MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM FISIKA MADYAFISIKA MODERN &GELOMBANG

Asisten:1. ADHI YUDHA PERKASA2. STEVANUS KRISTIANTO NUGROHO3. BIAUNIK NISKI KUMILA4. NURUL ROSYIDAH5. MUHAMMAD TAUFIQI6. BUDIANA7. MUHAMMAD NASHRULLAH8. ARUM PUSPITASARI9. DEVI EKA SEPTIYANI ARIFIN10. DEPTA MAHARDIKA SUBMAWATI11. UMI MASLAKAH12. FARAH AULIA RAHMAWATI

PERCOBAAN MELDEBy Adhi Yudha Perkasa dan Nurul Rosyidah

1. TUJUAN: Mengetahui panjang gelombang stasioner. Mengetahui hubungan antara cepat rambat gelombang (v) dengan gaya tegangan tali (F). Menganalisis faktor faktor yang mempengaruhi kecepatan gelombang pada tali. Membandingkan hasil kecepatan gelombang secara teori dan secara hukum Melde.

2. Alat dan Bahana. Sumber getaran AC 220 Volt, frekuensi 50 Hertzb. Talic. Beband. Katrol tetape. Neracaf. Jembatan mistar

3. Dasar TeoriKonsep FisisGetaran yang terjadi pada suatu benda disebabkan oleh adanya gangguan yang diberikan pada benda tersebut. Getaran bandul dan getaran benda pada pegas, gangguan tersebut disebabkan oleh adanya gaya luar (menggerakan bandul atau benda pada pegas). Sebenarnya terdapat banyak contoh getaran yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. a. Garputala bergetar ketika kita memberikan gangguan dengan cara memukul garputala tersebut. b. Kendaraan akan bergetar ketika mesinnya dinyalakan, dalam hal ini kendaraan tersebut diberi gangguan. c. Suara yang kita ucapkan tidak akan terdengar apabila pita suara kita tidak bergetar.d. Seindah apapun alunan musik, jika loudspeaker yang berfungsi sebagai sumber bunyi dan gendang telinga kita sebagai penerima tidak bergetar, maka dapat dipastikan kita tidak akan pernah mendengar musik tersebut. e. Ketika kita melempar batu ke dalam genangan air yang tenang, gangguan yang kita berikan menyebabkan partikel air bergetar alias berosilasi terhadap titik setimbangnya. Perambatan getaran pada air menyebabkan adanya gelombang pada genangan air tadi.f. Jika kita menggetarkan ujung tali yang terentang maka gelombang akan merambat sepanjang tali tersebut. Gelombang tali dan gelombang air adalah dua contoh umum gelombang yang dengan mudah kita saksikan dalam kehidupan sehari-hari. Gelombang adalah getaran yang merambat. Di dalam perambatannya tidakdiikuti oleh berpindahnya partikel-partikel perantaranya. Pada hakekatnya gelombangmerupakan rambatan energi (energi getaran).Periode gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan oleh gelombang untukmenempuh satu panjang gelombang penuh. Panjang gelombang () adalah jarak yangditempuh dalam waktu satu periode. Frekuensi gelombang adalah banyaknyagelombang yang terjadi tiap satuan waktu. Cepat rambat gelombang (v) adalah jarakyang ditempuh gelombang tiap satuan waktu.Jadi dapat dirumuskan bahwa:V = f, di mana:v = laju rambat gelombang [m/s] = panjang gelombang [m]f = frekuensi [Hz]

HUKUM MELDEBila seutas tali dengan tegangan tertentu digetarkan secara terus menerus maka akan terlihat suatu bentuk gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambat gelombang. Gelombang ini dinamakan gelombang transversal. Jika kedua ujungnya tertutup, gelombang pada tali itu akan terpantul-pantul dan dapat menghasilkan gelombang stasioner yang tampak berupa simpul dan perut gelombang.Melde merumuskan bahwa :

Dimana :v = cepat rambat gelombang (m/s)F = gaya ketegangan tali (N) = rapat massa linier tali (massa tali/panjang tali) (kg/m)

4. Metodologi PercobaanPercobaan pertama: Mengetahui panjang gelombang stasioner.a. Mengukur panjang dan massa tali.b. Menimbang massa beban yang dipakai.c. Merangkai alat seperti pada gambar di bawah ini.

d. Mencatat frekuensi yang dipakaie. menyalakan sumber getaran f. mencari gelombang stasioner dengan cara menggerakkan sumber getaran mendekati katrol. g. Mencatat panjang tali yang diperoleh dan jumlah gelombang.h. Mengulagi langkah b sampai g dengan memvariasi massa beban jenis tali.

Percobaan IIMengetahui hubungan antara cepat rambat gelombang (v) dengan gaya tegangan tali (F).a. Mengukur panjang dan massa tali.b. Menimbang massa beban yang dipakai.c. Merangkat alat seperti pada percobaan I.d. Mencatat frekuensi yang dipakai. e. Menentukan panjang tali yang dipakai (tanya asisten).f. Menyalakan sumber getarang. Mencatat data yang diperoleh.h. Mengulangi langkah a sampai g dengan memvariasi jenis tali dan massa beban.

6. DATA HASIL PERCOBAAN6.1. Data hasil percobaan untuk mendapatkan hubungan antara cepat rambat gelombang dengan tegangan tali.

Buatlah grafik hubungan antara tegangan tali (F) dengan kuadrat kecepatan (v2)

6.2. Data hasil percobaan untuk mencari hubungan antara jenis tali dengan cepat rambat gelombang.

Buatlah grafik hubungan antara dengan kuadrat kecepatan (v2)

7. ANALISIS DATA1. Dari tabel data yang diperoleh, kecenderungan apa yang dapat ditafsirkan pada hubungan massa beban dan cepat rambat gelombang? Berikan Alasan!2. Berdasarkan grafik hubungan antara F dan v2, hubungan apa yang terdapat antara kedua besaran? Bagaimana perkiraan rumusan atau formula yang sesuai? 3. Dari tabel data yang diperoleh, kecenderungan apa yang dapat ditafsirkan pada hubungan jenis tali dan cepat rambat gelombang?Berikan Alasan! 4. Berdasarkan grafik hubungan antara dan v2, hubungan apa yang terdapat antara kedua besaran? Bagaimana perkiraan rumusan atau formula yang sesuai? 5. Dari table 1 dan 2 hitunglah besar perkiraan kesalahan pengukuran yang terjadi pada masing-masing percobaan!

POKOK BAHASAN DALAM DASAR TEORI MINIMAL MENULISKAN:a. KONSEP GELOMBANG STASIONERb. JENIS-JENIS GELOMBANGc. GELOMBANG TALId. HUKUM MELDEe. APLIKASI PERCOBAAN MELDE

TUGAS PENDAHULUAN: Sebutkan,jelaskan, dan berikan masing-masing contoh beserta aplikasinya dalam kehidupan sehari-harijenis-jenis gelombang berdasarkan:f. Arah getarnyag. Amplitudo dan fasenyah. Medium perantaranyai. Berdasarkan cara rambat dan medium yang dilalui Seutas tali yang ditegangkan dengan gaya 55 N dan salah satu ujungnya digetarkan dengan frekuensi 400 Hz terbentuk gelombang sebanyak 25 buah. Massa per satuan panjang tali 0,07 gr. Jika panjang tali 5 m, hitunglah:cepat rambat gelombang pada tali tersebut !massa tali tersebut ! Gelombang berjalan mempunyai persmaan y = 0,8 sin (25 t 2 x), dimana y dan x dalam meter dan t dalam sekon. Tentukan amplitudo, periode, frekuensi, dan cepat rambat gelombang tersebut ! Apa yang terjadi jika ada dua gelombang berjalan dengan frekuensi danamplitudo sama tetapi arah berbeda bergabung menjadi satu? Jelaskan bagaimana sifat amplitudo gelombang baru hasil penggabungan tersebut? Gambarkan bentuk gelombangnya dan jelaskan proses (gejala) fisisnya !

SPEKTROMETERBy Farah Aulia dan Depta Mahardika

1.Tujuan Mempelajari proses dispesri cahaya oleh prisma Menentukan indeks bias prisma dengan menggunakan prisma yang telah dikalibrasi Menentukan panjang gelombang dengan menggunakan prisma yang telah dikalibrasi Menentukan jenis lampu gas yang digunakan

2.Dasar TeoriSpektrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur panjang gelombang cahaya dengan akurat yaitu dengan menggunakan kisi difraksi. atau prisma untuk memisahkan panjang gelombang cahaya yang berbeda. Prinsip kerja dari Spektrometer adalah, cahaya di datangkan lewat celah sempit yang disebut kolimator. Kolimator ini merupakan fokus lensa, sehingga cahaya yang diteruskan akan bersifat sejajar. Cahaya yang sejajar, kemudian diteruskan ke kisi untuk kemudian ditangkap oleh teleskop yang posisinya dapat digerakkan. Pada posisi teleskop tertentu yaitu pada sudut , merupakan posisi yang sesuai dengan terjadinya pola terang atau pola maksimumProses pembiasan yang dilakukan oleh prisma menggunakakan prinsip hukum Snellius yaitu :

Dengan adanya prisma cahaya polikromatik yang masuk akan diuraikan menjasi beberapa cahaya monokromatik sesuai dengan penjang gelombangnya masing-masing. Dan membuktikan sifat cahaya yaitu dapat diuraikan.

3.Metodelogi Percobaan 3.1Alat dan BahanUntuk melakukan percobaan di perlukan alat-lat dibawah, yaitu :1. Satu set Spektrometer (Kolimator, Teleskop, dan Prisma)2. Lampu gas 3. Step up & down Transformer5. Rheostat (Hambatan Geser)6. Power Supply7. Lampu pijar

3.2Cara KerjaAdapun langkah kerja dalam melakukan percobaan ini adalah 1. Mempersiapkan semua alat yang digunakan. Pastikan semuanya dalam kondisi baik2. Alat dirangkai sesuai skema kerja dibawah ini3. Letakkan lampu gas didepan kolimator. Pasangkan pada jepitan yang ada4. Hubungkan dengan sumber tegangan dan nyalakan lampu gas yang digunakan5. Amati sinar yang dibiaskan prisma dengan menggunakan teleskop6. Tentukan besar sudut pelurus kolimator yang ditunjukkan pada skala vernier dengan teleskop7. Tentukan besar sudut deviasi yang ditunjukkan pada skala vernier untuk spektrum warna. Dan catat hasilnya8. Ulangi poin ke 7 untuk spektrum warna yang lain. Dan catat hasilnya.

Gambar.1 Skema Kerja Spektrometer4. Cakupan Materi Jurnal dan Laporan1. Sifat-sifat cahaya 2. Cahaya Polikromatik dan cahaya monokromatik3. Hukum Snellius 4. Prinsip Huygens5. Pembiasan oleh Prisma 6. Spektrometer

5. Tugas Pendahuluan1. Sebut dan jelaskan sifat-sifat cahaya! (5)2. Turunkan persamaan berikut :a) Hukum snellius

b) Pembiasan pada prisma

3. Cari panjang gelombang referensi untuk lampu gas merkuri, raksa, helium, hidrogen!Lampiran TABEL DATA PERCOBAAN

Lampugas ..........................NoSpektrum WarnaSudut Deviasi

Gambarspektrumcahaya (2 terbaik)

POLARIMETERBy : Biaunik Niski Kumila, Muhammad Taufiqi

I. Tujuan1. Mempelajari prinsip polarimeter2. Mengukur sudut putar jenis larutan gula sebagai fungsi konsentrasi3. Menentukan konsentrasi larutan gula dengan polarimeter.II. Alat dan Bahan1. Polarimeter2. Sumber cahaya Natrium3. Gelas ukur 10 ml4. Beaker glass 100 ml5. Pipet dan batang pengaduk6. Gula pasirIII. TEORICahaya merupakan gelombang elektro magnet yang terdiri dari getaran medan listrik dan getaran medan magnet yang saling tegak lurus. Bidang getar kedua medan ini tegak lurus terhadap arah rambatnya. Gelombang ini bergetar ke segala arah sehingga disebut sinar tak terpolarisasi. Apabila sinar ini melalui suatu polarisator maka sinar yang diteruskan hanya yang memiliki arah rambat yang sama.Bila arah transmisi polarisator sejajar dengan arah transmisi analisator, maka sinar yang mempunyai arah getaran yang sama dengan arah akan diteruskan seluruhnya. Tettapi apabila arah transmisi polarisator tegak lurus terhadap arah analisator maka tak ada sinar yang diteruskan. Dan bila arahnya membentuk suatu sudut maka yang diteruskan hanya sebagian. Sinar terpolarisasi linear yang melalui suatu larutan optis aktif akan mengalami pemutaran bidang polarisasi.Pemutaran bidang putar dari zat optis aktif dapat diamati dengan menggunakan 2 polarisator silang. Sudut putar adalah sudut dimana ditunjukkan oleh analyser setelah sinar melewati larutan dan membentuk gelap maksimum. Akurasi pembentukan gelap total oleh analisator sangat terbatas, putaran kecil dari bidang polarisasi oleh larutan optis aktif lemah tidak dapat dideteksi secara tepat.

Gambar 1. Skema prinsip operasi polarimeter dan penampakan dari ketiga posisi pada analisator : P polarisator, P polarisator setengah gelap, A analisator, S sampel.

Apabila bidang polarisasi tersebut berputar ke arah kiri (levo) dilihat dari pihak pengamat, peristiwa ini kita sebut polarisasi putar kiri. Demikian juga untuk peristiwa sebaliknya (dextro). Besar sudut pemutaran bidang polarisasi () dapat dinyatakan sebagai :

dengan C adalah konsentrasi larutan, L panjang kolom larutan, sudut putar jenis larutan optic aktif untuk sinar D Natrium pada temperature T. Untuk larutan gula, sudut putar jenis pada temperature 20oC adalah Sedangkan hubungan sudut putar jenis pada temperature t dengan dapat dinyatakan sebagai:

IV. Cara KerjaA. Mencari 1. Susun alat sesuai Gambar 1.2. Isi tabung larutan dengan air kran sehingga terisi penuh dan tidak ada gelembung udara di dalamnya! Masukkan ke dalam Polarimeter!3. Tentukan titik nol dengan memperhatikan teroong sambil mengatur alat putar!4. Pada pemutaran itu akan terlihat seperti Gbr 1.5. Lakukan pengamatan sebanyak 2 kali.6. Ganti air tersebut dengan larutan gula 10 gram dalam 50 ml larutan. Catat posisi skala analisator pada saat keadaan 3 didapat. Selisih pembacaan skala pada 3 dan 4 menyatakan besar sudut putar bidang polarisasi ().7. Ulangi percobaan dengan menggunakan larutan gula 20 gram dalam 50 ml larutan.8. Catat temperature ruang dan panjang tabung larutan!B. Menetukan konsentrasi larutan gula1. Mintalah larutan gula yang akan diukur konsentrasinya kepada asisten!2. Lakukan langkah-langkah seperti di bagian A.3. Gunakan yang didapat dari A untuk menghitung konsentrasi larutan gula.

V. Pertanyaan (sudah harus dikerjakan sebelum praktikum)1. Apa yang dimaksud dengan zat optik aktif? Sebutkan contoh dan arah pemutaran bidang polarisasinya !2. Sebutkan jenis-jenis polarisasi!3. Bagaimana polarisasi dapat terjadi?4. Turunkan persamaan polarisasi lingkaran, dan elips, serta tunjukkan syarat2 yang harus dipenuhi!VI. Evaluasi Percobaan1. Hitung harga rata-rata percobaan!2. Hitung konsentrasi larutan yang diberikan oleh asisten!3. Bagaimanakah arah putar bidang polarisasi larutan gula?4. Buat kesimpulan Saudara!

PRAKTIKUM GELOMBANG PERCOBAAN CINCIN NEWTON

DEPARTEMEN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN IMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA2013

A. Tujuan percobaan:1. Mempelajari peristiwa interferensi pada percobaan cincin newton.2. Menjelaskan fungsi-fungsi alat pada cincin newtone.3. Mengukur panjang gelombang dari lampu halogen dengan menggunakan metode Newtone Rings (Cincin Newtone).4. Mencari keseksamaan panjang gelombang yang dihitung dengan menggunakan mikroskop vernier dengan panjang gelombang yang sebenarnya.

B. Dasar Teori Salah satu sifat gelombang adalah dapat mengalami peristiwa interferensi. Seperi halnya untuk gelombang yang lain, cahaya dapat mengalami interferensi. Pola interferensi ini terlihat dalam pola garis gelap-terang-gelap-terang.. dst. Jika cahaya didatangkan pada penghalang, yangmempunyai dua celah kecil, maka kedua celah ini akan bertindak sebagai sumber gelombang (prinsip Huygens). Kedua sumber gelombang ini akan berinteferensi. Interferensi akan saling menguatkan dan saling melemahkan. Interferensi yang menguatkan menghasilkan pola terang, sedangkan interferensi yang melemahkan akan menghasilkan pola gelap.

Cincin Newton terjadi jika cahaya datang pada sistem lensa cembung yang ditempatkan mendatar, dengan bagian kelengkungannya menghadap ke bawah seperti nampah pada gambar

Kedua sinar yang sejajar, menuju mata atau detektor dapat menimbulkan pola gelap- terang-gelapterang. Hal ini disebabkan oleh beda jarak tempuh lintasan optis dari kedua sinar tersebut. Dalam cincin newton terdapat suatu lensa. Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua bidang bias .Lensa cembung memiliki bagian tengah yang lebih tebal daripada bagian tepinya.Lensa cembung juga sering kali disebut sebagai lensa konfergen . Hal ini desebabkan karena lensa ini mempunyai sifat yang dapat mengumpulkan sinar. Lensa cembung terdiri atas 3 macam bentuk yaitu lensa bikonveks (cembung rangkap), lensa plankonveks (cembung datar) , *lensa konkaf konveks (cembung cekung).Lensa berbeda dengan cermin, pada cermin hanya memiliki satu titik fokus. Sedangkan lensa memiliki dua titik fokus. Pada lensa cembung terdapat tiga sinar istimewa , yaitu :Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus FSinar melalui F dibiaskan sejajar sumbu utama.Sinar melalui pusat optik tidak dibiaskan.C. METODOLOGI PERCOBAAN ALAT DAN BAHANPeralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:a. Lampu Halogenb. Set Alat Newton RingsCARA KERJA 1. Pastikan peralatan yang terdiri dari lampu halogen dengan sumber dan set alat newtone rings telah lengkap.2. Bersihkan lensa bikonveks dengan tissue yang lembut sampai benar-benar bersih.3. Atur posisi lensa bikonveks pada tempatnya.4. Nyalakan lampu halogen dengan menekan starting switching pada line spectrume light source dan tahan beberapa saat.5. Atur kemiringan reflektor sehingga pantulan dari sumber cahaya ke lensa bikonveks membentuk beberapa lingkaran6. Atur/geser skala pada mikroskop vernier untuk mendapatkan data yang dicari.7. Switch off alat segera setelah digunakan

TUGAS PENDAHULUAN

1. A. Apa yang dimaksud:a. Presisi (5)b. Akurasi (5)B. Bagaimana menentukan sebuah data itu presisi atau akurasi!!! (5)C. Jelaskan terjadinya paralaks pada manusia ? (10)2. Jelaskan terjadinya peristiwa interferensi dan gambarkan terjadinya peristiwa interferensi ? (20)3. Jelaskan prinsip dasar dari:a. Lensa positif dan lensa negatif (5)b. Mikroskop Cahaya (5)c. Lensa Bikonveks (5)d. Cermin (5)4. Buktikan persamaan berikut ini:

a. persamaannya menjadi:

5.Buktikan rumus:

Dengan nilai n kaca = 1,5LEMBAR PENGAMBILAN DATA

1. Foto setiap langkah kerja2. Pengambilan dataNoOrdeAtasBawah

1234Rata-rata 1234Rata-rata

1

2

3

4

5

6

7

3. Amati setiap bagian set up ring newton dan sebutkan bagian-bagiannya serta fungsinya.

PETUNJUK LAPORAN1. Hitung nilai R lensa dengan rumus:

Dengan nilai n kaca = 1,52. Untuk menghitung panjang gelombang lampu gunakan rumus:

Dengan nilai R=25003. Hitung error dengan rumus:

4. Buat grafik antara m ( sumbu y) dfan r2 (sumbu x). artikan persamaan regresinya

Surabaya,.................Asisten Teori dan praktikum Asisten Praktikum

BUDIANA DEVI EKA SEPTIANI

PERCOBAAN KISI DIFRAKSIBy Arum Puspita dan Umi Maslakah

I. Tujuan percobaan :1. Mempelajari gejala difraksi2. Menera konstanta kisi difraksi3. Mengetahui pengaruh jarak kisi ke layar tehadap pola gelap terang yang dihasilkanII. Tinjauan pustakaDalam medium homogeny seperti kerapatan konstan, gelombang akan menjalar dengan garis lurus searah datangnya sumber cahaya. Ketika melewati sebuah perintang, cahaya akan membelok melengkungi pinggir-pinggir lubang perintang hingga batas tertentu. Cahaya sejajar yang mengenai celah sempit yang berada di depan layar, maka pada layar tidak terdapat bagian yang terang dengan luas yang sama dengan luas celahnya, melainkan terdapat terang utama yang kiri dan kanannya dikelilingi pola gelap terang. Peristiwa pola gelap terang yang dihasilkan akibat cahaya melewati celah sempit disebut dengan peristiwa difraksi. Gelombang bidang dilenturkan (didifraksikan) oleh tiap-tiap celah meliput bidang layar yang lebih luas daripada bayangan geometri celah. Hal ini menyebabkan cahaya dari tiap-tiap celah bertumpang tindih pada layar, sehingga terjadi interferensi. Sedangkan kisi merupakan alat optik yang memiliki banyak sekali celah sempit.Difraksi dibagi menjadi tiga, yaitu difraksi celah tunggal, difraksi celah ganda dan difraksi celah banyak. Analisis kisi difraksi hampir sama dengan eksperimen celah young. Jika jarak antar celah beraturan dan sinar yang digunakan adalah monokromatis dengan panjang gelombang tertentu maka pada layar akan terbentuk pola gelap terang.

d

Gambar 1. Geometri percobaan celah ganda

Persamaan pada difraksi..(1)Dengan: d = lebar celahn = pola interferensi ke-n (1,2,3, ,n) = sudut yang dibentuk antarasinar datang dan pola terangDengan menggunakan metode trigonometri maka persamaan 1 dapat ditulis dengan ..(2)

III. Metodologi percobaan1. Alat dan bahana. Dua buah kisi dengan konstanta berbedab. Laserc. Layard. Rel presisie. Mistarf. Statip2. Skema alat

layarkisilaser

Gambar 2. Skema alat

3. Metodologi percobaana. Menera konstanta kisii. Pasang laser pada rel presisiii. Pasangkan kisi pada statip dan tempatkan pada rel presisi dengan ketinggian yang sama dengan laser. Atur jarak antara kisi dengan laser sejauh 30cm.iii. Atur jarak kisi ke layar sejauh 50 cmiv. Nyalakan laser dan amati pola gelap terang yang dihasilkanv. Catat kedudukan masing-masing pola terang yang tampak pada layar dengan menggunakan mistarvi. Dengan langkah yang sama, kisi pertama diganti dengan kisi kedua.b. Mengetahui pengaruh jarak kisi ke layar tehadap pola gelap terang yang dihasilkani. Lakukan langkah seperti poin i sampai v pada poin aii. Ubah jarak kisi dengan layar ( tanyakan asisten)IV. Tugas Pendahuluan1. Sebutkan dan jelaskan macam-macam difraksi?2. Sebutkan dan jelaskan faktor faktor yang mempengaruhi difraksi?3. Jelaskan mekanisme terjadinya difraksi pada celah banyak?4. Buktikan persamaan berikut !

Topik-topik yang harus ada dalam tinjauan pustaka1. Difraksi cahaya2. Eksperimen celah Young3. Prinsip Huygens

Tabel 1. Variasi KisikisiOrde ke-nJarak terang pusat terhadap terang ke-n

kirikanan

1

2

Tabel 2. Variasi Jarak Kisidengan layarJarak kisi ke layarOrde ke-nJarak terang pusat terhadap terang ke-n

kirikanan