna sehingga bayangan akhir yang dibentuk lensa okuler dapa dilihat sebagai bayangan yang tegak terhadap kedudukan benda semula.

4. Teropong panggung
Menggunakan lensa cembung sebagai objektifnya dan lensa cekung sebagai okulernya. Dengan demikian bayangan akhir akan bersifat maya dan tegak tehadap benda semula. Jarak fokus objektif pada teropong panggung lebih besar dari pada fokus okulernya. Untuk pengamatan dengan mata tanpa akomodasi
d=  fob + fok
 Pembesaran sudut teropong panggung untuk pengamatan tanpa akomodasi adalah

 Untuk lebih memahami materi ini kamu bisa mencari berbagai referensi dari buku, dan sebagainya

Daftar Pustaka
Kamajaya. Cerdas Belajar Fisika untuk Kelas X SMA/MA. Jakarta: Grafindo, 2007
 

Read more...