Selasa, 08 Januari 2013

SPEKTROMETER PRISMA

JURNAL PRAKTIKUM LABORATORIUM FISIKA MODERN NAMA : RINTO PANGARIBUAN NIM : 110801050 KELOMPOK : VI B JUDUL PERCOBAAN : SPEKTROMETER PRISMA TANGGAL PERCOBAAN : 07 DESEMBER 2012 ASISTEN : IRMANSYAH PUTRA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012 BAB I PENDAHULUAN A. Latar belakang Bila sebuah gelombang cahaya menumbuk sebuah muka (interface) halus yang memisahkan dua material transparan (material tembus cahaya) (seperti udara dan kaca atau seperti air dan kaca), maka pada umumnya sebagian gelombang itu direfleksikan dan sebagian lagi direfraksikan (di transmisikan) ke dalam material kedua. Misalnya bila anda memandang ke dalam jendela restoran dari jalan, maka anda memandang refleksi pemandangan di jalan, tetapi seorang yang berada di dalam restoran itu dapat memandang ke luar melalui jendela dengan pemandangan sama karena cahaya mencapai orang itu dengan refleksi.Segmen – segmen gelombang bidang dapat dipresentasikan sebagai paket – paket sinar yang membentuk berkas cahaya. Arah sinar masuk, sinar yang direflaksikan, dan sinar yang direfraksikan, pada antar muka yang halus diantara dua material optik sebagai sudut-sudut yang dibuat oleh sinar-sinar itu dengan normal terhadap permukaan tersebut di titik masuk. Jika antar muka itu kasar cahaya yang ditranmisikan dan cahaya yang direfleksikan akan dihamburkan keberbagai arah, dan titik ada sudut tansmisi tunggal atau sudut refleksi tunggal. Refleksi pada sudut tertentu dari sebuah sudit permukaan yang sangat halus dinamakan refleksi spekular ( kata latin untuk cermin), refleksi yang dihamburkan dari sebauh permukaan kasar dinamakan refleksi tersebar (difussi reflaktion). B.Tujuan 1. Untuk menentukan panjang gelombang dari beberapa cahaya monokromatik dari spectrum warna. 2. Untuk menentukan lampu mana yang paling besar panjang gelombangnya. 3. Untuk menentukan spectrometer warna pada saat didispersikan. 4. Untuk mengetahui sudut deviasi yang terjadi pada prisma. 5. Untuk menentukan panjang gelombang dari beberapa cahaya polikromatik dari spectrum warna. BAB II DASAR TEORI Sinar matahari yang dijatuhkan pada prisma menjadi masing-masing panjang gelombang disebabkan oleh indeks bias cahaya yang berbeda-beda, sinar dengan gelombang panjang paling banyak dibelokkan daripada yang mempunyai gelombang pendek.Bila hujan baru berhenti dilangit tampak pelangi yang indah, gejala ini disebabkan oleh adanya penguraian dan pembiasan berkas sinar matahari dengan adanya butir-butir air yang kecil yang ada di udara. Gejala penguraian sinar menjadi berkas-berkas dengan panjang gelombang sendiri-sendiri disebut penguraian dan warna-warna yang dihasilkan disebut spektrum. Mata manusia tidak mempunyai sensitivitas yang uniform dalam daerah tampak. Sensitivitas terbesar berada pada panjang gelombang 555 nm. Kepekaan warna mempunyai tiga karakteristik : • Mempunyai kepekaan yang berbeda terhadap warna-warna merah • Kepekaan terhadap luminasi atau kuat cahaya, misalnya merah terang atau merah gelap ini disebut harga • Kepekaan terhadap kemurnian warna misalnya biru terang atau biru suram disebut kroma Ketiganya disebut atribut warna.Dalam praktek ada banyak cara untuk menyatakan ketiga atribut warna itu. Diantaranya adalah sistim warna munshell. Pada lingkaran warna dibagi dalam 100 sektor hue ( tingkat warna ) dimana mata dapat merasakan perbedaannya secara bertingkat. Lima buah warna yang utama masing-masing adalah • Merah • Kuning • Hijau • Biru • Ungu Dimana kelima warna tersebut biasa disingkat M,K,H,B,U. Warna-warna yang terletak diantaranya diberi simbol yang berasal dari dua warna utama yang ada diselahnya misalnya;KM,HK,BH,CB,dan MU.Maka dengan itu bentuk 10 sektor dengan simbul diatas. Pada tengah-tengah tiap sektor diberi harga 5 dan busur yang mempunyai tiap warna dibagi dalam 10 bagian, angka 10 pada tiap sektor sama dengan harga 0 untuk sektor yang berdekatan. Harga-harga ( kuat cahaya ) warna akromatis yang tidak mempunyai tingkat warna (hue) atau tidak mempunyai kroma, tetapi mempunyai kuat cahaya (terang) diberi tanda N dan ini dibagi pula secara merata dalam 10 blok (bagian) ( putih = 10 dan hitam = 0) berdasarkan kepekaan mata manusia. Harga skala ini juga diberikan untuk kuat cahaya warna kromatis.Metoda yang sama juga berlaku pula pada kroma : kejenihan warna cat yang paling tinggi yang ada pada waktu munshellmenetapkan sistim ini.Ditentukan berharga 10 dalam skala kroma dan warna akromatik berharga 0. Pada waktu itu telah terdapat warna yang lebih jenuh berkat adanya perbaikan bahan cat sehingga skala kromanya ditentukan secara eksplorasi. Satu macam warna ditentukan oleh tiga sifat warna yaitu: • Hue • Harga • Kroma Dengan sistem warna ini bentuk padat warna dimana didapat semua warna disusun. Tetapi karna bentuk padat ini tidak memuaskan untuk menjelaskan maka dibuat dftar keping warna yang memiliki permukaan keping dengan masing-masing hue.bentuk ini disebut sistem mushen renotation dan banyak dipakai setelah diberi harga-harga.Bila hue berubah, maka letak puncak atau dasra kurva karakteristik itu berubah juga, yaitu panjang gelombangnya menjadi berbeda; bila harganya menjadi besar, puncak dan dasar tidak berubah tetapi seluruh kurva bergeser pada arah yang lebih tinggi;dan bila kroma menjadi tinggi, maka jarak antara dasar dan puncak kurva menjadi lebih besar . (Ir,S,Reka,Rio,2002) Sejauh ini kita baru meninjau spektrum elektromagnetik, termasuk cahaya tampak, dalam ruang bebas tanpa batas. Berikut ini akn kita bahas bila ia dipantulkan pada permukaan datar, seperti gelas atau air, dan juga perilakunya ketika melalui bahan-bahan transparan seperti itu.Bila seberkas sinar jatuh pada permukaan air, maka sebagian dari sinar itu akan dipantulkan oleh permukaan dan sebagian lagi akn dibelokkan ( dibiaskan,direfraksikan) masuk kedalam air. Berdasarkan eksperimen diperoleh hukum-hukum mengenai refreksi dan refraksi sebagai berikut :  Sinar yang direfraksikan dan yang direfleksikan terletak pada suatu bidang yang dibentuk oleh sinar datang dan normal.  Untuk refleksi : 1 ‘ = 1.......................................................2.1  Untuk refraksi : = n21 ....................................................2.2 Dengan n21 adalah konstanta yang disebut indeks refraksi dari medium dua terhadapmedium satu. Tabel 2.1 menunjukkan beberapa indeks refraksi beberapa bahan terhadap vakum untuk panjang gelombang ( cahaya natrium ) 589 nm. Indeks refraksi suatu medium lain biasanya bergantung kepada panjang gelombang. Tidak seperti halnya reflaksi berdasarkan kenyataan itu refraksi dapat digunakan untuk menguraikan cahaya ats komponen-komponen panjang gelombangnya.Hukum refleksi telah dikenal oleh buclides. Hukum refraksi dioperoleh secara eksperimen oleh willebrod snell ( 1591-1626) dan diturunkan melalui teori korpuskuler cahaya oleh rene descartes ( 1596-1650). Hukum reflaksi ini dikenal sebagai hukum snell, atau diperancis dikenal sebagai hukum descartes. Kita dapat menurunkan hukum refleksi dan refraksi dari persamaan-persamaan maxwell, yang berarti bahwa hukum ini berlaku untuk semua daerah spektrum elektromagnetik.Berikut ini merupakan tabel 1.1 yang berisikan beberapa indeks refraksi untuk panjang gelombang 589 nm Medium Indeks refraksi Air 1,33 Etil alkohol 1,36 Karbon bisulfida 1,63 Udara 1,0003 Metilin iodida 1,74 Leburan kuarsa 1,46 Gelas,kaca krona 1,52 Gelas,flinta 1,66 Natrium kholirida 1,53 Telah diketahui bila permukaan pelat baja yang digosok sampai mengkilap akan memantulkan dengan baik berkas yang datang padanya, tetapi selebar kertas sedikit-banyak akan menghamburkannya kesegala arah ( reflaksi baur-difuse reflektion). Kebanyakan benda-benda tak bercahaya disekitar kita dapat dilihat karena refraksi baur ini. Perbedaan antara refleksi baur dan refleksi spekuler ( yaitu, seperti cermin) disebabkan oleh kekasaran permukaan; berkas yang direfleksikan hanya akan terbentuk jika kedalaman rata-rata dari ketidak teraturan permukaan pemantul ( reflektor) jauh lebih kecil daripada panjang gelombang yang datang. Syarat kekasaran permukaan ini memiliki pengertian yang berlainan untuk daerah spektrum elektromagnetik yang berbeda. Misalnya dasar wajan yang terbuat dari besi tuang adalah reflaktor yang baik untuk gelombang mikro dengan panjang gelombang 0,5 cm, tetapi reflaktor yang buruk untuk cahaya tampak ( artinya kita tidak dapat bercermin untuk bercukur atau berdandan dengannya ) Syarat kedua bagi adanya berkas refleksi adalah ukuran rentang reflektor harus jauh lebih besar daripada panjang gelombang berkas datang. Jika seberkas cahaya tampak jatuh pada logam mengkilap berukuran sebesar uang logam,akan terjadi berkas refleksi; tetapi jika yang datang adalh gelombang radio, katakanlah dengan = 1 m, maka berkas tersebut akan dihamburkan kesegala arah, tidak ada berkas yang menonjol dalam satu arah tertentu.inilah yang disebut sebagai peristiwa difraksi. ( Haliday,1989) Bila cahaya bergerak dari satu medium transparan (tembus cahaya) ke satu medium transparan lainnya dengan indeks refraksi yang berbeda, maka cahaya itu dibelokkan atau direfraksikan. Seperti halnya pada kasus refleksi, maka dicari hubungan antara kedua hubungan di antara kedua arah tersebut dengan bantuan prinsip Huygens. Hubungan ini disebut hukum Snellius, untuk menghormati Willeboard Snellius (1591 – 1626) yang menemukan hubungan itu secara eksperimen. Jika indeks refraksi dari medium – medium itu adalah η1 dan η2, dan sudut masuk ϕ1, dan sudut refraksi ϕ2, diukur relatif terhadap arah normal, maka hukum Snellius menyatakan η1 sin ϕ1 = η2 sin ϕ2………………………..........……….….………(2.3). Seperti di dalam kasus refleksi, kedua – dua sinar dan normal berada di dalam bidang yang sama.Hukum Snellius berarti bahwa jika η bertambah besar, maka sin ϕ akan berkurang dan sebagai konsekuensinya maka ϕ pun berkuran. Jadi, sebuah sinar akan membelok kea rah normal bila sinar itu memasuki medium yang secara optik lebih rapat (η2 > η1). Sebuah pelat datar tidak merubah arah sebuah sinar, walaupun pelat itu memindahkan atau menggeserkan sinar itu sejarak yang sebnading dengan tebalnya pelat tersebut. Karena indeks refraksi bahan berubah – ubah dengan panjang gelombang cahaya, maka besarnya pembelokkan di permukaan batas akan berubah – ubah dengan panjang gelombang. Fenomena ini dinamakan disperse.Sinar putih, seperti cahaya yang berasal dari sebuah lampu pijar, mengandung campuran panjang gelombang yang membentang pada jangkauan panjang gelombang tampak, sehingga panjang gelombangnya yang bermacam – macam atau warnanya akan dipisahkan di batas antara udara dan gelas, kecuali pada arah amsuk normal. Efek ini terjadi dua kali didalam sebuah prisma berbentuk gelas yang berbentuk segitiga, yang menghasilkan sinar cahaya yang berbentuk kipas angin dan sebuah pola w arna – warni atau spektrum, pada sebuah layar di belakang prisma itu. Bila suatu sinar – sinar itu mencapai permukaan, maka sebagian sinar itu di refleksikan dan sebagian direfraksikan. Jika sudut masuk diperbesar, maka intensitas sinar yang direfleksikan akan semakin besar. Sinar yang ditansmisikan lambat laun menjadi lebih lemah, dan intensitasnya berkurang menjadi nol sewaktu sudut refraksi itu mencapai 90o. sudut masuk yang bersangkutan dinamakan sudut kritis ϕc, amka tidak ada sinar yang direfraksikan yang diamati, dan semua cahay itu akan direfleksikan. Ini dinamakn refleksi internal total. Sudut kritis dapat divari dari hukum snellius dengan mengambil ϕ2 = 90o atau sin ϕ2 = 1, yang bersesuaian dengan sudut refraksi maksimum yang mungkin. Ini memberikan n1 sin ϕc = n2, atau ……………………………………………………. 2.4 Jika nilai ϕ1 yang lebih besar dari ϕc disubsitusikan ke dalam hukum snellius, maka sin ϕ2 ternyata akan lebih ebsar daripada 1. Karena tidak ada sudut yang mempunyai sinus yang lebih besar daripada 1, maka ini berarti bahwa tidak ada sinar yang direfraksikan. Ini adalah cocok dengan pengamatan bahwa di setiap sudut yang sama dengan atau yang lebih besar daripada ϕc, sinar itu direfleksikan secara total. Di dalam refleksi spekular yang biasa, sinar yang dirfleksikan adalah selalu lebih lemah daripada sinar yang masuk, walaupun permukaan batas disemir sangat licin. Bertentangan dengan itu, tidak ada kehilangan intensitas yang terjadi di dalam refleksi internal total. Karena alas an ini maka prisma yang merefleksi sinar secara total digunakan di dalam binokuler, periskop, dan kamera refleks. Tidak ada kehilangan intensitas yang diasosiasikan dengan refleksi internal di dalam prisma ini, walaupun sebagian cahaya direfleksikan di permukaan di mana cahaya itu memasuki atau meninggalkan prisma tersebutKenyataan bahwa tidak ada kehilangna intensitas yang terjadi di dalam refleksi internal total adalah dasar untuk optic serat., yakni sebuah cabang optika yang berkembang secara cepat. Prinsip dasar optika serat dilukiskan oleh sebuah tangkai transparan yang panjang, atau pipa cahaya. Sebuah sinar cahaya yang memasuki pipa itu akan refleksikan secara total jika sudut masuk adalah cukup besar ketika sinar mencapai permukaan tersebut. Malah jika pipa itu melengkung pun lambat laun, namun cahaya akan menempuh keseluruhan panjang pipa itu dan sampai di permukaan lainnya tanpa diatenuasi setelah banyak terjadi refleksi. Sebagai konsekuensinya maka sebuah pipa cahaya tunggal akan dapat mentransmisikan energi cahaya secara agak efisien. Akan tetapi sinar – sinar yang berasal dari bagian – bagian yang berbeda dari sebuah benda sama sekali akan di aduk oleh refleksi ganda, sehinnga sebuah pipa tunggal tidak akan dapat mentransmisikan sebuah bayangan. Bayangan dapat ditransmisikan dengan menggunakan buntelan gelas halus atau buntelan serat plastik, karena setiap serat akan mentransmisikan sinar yang berasal dari sebuah daerah yang sangat kecil di dalam benda itu. Kualitas bayangan yang dihasilkan sebagian besar ditentukan oleh diameter serat, yangd apat sekecil 10-6 m. ( Joseph W. Kane, 1978) Bila suatu cahaya berjalan dengan sudut miring melalui pembatasan antara dua zat dengan indeks bias yang berbeda, maka sinar akan membelok.Gejala ini disebut pembiasan. Cara untuk menghitung cahaya pada permukaan beberapa zat yang mempunyai indeks bias n1 dan n2diberikan oleh hukum snellius : n1 sin = n2 sin 2.......................................2.5 Misalkan sinar dari zat berindeks bias lebih tinggi masuk ke zat dengan indeks bias lebih rendah.Sebagian sinar masuk dibias dan sebagian lagi dipantulkan pada permukaan batas. Karena sudut di buat sedemikian besarnya hingga 2 = 90o. Harga 1 dinamai sudut kritis. Untuk harga 1 yang lebih besar dari harga ini, maka tidak akan terjadi pembiasan: seluruh cahaya pada sinar masuk, dipantulkan. Syarat pantulan total berlaku hanya jika 1 lebih besar dari sudut kritis, c yang memenuhi: n1 sin c = n1 sin o atau sin c = ..........................2.6 Karena sinus tidak mungkin lebih besar dari satu, persamaan ini sekali lagi menekankanmbahwa refleksi total hanya terjadi jika n1 > n2.Prisma dapat digunakan untuk menguraika cahaya kedalam warna yang berbeda – beda.Berhubung indeks bias zat berbeda – beda tergantung dari panjang gelombangnya, warna – warna yang berbeda dari cahaya akan membias secara berbeda – beda pula. Hampir semua bahan, warna merah mengalami pembiasan paling sedikit dan warna biru pembiasan terbanyak. Gelombang – gelombang yang koheren mempunyai bentuk dan frekuensi yang sama, serta beda fase yang tetap ( yakni banyak sedikitnya puncak – puncak gelombang yang tertinggal dari atau mendahului puncak – puncak gelombang lain yang tidak berubah dengan berlakunya waktu). Fase relatif dari dua gelombang yang koheren yang bergerak bersama – sama sepanjang garis tersebut. Bila puncak satu gelombang jatuh di puncak gelimbang yang lain, maka gelombang – gelombang tersebut sefase. Bila puncak gelombang jatuh pada gelombang – gelombang yang lain, maka gelombang tersebut berbeda fase 180o. Interferensi konstruktif (memperkuat, terang) terjadi pada titik – titik dimana gelombang itu sefase. Difraksi adalah peristiwa dimana dilenturkan atau melebar ditepi celah dan pinggiran penghalang cahaya. Cahaya tidak lagi mermbat melalui menurut garis lurus, dan hal ini mengakibatkan terjadinya interferensi hingga tepi – tepi bayangan tidak tajam melainkan kabur. Peristiwa difraksi juga membatasi kecilnya benda yang dapat dilihat, serta membatasi hasil pengukuran. Difraksi celah tunggal bila berkas cahaya sejajar dengan panjang gelombang jatuh pada celah selebar s pada arah tegak lurus, terbentuklah pola difraksi dibelakang celah itu. Batas resolusi dua benda disebabkan difraksi : jika kita mengamati dua objek berdekatan melalui suatu alat optik, maka pola difraksi yang ditimbulkan lubangatau diafragma alat membatasi kemampuan kita mengamati benda itu. Agar kedua benda dapat dilihat sebagai dua objek terpisah maka sudut yang dibentuk diafragma pada objek itu harus lebih besar dari sudut c.Persamman kisi difraksi terdiri dari celah – celah yang berukuran sama dan paralel, dalam jumlah yang besar; dengan jarak antara celah adalah tetapan kisi d. Bila gelombang dengan panjang gelombang “lamda” jatuh secara tegak lurus pada kisi dengan tetapan kisi d, akan terbentuk daerah terang dibelakng celah dengan sudut n (tehadap arah sinar masuk). Difraksi sinar x berpanjang gelombang lamda karena pantulan suatu kristal, memenuhi persamaan bragg. Terjadi refleksi yang kuat pada sudut.Difraksi sinar x berpanjang gelombang lamda karena pantulan suatu kristal, memenuhi persamaan bragg. Terjadi refleksi yang kuat pada sudut n ( adalah sudut antar muka kristal dan sinar yang dipantul).Jejak optik ekivalen, bila cahaya memenuhi jarak d dalam dalam medium ber – indeks bias n, maka dalam vakum cahaya akan menempuh jarak nd dalam waktu yang sama. Inilah sebabnya jarak nd disebut jejak optik ekivalen. (Frederick J,Bueche.1993) BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Peralatan dan fungsi 1.Spektrometer Fungsi : untuk menganalisa cahaya berdasarkan spectrum warna yang dihasilkan. 2.Prisma Fungsi : untuk mendispersikan cahaya agar terlihat spectrum warna. 3.Lampu Na, Hg, dan Cd Fungsi : untuk menghasilkan cahaya yang terlihat cahaya yang terlihat cahaya putih yang terang. 4.Induktor Rumkorf Fungsi : untuk menghasilkan tegangan tinggi dari tegangan rendah. 5.Statif Fungsi : sebagai penyangga lampu Na, Hg, dan Cd. 6.Kolimator Fungsi : sebagai tempat untuk memfokuskan sinar yang masuk ke lensa. 7.Meja Prisma Fungsi : sebagai tempat untuk meletakkan prisma. 8.Meja Skala Fungsi : sebagai tempat membaca sudut yang dihasilkan oleh spectrum. 9.Teleskop Fungsi : sebagai tempat mensejajarkan sinar yang masuk pada lensa kolimator. 10.Tabung Lampu Fungsi : sebagai pembatas agar cahaya lampu tidak menyebar. 11.Kaca Pembesar Fungsi : sebagai alat untuk memperbesar skala dalam pembacaan skala. 3.2 Prosedur percobaan 1. Dipersiapkan semua peralatan. 2. Disusun peralatan. 3. Disejajarkan kolimator dengan celah lampu tabung. 4. Dipasang lampu Cd, Hg, Na secara bergantian pada tabung lampu. 5. Dihidupkan indikator Rumhkorf yang sudah terhubung dengan PLN. 6. Dicari sinar yang terbentuk secara vertikal yang disejajarkan dengan kolimator. 7. Dibaca skala sebagai standard. 8. Diletakkan prisma pada meja prisma. 9. Diteropong dan digeser ke kiri atau ke kanan untuk mencari spektrum warna yang didispersikan oleh prisma. 10.Dibaca skala pada spektrometer. 11.Dihitung sudut yang ditunjukkan pada skala spektrometer dan dicatat data percobaan pada kertas data percobaan. 12.Dimatikan indikator Rumhkorf setelah semua spektrum warna telah didapati. 13.Dikembalikan semua peralatan ketempat semula. DAFTAR REFERENSI Bueche,Frederirck J.1993.”TEORI DAN SOAL-SOAL FISIKA”.Edisi kedelapan.Jakarta :Erlangga Halaman 295-311 David,Haliday.1984.”FISIKA”.Edisi ketiga.Jakarta:Erlangga Halaman 609-613 Kane,Joseph W.1978.”FISIKA”.Edisi ketiga.New York:Jhon Wiley & Son Halaman 1024-1034 Rio, Reka.2002.”TEKNIK REFARASI TELEVISI BERWARNA”.Edisi ke tigabelas.Jakarta : Erlangga. Halaman 2-4 Medan, 30 November 2012 Asisten, Praktikan, (Irmansyah Putra) (Rinto Pangaribuan) TUGAS PERSIAPAN Nama : R NIM : 110801044 Kelompok : VII-A 1. Apa yang kamu ketahui tentang dispersi cahaya dalam medium dispersi ? Jelaskan ! Jawab : Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya polikromatik (putih) menjadi cahaya-cahaya monokromatik (me, ji, ku, hi, bi, ni, u) pada prisma lewat pembiasan atau pembelokan. Hal ini membuktikan bahwa cahaya putih terdiri dari harmonisasi berbagai cahaya warna dengan berbeda-beda panjang gelombang. Warna Panjang gelombang Ungu 400-440nm Biru 440-495nm Hijau 495-580nm Kuning 580-600nm Orange 600-640nm Merah 640-750nm Peristiwa dispersi juga terjadi apabila seberkas cahaya putih dilewatkan pada suatu prisma sehingga membentuk spektrum cahaya. Spektrum ini dapat diamati melalui spektrometer. Jika cahaya putih itu diarahkan ke prisma, maka cahaya putih akan terurai menjadi sinar merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu. Sinar-sinar ini memiliki panjang gelombang yang berbeda-beda. Setiap panjang gelombang juga memiliki nilai indeks bias yang berbeda-beda. Semakin kecil panjang gelombangnya, maka semakin besar indeks biasnya. Dispersi pada prisma terjadi karena adanya perbedaan indeks bias kaca setiap warna cahaya. Indeks cahaya suatu bahan menentukan panjang gelombang cahaya mana yang dapat diuraikan menjadi komponen komponennya. Untuk cahaya ultraviolet adalah prisma dari kristal, untuk cahaya putih adalah prisma dari kaca, untuk cahaya infrared adalah prisma dari garam batu. Cahaya berwarna merah mengalami deviasi terkecil sedangkan warna ungu mengalami deviasi terbesar. Catatan : Untuk menghilangkan dispersi antara sinar ungu dan sinar merah digunakan susunan Prisma Akhromatik. "TAK AKAN ADA YANG ABADI"

SPEKTROMETER KISI

JURNAL PRAKTIKUM LABORATORIUM FISIKA MODERN NAMA :RINTO PANGARIBUAN NIM :110801050 KELOMPOK :VII A JUDUL PERCOBAAN :SPEKTROMETER KISI TANGGAL PERCOBAAN :19 OKTOBER 2012 ASISTEN :SOFIA NOVITA S.Si DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012 BAB I PENDAHULUAN LATAR BELAKANG Spektrometer adalah alat yang digunakan untuk menentukan, mengetahaui, dan mengidentifikasikan spektrum cahaya akibat danya pola sebaran gelombang dari efek difraksi. Difraksi merupakan pola penyebaran gelombang akibat adanya halangan celah sempit pada medium merambat gelombang tersebut. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Hal ini bisa diterangkan oleh prinsip Huygens. Pada animasi pada gambar dibawah terlihat adanya pola gelap terang dan terang, hal ini disebabkan wavelet-wavelet baru yang terbentuk di dalam celah sempit tersebut saling berinterferensi satu sama lain. Spektrum garis membentuk suatu deretan warna cahaya dengan panjang gelombang berbeda. Dengan mengetahui hubungan antara panjang gelombang, orde difraksi, dan sudut difraksi, dapat diketahui lebar celah sempit yang dilewati oleh spektrum cahaya yang bersangkutan. Untuk gas hidrogen yang merupakan atom yang paling sederhana, deret panjang gelombang ini ternyata mempunyai pola tertentu yang dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan matematis yang dikemukan oleh Balmer. Dengan alasan ini, maka perlu kita bisa membuktikan nilai dari konstanta Planck yaitu: 6,63 x 10-34 Js dengan mencari panjang gelombang dari setiap spektrum warna terlebih dahulu dengan menggunakan spektrometer dan memanfaatkan konsep dari kisi difraksi. TUJUAN Untuk menentukan harga konstanta Planck dalam percobaan. Untuk membandingkan panjang gelombang dari masing-masing spektrum warna yang tampak dalam percobaan. Untuk membandingkan nilai frekuensi dari masing-masing spektrum warna yang tampak dalam percobaan. Untuk membandingkan energi dari masing-masing spektrum warna yang tampak dalam percobaan. BAB II DASAR TEORI Sejumlah besar celah paralel yang berjarak sama disebut kisi difraksi, walaupun istilah “kisi interferensi” mungkin lebih sesuai. Kisi dapat dibuat berfungsi sebagai celah. Transparansi fotografis dari kisi yang asli bisa digunakan sebagai kisi yang murah. Kisi yang berisi 10.000 garis per sentimeter adalah umum saat ini, dan sangat berguna untuk pengukuran panjang gelombang dengan tepat. Kisi difraksi yang berisi celah-celah disebut kisi transmisi. Kisi pantulan juga mungkin; dapat dibuat dengan membuat garis-garis halus pada permukaan logam atau kaca dari mana cahaya dipantulkan dan dianalisis. Analisis ini pada dasarnya sama untuk kisi transmisi, yang akan kita bahas sekarang. Gambar 2.1 Kisi Difraksi Analisi kis difraksi sangat mirip dengan eksperimen celah ganda Young. Kita anggap berkas-berkas cahaya paralel jatuh pada kisi seperti pada gambar 2.1. Kita juga menggangap bahwa celah-celah tersebut cukup sempit sehingga difraksi oleh masing-masingnya menyebarkan cahaya dengan sudut yang besar pada layar yang jauh dibelakang kisi, dan interferensi dapat terjadi dengan cahaya dari semua celah yang lain. Berkas cahaya yang melalui setiap celah tanpa pembelokan (θ = 0o) berinteferensi konstruktif untuk menghasilkan garis terang ditengah layar. Interferensi konstruktif juga dapat terjadi pada sudut θ sedemikian rupa sehingga berkas dari celah yang bersisian menempuh jarak ekstra sejauh Δl = d sinθ, dan sin θ = "mλ" /"d" , m = 0, 1, 2, . . . [maksimum utama]........................................................(2.1) adalah kriteria untuk mendapatkan maksimum terang. Persamaan ini sama dengan situasi celah ganda, dan kembali m disebut orde dari pola tersebut. Bagaimana pun, ada perbedaan penting antara pola celah ganda dengan banyak celah. Maksima yang terang lebih tajam dan sempit untuk kisi. Mengapa demikian bisa dilihat sebagai berikut. Misalkna sudut θ diperbesar sedikit ke atas yang dibutuhkan untuk maksimum. Pada kasus celah ganda, kedua gelombang hanya akan berbeda sedikit fase, sehingga terjadi interferensi yang hampir konstruktif. Ini berarti bahwa maksimum akan lebar. Untuk kisi, gelombnag-gelombnag dari dua celah yang bersisian juga akan tidak terlalu berbeda fase. Tetapi gelombang dari satu celah dan gelomban g lain dari yang kedua yang berjarak beberapa ratus celah bisa tepat berlawanan fase; semua atau hampir semua cahaya akan saling meniadakan dengan cara ini. Sebagai contoh, misalkan sudut θ berbeda dari maksimum orde pertamanya sehingga panjang lintasan ekstra untuk sepasang celah yang bersisian tidak tepat λ tetapi 1,0010λ. Gelombang yang melalui satu celah tunggal dan gelombang lain 500 celah dibawahnya akan berbeda fase 1,500λ atau tepat 1□(1/2) panjang gelombang sehingga keduanya akan saling meniadakan. Sepasang celah, satu dibawah yang dua ini, juga akan saling meniadakan. Artinya, cahaya dari celah 2 meniadakan yang keluar dari celah 502, dan seterusnya. Dengan demikian bahkan untuk sudut yang kecil yang berhubungan dengan panjang lintasan ekstra 1/1000λ, ada interferensi destruktif yang banyak, dan maksimum akan sangat sempit. Makin banyak garis pada sebuah kisi, makin tajam pula puncak-puncaknya. Karena sebuah kisi menghasilkan garis yang jauh lebih tajam (dan lebih terang) dari dua celah saja. Ia merupakan alat yang lebih tepat untuk mengukur panjang gelombang. Misalkan cahaya yang menimpa kisi difraksi tidak monokromatik, tetapi terdiri dari dua atau lebih panjang gelombang yang berbeda seperti pada celah ganda. Jika cahaya putih jatuh pada kisi, maksimum tengah (m = 0) akan merupakan puncak putih yang tajam. Tetapi untuk semua orde yang lain, akan ada spektrum warna yang jelas yang tersebar melingkupi lebar anguler tertentu. Karena kisi difraksi menyebarkan cahaya menjadi panjang gelombang komponen-komponennya, pola yang dihasilkan disebut spektrum. ( Douglas Giancoli ; 1998) Suatu sifat gelombang yang menarik ialah bahwa gelombang dapat dibelokkan oleh rintangan. Sebagai contoh, anda dapat mendengar suara yang datang dari balik pagar tembok atau dari balik suatu bukit, meskipun tidak ada benda di sekitar anda yang dapat memantulkan gelombang bunyi. Kita begitu biasa dengan gelombang bunyi sehingga kita tidak pernah memperhatikan hal ini. Kejadian ini, yang merupakan pembelokan energi yang dibawa oleh gelombang ke daerah bayang-bayang, disebut difraksi. Untuk dapat memahami kejadian ini mari kita tinjau lagi gelombang air. Suatu gelombang harus datang pada suatu celah. Lebar celah ini dibuat lebih kecil dari panjang gelombang. Tampak bahwa gelombang yang keluar dari celah bukan gelombnag lurus, tetapi suatu gelombang lingkaran yang menyebar ke semua arah. Jadi gelombang yang datang dibelokkan oleh celah. Apa yang terjadi jika suatu gelombang lurus datang pada suatu celah dengan lebar yang lebih besar daripada panjang gelombang. Dapat anda bandingkan lebar celah dengan jarak antara dua garis terang, yang tidak lain adalah panjang gelombang. Jika celah dipersempit maka gelombang oleh celah makin kelihatan, dan jika celah terus dipersempit sehingga lebar celah sama dengan panjang gelombang, kita dapatkan panjang gelombang lingkaran yang menyebar ke semua arah akan keluar dari celah. Kita dapat menjelaskan terjadinya difraksi dengan menggunakan teori Huygens tentang penjalaran gelombang. Teori Huygens menyatakan bahwa setiap titik pada permukaan gelombang dapat dianggap sebagai sumber gelombang yang mengeluarkan suatu gelombang lingkaran. Gelombang lingkaran yang keluar dari titik-titik pada muka gelombang ini disebut gelombang sekunder. Garis singgung pada permukaan gelombang sekunder pada suatu saat akan memberikan muka gelombang yang baru. Makin lebar celahnya, muka gelombnag yang keluar dari celah makin mirip dengan garis lurus sehingga sinar-sinar gelombang yang mempunyai arah tegaklurus terhadap muka gelombang akan tidak banyak mengalami pembelokan. Sebaliknya jika celahnya sempit maka muka gelombang yang ditarik sebagai garis singgung pada gelombang-gelombang sekunder yang berasal dari celah mulai menyimpang dari garis lurus, sehingga sinar-sinar gelombangnya, yaitu arah jalar gelombang akan mengalami pembelokan yang lebih besar. Gelombang bunyi mempunyai panjang gelombang dalam orde meter; tidak heran kalau gelombang bunyi mengalami difraksi yang parah, sebab berbagai penghalang seperti jendela dan pintu mempunyai ukuran dalam orde panjang gelombang. Sebaliknya kita jarang melihat peristiwa difraksi cahaya dalam kehidupan sehari-hari, sebab panjang gelombang cahaya adalah orde 10−4 mm, sehingga penghalang yang dijumpai sehari-hari selalu jauh lebih besar dibanding dengan panjang gelombang. Sesuai dengan teori Huygens, kita dapat memandang difraksi sebagai interferensi sederet sumber titik yang memenuhi lebar celah. Kita dapat menurunkan diagram fasor untuk N buah celah. Sebagai ganti celah-celah kita gunakan titik pada muka gelombang dalam celah tunggal yang kita selidiki. Hal ini dapat kita lakukan, sebab menurut Teori Huygens yang berlaku sebagai sumber gelombang sekunder yang keluar dari celah. Jika celah yang kita pergunakan berbentuk lingkaran, maka persoalannya tidaklah sederhana. Kita harus menjumlahkan gelombang yang berasal dari setiap titik dalam lubang. Untuk lubang berdimensi dua sukar untuk menggunakan diagram vektor, akan tetapi kita harus mempergunakan integral yang sulit. Hasilnya ternyata tidak jauh berbeda dengan difraksi oleh suatu celah. Jika suatu lubang berbentuk lingkaran dengan garis tengah d disinari dengan gelombang cahaya, maka minimum pertama intensitas difraksi akan terjadi pada arah θ, dimana Sin θ = 1,22 λ/d.................................................................................................(2.2) Bayangan yang terjadi pada layar akan berbentuk lingkaran-lingkaran konsentrik (dengan pusat yang sama); lingkaran gelap dan terang silih berganti. Lingkaran gelap yang pertama tidak lain adalah minimum pertama pada distribusi intensitas difraksi. Intensitas lingkaran terang selanjutnya jauh lebih kecil daripada intensitas maksimum yang ditengah (sentral). Lingkaran-lingkaran ini disebut lingkaran Airy, karena Airy adalah orang yang pertama memecahkan persoalan difraksi oleh lubang berbentuk lingkaran. Kita akan menggunakan hasil ini kemudian untuk menentukan daya pisah alat optik. Pembahasan kita tentang difraksi tidak hanya berlaku untuk semua gelombang. Suatu antena pemancar gelombang mikro (microwaves) yang mempunyai penampang berbentuk lingkaran dapat dianggap sebagai suatu lubang, dan gelombang mikro yang keluar akan mengalami difraksi. Bedanya dengan gelombang cahaya hanya terletak pada ukuran yang dipakai. Untuk gelombang mikro panjang gelombangnya kira-kira 10 cm, dan antena atau garis tengah lubang yang dipakai berukuran 1 sampai 100 m. Misalkan distribusi intensitas cahaya pada layar jika tidak terjadi difraksi dinyatakan oleh suatu fungsi fint (θ). Bagaimana caranya kita masukkan pengaruh difraksi oleh lebar celah? Misalkan lebar tiap celah adalah b dan jarak antara dua celah yang berdekatan dinyatakan oleh d, seperti yang ditunjukkan pada Gb. 2.2 Gambar 2.2 setiap gelombang yang melalui celah dengan lebar b mengalami difraksi Karena gelombang-gelombang yang melalui celah mengalami difraksi, maka amplitudo gelombang yang melalui celah dengan lebar b, dan menjalar arah θ dengan normal dari kisi, menjadi ("A" "sin" ⁡"β/2" )/"β/2" ........................................................................................................................(2.3) dengan β = k b sin θ dan k adalah bilangan gelombang. Akibatnya distribusi intensitas pada layar jika terjadi difraksi oleh celah dengan lebar b dinyatakan oleh I (θ) = (A^2 〖sin〗^2 β/2)/〖(β/2)〗^2 x fint (θ)...........................................................................................(2.4) Jadi distribusi intensitas pada layar merupakan hasil kali distribusi intensitas difraksi dengan distribusi intensitas karena interferensi N celah. ( Sutrisno ; 1984) Alat yang bermanfaat untuk mengukur panjang gelombang cahaya ialah kisi difraksi, yang terdiri atas sejumlah besar garis atau celah yang berjarak sama dengan permukaan datar. Kisi demikian dapat dibuat dengan memotong alur-alur sejarak dan berjarak sama pada kaca atau plat logam dengan mesin penggaris presisi. Dengan kisi pantul, cahaya dipantulkan dari punggung di antara garis. Piringan hitam memperl sedikit sifat kisi pantul. Pada kisi tembus, cahaya lewat melalui celah bening di antara garis. Kisi plastik murah dengan 10.000 atau lebih celah per sentimeter adalah hal yang lazim. Jarak antara celah dalam kisi dengan 10.000 celah per sentimeter ialah d = (1 cm)/10.000 = 10−4 cm. Perhatikan panjang gelombang cahaya datar yang datang secara normal pada kisi tembus dan anggap bahwa lebar setiap celah sangat kecil sehingga setiap celah menghasilkan berkas yang terdifraksi meluas. Pola interferensi yang dihasilkan pada layar yang jauh dari kisi tersebut ialah pola akibat banyak sumber cahaya yang berjarak sama. Maksima interferensi berada pada sudut θ yang diberikan oleh d sin θ = mλ m = 0, 1, 2, . . . ...............................................................................(2.5) Dengan m disebut bilangan orde. Kedudukan maksimum interferensi tidak tergantung pada jumlah sumbernya, tetapi lebih banyak sumber yang ada, semakin tajam dan semkin besar intensitas maksimum yang akan terjadi. Spektroskop biasa, yang menggunakan kisi difraksi untuk menganalisis cahaya dari sumber seperti tabung gas, misalnya uap helium atau natrium. Atom-atom gas tersebut dieksitasi oleh penembakan dengan elektron yang dipercepat oleh tegangan tinggi dalam tabungnya. Cahaya yang dipancarkan oleh sumber demikian tidak terdiri atas spektrum yang kontinu. Alih-alih spektrum tersebut hanya terdiri atas panjang gelombang tertentu yang merupakan karakteristik atom dalam sumber tersebut. Cahaya dari sumbernya lewat melalui celah kolimasi sempit dan dibuat sejajar oleh lensa. Cahaya sejajar dari lensa datang pada kisi. Alih-alih jauh pada layar yang jauh jaraknya, cahaya sejajar dari kisi tersebut difokuskan oleh teleskop dan dipandang oleh mata. Teleskopnya dipasang pada rangka-putar yang dikalibrasi sehingga sudut θ dapat diukur. Dalam arah ke depan (θ = 0), maksimum tengah untuk semua panjang gelombang terlihat. Jika cahaya dengan panjang gelombang tertentu λ dipancarkan oleh sumbernya, maksimum interferensi pertama dilihat pada sudut θ yang diberikan oleh persamaan 2.5 dengan m = 1. Setiap panjang gelombang yang dipancarkan oleh sumbernya akan menghasilkan bayangan yang terpisah celah pengkolimasi dalam spektroskop yang disebut garis spektrum. Seberkas garis yang bersesuaian dengan m = 1 disebut spektrum orde pertama. Spektrum orde kedua bersesuaian dengan m = 2 untuk setiap panjang gelombang. Orde yang lebih tinggi dapat dilihat jika sudut θ yang diberikan persamaan 2.5 lebih kecil 90o. Tergantung pada panjang gelombang dan jarak pisah celah dalam kisinya, orde tersebut dapat bercampur; dengan kata lain, garis orde ketiga untuk satu panjang gelombang lain. Jika karak pisah celah dalam kisinya diketahui, panjang gelombang yang dipancarkanoleh sumbernya dapat ditentukan sudut θ. Ciri penting spektroskop ialah kemampuannya untuk mengukur cahay dua panjang gelombang hampir sama, λ1 dan λ2. Misalnya, dua garis kuning utama dalam spektrum natrium memiliki panjang gelombang 589,00 dan 589,99 nm, yang dapat diilihat sebagai dua panajng gelombang yang terpisah jika maksima interferensinya tidak tumpang tindih.Sesuai kriteria Rayleigh untuk resolusi (pemisahan), panjang gelombang ini diuraikan (dipisahkan) jika pemisahan sudut maksima interferensinya lebih besar daripada pemisahan sudut antara satu maksimum interferensinya dan minimum interferensi dan minimum interferensi pertama pada kedua sisinya. Daya penguraian kisi difraksi didefinisikan sebagai λ/ |Δλ| dengan |Δλ| merupakan perbedaan terkecil antara dua panjang gelombang yang berdekatan, yang masing-masing kira-kira sama dengan λ, yang dapat diuraikan. Kekuatan penguraian sebanding dengan jumlah celah diterangi karena semakin banyak celah yang diterangi akan semakin tajam maksima interferensinya. Kekuatan penguraiana R dapat ditunjukkan sama dengan R = "λ" /"|Δλ|" = mN.............................................................................................................(2.6) dengan N merupakan jumlah celah dan m bilangan orde. ( Paul A. Tipler ; 1996) Kisi difraksi (sebenarnya interferensi kisi, tetapi dinamakan lain) terdiri dari ribuan celah yang sama. Kisi difraksi sangat berguna untuk menganalisa cahaya dan untuk mendapatkan panjang gelombang yang murni. Sewaktu cahaya monokromatik di lewatkan pada kisi dan diproyeksikan ke layar, susunan interferensi di amati sama dengan eksperimen celah ganda. Untuk celah ganda, interferensi konstruktif yang kuat akan muncul ketika perbedaan panjang antara celah yang berdekatan adalah kelipatan dari panjang gelombang. Jika d adalah panjang celah, dsinθ = mλ, m=0, 1, 2, 3,. . .,n Kisi difraksi maksima......................................(2.7) m adalah orde dri kisi difraksi maksima. ( Michael E.Browne ; 2000 ) BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Prosedur percobaan Disiapkan semua peralatan yang akan digunakan. Diletakkan lampu Cd pada tabung lampu. Diletakkan tabung lampu pada statif. Dihidupkan induktor Ruhmkorf. Dihidupkan lampu Cd dan dibiarkan sampai menyala penuh. Dicari θ standart tanpa kisi yaitu dengan mengatur posisi teropong tepat lurus dengan kolimator dan bayangan celah berhimpit pada garis teropong. Dicatat θ standart dari skala. Diletakkan kisi 600 lines/cm pada meja kisi. Dicari spektrum warna pertama pada spektrometer dengan menggeser ke kiri-kanan teropong. Dilihat sudut yang dibentuk skala. Dicatat θkiri dan θkanan. diulang prosedur diatas sampai ditemukan warna ungu, kuning, dan hijau. Disusun peralatan pada tempatnya setelah percobaan selesai. 3.2 Peralatan dan fungsi Spektrometer Fungsi: untuk menganalisa spektrum warna dan menentukan sudut deviasi θ Bagian-bagiannya: Kolimator Fungsi: untuk memfokuskan berkas cahaya dari sumber sehingga sejajar dengan sumber cahaya Teropong Fungsi: untuk melihat spektrum warna yang terjadi Meja kisi Fungsi: sebagai tempat untuk meletakkan kisi Skala Fungsi : untuk membaca besar sudut θkiri, θstandart, dan θ¬kanan yang terbentuk. Induktor Ruhmkorf Fungsi: sebagai sumber tegangan. Lampu Cd Fungsi: sebagai sumber cahaya. Kisi (600 Lines/cm) Fungsi: sebagi alat untuk menguraikan cahaya menjadi spektrum warna. Statif Fungsi: untuk menyangga lampu. Kabel Fungsi: untuk menghubungkan arus PLN ke induktor Ruhmkorf BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN ANALISIS 4.1 Data Percobaan Kisi = 600 lines/mm θstandart = 216,3o Warna θkiri θkanan Ungu 48,30o 29,30o Kuning 44,30o 32,67o Hijau 40,30o 32,30o Medan, 19 Oktober 2012 Asisten, Praktikan, Sofia Novita, S.Si (RINTO) Analisa data Kisi = 600 lines/mm Mencari nilai d dari percobaan d = 1/N d = 1/600 = 1,667 x 10-6 m Mencari nilai θ dari percobaan θ = (θ_kiri+θ_kanan)/2 -θungu = (〖48,30〗^o+ 〖29,30〗^o)/2 = 38,8o -θkuning = (〖44,30〗^o+ 〖32,67〗^o)/2 = 38,485o -θhijau = (〖40,30〗^o+ 〖32,30〗^o)/2 = 36,3o Mencari λpraktek λpraktek = (d sinθ)/n dimana n = 1 -λungu = ((1,667 x 〖10〗^(-6))(sin 38,8^o))/3 = 3,48 x 10-7 m -λkuning = ((1,667 x 〖10〗^(-6))(sin 38,〖485〗^o))/2 = 5,19 x 10-7 m -λhijau = ((1,667 x 〖10〗^(-6))(sin 36,3^o))/2 = 4,93 x 10-7 m Mencari % ralat untuk masing-masing kisi %ralat = (λteori-λpraktek)/λteori x 100% -% ralatungu = (4 x 10^(-7)- 3,48 x 〖10〗^(-7))/(4 x 10^(-7) ) x 100% = 13% -% ralatkuning = (6 x 10^(-7)- 5,19 x 〖10〗^(-7))/(6 x 10^(-7) ) x 100% = 13,5% -% ralathijau = (5 x 10^(-7)- 4,93 x 〖10〗^(-7))/(5 x 10^(-7) ) x 100% = 1,4% Mencari ft untuk setiap lampu f= c/λ Lampu Na = (5,016 x 10-7 m ) f = 〖3 x 10〗^8/〖5,016 x 10〗^(-7) = 5,98 x 1014 Hz Lampu Hg = (4,916 x 10-7 m ) f = 〖3 x 10〗^8/〖 4,916 x 10〗^(-7) = 6,1 X 1014 Hz Lampu Cd = (3,915 x 10-7 m ) f = 〖3 x 10〗^8/〖3,915 x 10〗^(-7) = 7,66 x 1014 Hz Menghitung nilai Energi Ep = ht x fp dimana ht = 6,63 x 10-34 Ep ungu = 6,63 x 10-34 x 8,62 x 1014 = 5,72 x 10-19 J Ep kuning = 6,63 x 10-34 x 5,78 x 1014 = 3,83 x 10-19 J Ep hijau = 6,63 x 10-34 x 6,09 x 1014 = 4,04 x 10-19 J Menghitung konstanta plank secara praktek hp = E_p/f_p hp ungu = (5,72 x 〖10〗^(-19))/(8,62 x 〖10〗^14 )=6,635 x 〖10〗^(-34) hp kuning = (3,83 x 〖10〗^(-19))/(5,78 x 〖10〗^14 )=6,626 x 〖10〗^(-34) hp hijau = (4,04 x 〖10〗^(-19))/(6,09x 〖10〗^14 )=6,633 x 〖10〗^(-34) Menghitung % Ralat dari konstanta plank secara praktek % Ralat = (h_teori- 〖h 〗_(praktek ))/h_teori x100% % Ralatungu = (6,63 x 〖10〗^(-34) - 6,635 x 〖10〗^(-34) )/(6,63 x 〖10〗^(-34) ) x 100%=0,08 % % Ralatkuning = (6,63 x 〖10〗^(-34) - 6,626 x 〖10〗^(-34) )/(6,63 x 〖10〗^(-34) ) x 100%=0,06% % Ralathijau = (6,63 x 〖10〗^(-34) - 6,633 x 〖10〗^(-34) )/(6,63 x 〖10〗^(-34) ) x 100%=0,04% BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Dari percobaan diperoleh harga konstanta Planck untuk masing-masing spektrum warna yang tampak mendekati konstanta Planck secara teori yaitu 6,63 x 10-34 Js. Panjang gelombang dari masing – masing spektrum warna yang tampak dalam percobaan, yaitu ungu, hijau, dan kuning. Dimana panjang gelombang terbesar adalah warna kuning dan panjang gelombang terkecil adalah warna ungu. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa frekuensi untuk warna ungu lebih besar daripada warna hijau dan warna kuning. Hal ini sesuai dengan hasil analisa data panjang gelombang yang menunjukkan bahwa panjang gelombang warna ungu lebih kecil daripada warna hijau dan warna kuning karena panjang gelombang berbanding terbalik dengan frekuensi. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa energi untuk warna ungu lebih besar daripada waran hijau dan warna kuning. Hal ini sesuai dengan hasil analisa data menunjukkan bahwa panjang gelombang warna ungu lebih kecil daripada warna hijau dan warna kuning karena panjang gelombang berbanding terbalik dengan energi. Saran Praktikan diharapkan menguasai teori kisi difraksi Praktikan diharapkan mengetahui panjang gelombang spektrum cahaya sebelum percobaan Praktikan sebaiknya teliti dalam melihat nilai θ yang tertera DAFTAR REFERENSI Browne, Michael E. 2000. “PHYSICS FOR ENGINEERING AND SCIENCE”. Second Edition. Mc Graw Hill, New york. Page : 355. Giancoli, Douglas C. 1998. “FISIKA”. Edisi Kelima .Erlangga, Jakarta. Halaman : 302-304. Sutrisno. 1984. “FISIKA DASAR: “GELOMBANG DAN OPTIK”. Edisi Ketiga. Penerbit ITB Halaman : 98 – 103. Tipler, Paul A. 2001. “FISIKA UNTUK SAINS DAN TEKNIK”. Edisi Ketiga. Erlangga, Jakarta. Halaman : 565−566 Medan,19 Oktober 2012 Asisten, Praktikan, Sofia Novita, S.Si (RINTO) GAMBAR PERCOBAAN SPEKTROMETER KISI "SESUATU AKAN INDAH PADA WAKTUNYA"

RADIASI INFRA MERAH

JURNAL PRAKTIKUM LABORATORIUM FISIKA MODERN NAMA : RINTO PANGARIBUAN NIM : 110801050 KELOMPOK : VI A JUDUL PERCOBAAN : RADIASI INFRA MERAH TANGGAL PERCOBAAN : 5 OKTOBER 2012 ASISTEN : HELEN M MANURUNG DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMSTERA UTARA MEDAN 2012 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur saya ucapkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa, dimana Dia masih memberi kesempatan untuk mengerjakan praktikum RADIASI INFRA RED. Selain itu terima kasih juga buat asisten yang telah membimbing selama praktikum dan sekaligus mengajari saya membuat laporan praktikum ini, dan tak lupa saya ucapkan terima kasih buat teman-teman satu kelompok yang telah ikut bekerja sama dalam praktikum dan pada penulisan laporan ini. Laporan ini merupakan hasil laporan dari praktikum radiasi infra red,yang telah dilakukan di laboratorium fisika modern F-MIPA USU. Yang didalamnya disusun mulai dari teori hingga pembahasan beserta analisa. Dalam menulis laporan ini saya mengharapkan laporan ini akan banyak berguna buat membantu praktikan- praktikan yang hendak membuat percobaan yang sama. Saya menyadari masih banyak kekurangan yang dibuat dalam menyusun laporan ini, untuk itu penulis selalu terbuka dengan saran saran yang bersifat membangun dan membantu perbaikan laporan ini. Akhirnya penulis terima kasih kepada semua pihak yang telah turut membantu dalam mengerjakan praktikum sekaligus dalam menulis laporan iini. Medan,11 Oktober 2012 Penulis, Rinto pangaribuan BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Radiasi adalah setiap proses dimana energi bergerak melalui media atau ruang yang akhirnya akan diserap oleh benda lain. Sedangkan yang dimaksud dengan infra merah (infra red) ialah sinar elektromagnet yang panjang gelombangnya lebih daripada cahaya nampak yaitu di antara 700 nm dan 1 mm. Sinar infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spectrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah ini akan tidak tampak oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih terasa/dideteksi. Kita memanfaatkan detektor infra red padasetiap benda yang dipancarkan infra red akan memantulkan dan atau nyerap infra red sehingga detektor menangkap panjang gelombang yang berbeda sesuai suhu yang dikeluarkan benda.Karena sumber utama sinar infra red merupakan radiasi termal ataupun radiasi panas, setiap benda memiliki suhu panas tertentu bahkan yang kita kira tidak cukup panas untuk meradiasikan cahaya tampak dapat mengeluarkan energi dan terlihat pada infrared. Semakin panas sesuatu semakin dapat dia meradiasikan radiasi infrared. Inilah yang menjadi dasar pendeteksian suhu badan manusia dan pendeteksian sensor untuk mengidentifikasikan orang yang terserang firus flu burung atau flu babi di bandara-bandara internasional. Oleh karena banyaknya kegunaan infra merah sehingga perlu dipelajari lebih banyak untuk mengembankan nya. Tujuan Praktikum Untuk menentukan energi yang dibutuhkan pada lampu reflaktor dengan beberapa tabung. Untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap kalor. Untuk mengetahui hubungan panjang gelombang dengan energi. BAB II DASAR TEORI Sinar x dapat terbentuk apabila zarah ringan bermuatan, misalnya elektron,oleh pengaruh gaya inti atom bahan mengalami perlambatan. Sinar –X yang tidak lain adalah gelombang listrik magnet, yang terbentuk melalui proses ini disebut sinar-X bremsstrahlung.Sinar –X yang terbentuk dengan cara demikain memnpunyai energi paling tinggi sama dengan energy zarah bermuatan pada waktu terjadinya perlambatan. Andaikan mula mula ada seberkas elektron bergerak masuk kedalam bahan dengan energy kinetic sama,elektron mungkin saja berinteraksi dengan atom bahan itu pada saat dan tempat yang berbeda beda. Karena itu berkas elektron selanjutnya biasanya terdiri dari elektron yang mempunyai energy kinetic berbedabeda. Ketika pada suatu saat terjadi pelambatan dan menimbulkan sinar –X,sinar –X yang terjadi umumnya mempunyai energy yang berbedabeda sesuai dengan energi kinetic elektron pada saat terbentuknya sinar –X dan juga tergantung pada arah pancarannya. Berkas sinar –X yang terbentuk ada yang berenergi rendah sekali sesuai dengan energy elektron pada saat menimbulkan sinar –X itu,tetapi ada yang berenergi hampir sama dengan energy kinetic elektron pada saat elektron masuk ke dalam bahan. Di katakan berkas sinar –X yang terbentuk melalui proses ini mempunyai spectrum energi nirfarik. Sinar –X dapat juga terbentuk dalam proses perpindahan elektron atom dari tingkat energy yang lebih tinggi menuju tingkat energy yang lebih rendah, misalnya dalam proses ikutan efek fotolistrik. Sinar –X yang terbentuk dengan cara seperti ini, mempunyai energy sama dengan selisih energy antara dua tingkat energy yang berkaitan. Karena energy ini khasuntuk setiap jenis atom, sinar yang terbentuk dalam proses ini di sebutsinar –X karakteristik; kelompok sinar –X demikian mempunyai energy farik. Sinar –X karakteristik yang timbul oleh perpindahannya elelkton dari suatu energy menuju lintasan K,disebut sinar –X garis K,sedangkan yang menuju kelitasan L disebut sinar –X garis L,dan seterusnya. Sinar –X bremsstrahlung dapat dihasilkan melelui pesawat sinar –X atau pemercepat jarak. Pada dasranya bagian pesawat sinar –X terdiri dari 3 bagian utama,yaitu tabung sinar –X sumber tegangan tinggi yang mencatu tegangan listrik pada kedua elektroda dalam tabung sinar –X yang biasanya terbuat dari bahan tabung gelas terdapat filament yang bertindak sebagai katode, dan sasaran yang bertindak sebagai anode. Tabung pesawat sinar –X dibuat hampa udara agar elektron yang berasal dari filament tidak terhalang oleh molekul udara dalam perjalanannya menujuke anode.Filament yang dipanasi oleh arus listrik bertegangan rendah (If) menjadi sumber elektron. Makin besararus filament If akan makin tinggi suhu filamen,dan berakibat makin banyak elektron dilepaskan per satuan waktu. Elektron yang dibebaskanoleh filament tertarikke anode oleh adanya bedapotensial yang besar atau tegangan tinggi antara katoda dan anoda yang dicatuoleh unit sumber tegangan tinggi (potensial katoda beberapa puluh hingga beberapa ratus kV atau MV lebih rendah dibandingakan potensial anode); elektron ini menabrak bahan sasaran yang umumnya bernomor atom dan bertitik cair tinggi (misalnya wolfram) dan terjadilah proses bremsstrahlung. Khusus pada pemercepat zarah energy tinggi beberapa elektron atau zarah yang di percepat dapat agak menyimpang dan menabrak dinding sehingga menimbulkan bremsstrahlung pada dinding. Beda potensial atau tegangan antara kedua elektroda menentukan energy maksimum sinar –X yang terbentuk sedangkan fluks sinar –X bergantung pada jumlah elektron per satuan waktu yang sampai kebidang anode; yang terakhir ini disebut arus tabung(It) yang sudah barang tentu bergantung pada arus filament (If). Namun demikian dalam batas tertentu tegangan tabung juga dapat mempengaruhi arus tabung. arus tabung dalam system pesawat sinar –X biasanya hanya mempunyai tingkat besaran dalam mili ampere (mA), berbeda dengan arus filament yang tingkatnya dalam ampere. Spektrum energi sinar –X pada pesawat sinar –X biasanya muncul menunujukan adanya sinar –X karakteristik. Pesawat sinar –X yang tidak di berikan tegangan tinggi, tidak memancarkan sinar –X. pesawat sinar –X energy tinggi (sampai dengan tingkat megavolt) biasanya lebih dikenal dengan nama pemercepat zarah. Dalam pesawat ini pemercepat elektron dilaksanakan bertingkat tingkat sehingga pada waktu mencapai sasaran mempunyai energy sangat tinggi,misalnya ada yang sampai tinggi 20 MV atau lebih. Energy sinar –X yang dipancarkan sudah tentu juga sangat tinggi. Sinar –X yang dipancarkan dari pesawat pemercepat zarah mempunyai energi yang lebih seragam dibandingkan dengan yang dipancarkan melalui pesawt sinar –X energy rendah. Sasaran pada pesawat pemercepat zarah biasanya sangat tipis. Karena ketika mencapai sasaran elektron mempunyai energy yang sama,energi X yang dipancarkan juga hamper sama selain itu arah sinarhampir seluruhnya kedepan. Untuk menjelaskan peristiwa atau proses yang berkaitan dengan atom digunakan berbagai model atom. Atom dimodelkan antara lain sebagai system yang terdiri dari bagian yang sangat mampat di bagian tengahnya yang disebut bagian inti dan sejumlah elektron yang mengelilingi inti dalam lintasan masing masing. Inti atom terdiri atas kumpulan proton, zarah dasar yang bermuatan positif, dan neutron, zarah dasar serupa proton tetapi tidak bermuatan listrik. Di dalam alam hamper semua unsure diketahui mempunyai lebih dari satu bentuk atom,satu dengan yang lain berbeda jumlah kandungan nya neutron dalam intinya. Keluarga unsur yang mempunyai jumlah proton (dan sendirinya juga jumlah elektron) sama,tetepi dengan jumlah neutron yang berbeda, dinamakan isotop. Isotop suatu unsur mempunyai suatu sifat kimia yang sama ,tetapi dengan dengan sifat kimia yang berbeda. Sebagai contoh unsur unsure hidrogen mempunyai tiga isotop yaitu hydrogen biasa,hidrogen berat atau detirium dan tritium. Ketiga inti isotop hydrogen mempunyai satu elektron dan satu proton tetapi inti hydrogen berat selain selain mempunyai proton satu juga mempunyai neutron. Radiasi nuklir adalah tidak lain adalah jenis radiasi apabila melalui bahan padat,cair atua gas dapat mengakibatkan terjadinya pegionan dalam bahan itu karena itu ddisebut juga radiasi pengionan. Proses perubahan inti demikian dikenal sebagai proses peluruhan radioaktif atau radioaktivasi. Isotop suatu unsur atau nuklida yang berperilaku semacam ini disebut nuklida radio aktif atau radio nuklida. Jadi radio aktivitas dapat diartikan sebagai proses perubahan inti secara spontan yang menghasilkan unsure baru. Perubahan itu terlaksana melalui berbagai cara antara lain dengan memancarkan zarah alfa (α), zarah beta (β), positron (β+) dan penangkapan elektron atom sendirinya. Reaksi itu masing masing dapat atau tidak disertai dengan pemancaran radiasi gamma (γ). Barbagai kegitan melibatkan peralatan atau perlengkapan yang menggunakan zat radioaktif. Alat atau perlengkapan semacam itu dapat dipandang sebagai sumber radiasi. Sebagai contoh missal kamera gamma dalam kegiatan radiografi industry menggunakan iridium -192, atau saesium -137 atau kolbat -60; system pengendalian kilang minyak atau pabrik semen; system pengawasan mutu (ketebalan,kapadatan) pada pabrik baja,pabrik rokok kertas; dan pabrik pengemasan obat ada yang menggunakan zat radioaktif pemancar gamma. Radio aktivitas dan sifat radioaktif inti sepenuhnya hanya ditentukan oleh keadaan inti, dan tidak tergantung pada keadaan kimia maupun fisika unsurnya. Karena itu sifat radio aktif zat unsure tidak dapat diubah dengan cara apapun, dan merupakan sifat khas unsure radio aktif itu. Proses perubahan radio aktif tergantung pada dua factor yaitu: induk terlalu tinggi atau terlalu rendah, dan pada hubungan massa energi induk,inti turunan, dan radiasi yang dipancarkan. (Surwarno.Wiryosimin ,1995) Spektroskopi infra merah telah melewati fase beberapa menarik menyusul realisasi awal itu adalah aplikasi komersial. Ini terjadi pada tahun 1940 ini terutama untuk analisyc dari fraksi minyak bumi diikuti oleh aplikasi yang lebih umum untuk analisis kimia dan industri manufaktur dan di tempat lain. Selama tahun 1950-an berbagai instrumen komersial dipasarkan dan banyak yang masih dalam pelayanan. Oleh karena itu layak mengambil cerita dengan generasi instrumen. Bahan prisma yang paling populer digunakan dalam desain spektrometer untuk pekerjaan rutin adalah NaCl, yang transparan terhadap radiasi infra merah troughout kisaran 650-4000 cm-1. Anda akan ingat bahwa dispersi prisma tergantung pada perubahan di dalamnya adalah indeks bias sebagai frekuensi perubahan radiatin. LiF memiliki sifat dispersi lebih menguntungkan daripada NaCl pada wavenumbers tinggi tetapi tidak transparan bawah sekitar 1000 cm-1.it dipotong dari 1000cm-1. Dalam rangka memperluas jangkauan operasi bawah 650 cm-spektrometer yang dirancang yang digunakan KBr dan CsI.Bahan-bahan yang transparan untuk 400 dan 200 cm-1 masing-masing. Popularitas instrumen prisma terjatuh pada akhir 1960-an, ketika meningkatkan teknologi konstruksi kisi kisi-kisi memungkinkan murah berkualitas baik akan diproduksi. Kisi-kisi Instrumentsemploying sebagai unsur dispersif memiliki keuntungan dari resolusi superior, oftenover rentang frekuensi yang luas. Prisma bisa, bagaimanapun, memiliki keuntungan dari melewati energi lebih banyak dari batas yang ditentukan. (W.O.George ,1987) Kurang dari 200 tahun yang lalu keberadaan infrared menjadi bagian dari spektrum elektromagnetik bahkan tidak dicurigai. Makna asli dari spektrum infrared, atau hanya ‘infrared‘ seperti yang sering disebut, sebagai bentuk radiasi panas mungkin kurang jelas hari ini daripada pada waktu penemuannya oleh Herschel pada tahun 1800.Penemuan ini dibuat secara tidak sengaja saat mencari bahan optik baru. Sir William Herschel-Royal Astronom kepada Raja George III dari Inggris, dan sudah terkenal dengan penemuan planet Uranus-sedang mencari bahan penyaring optik untuk mengurangi kecerahan gambar matahari dalam tata surya teleskop selama pengamatan. Sementara pengujian sampel berbeda dari kaca berwarna yang memberikan kecerahan pengurangan serupa ia tertarik untuk menemukan bahwa beberapa sampel berlalu sangat sedikit panas matahari, sementara yang lain berlalu begitu banyak panas yang ia mengambil risiko kerusakan mata setelah beberapa detik ‘pengamatan. Herschel segera yakin akan perlunya mendirikan percobaan sistematis, dengan tujuan mencari satu bahan yang akan memberikan pengurangan yang diinginkan kecerahan serta pengurangan maksimum panas. Ia mulai percobaan dengan benar-benar mengulangi percobaan prisma Newton, tetapi mencari efek pemanasan daripada distribusi visual intensitas dalam spektrum. Dia pertama kali hitam bola lampu merkuri yang sensitif dalam kaca termometer dengan tinta, dan dengan ini sebagai detektor radiasi, ia mulai menguji efek pemanasan dari berbagai warna spektrum yang terbentuk di atas meja dengan sinar matahari yang lewat melalui kaca prisma.Termometer lain, ditempatkan di luar sinar matahari, menjabat sebagai kontrol.Sebagai termometer menghitam itu bergerak perlahan di sepanjang spektrum warna, suhu bacaanmenunjukkan peningkatan yang stabil dari ungu ujung ke ujung merah. Ini tidak sama sekali tak terduga, karena peneliti Italia, Landriani, dalam percobaan serupa pada tahun 1777 telah melihat efek yang sama. Saat itu Herschel Namun, yang pertama mengakui bahwa harus ada suatu titik di mana efek pemanasan mencapai maksimum, dan pengukuran mereka terbatas pada bagian yang kelihatan dari spectrum gagal untuk menemukan titik ini.Memindahkan termometer ke dalam kawasan gelap di luar ujung merah spektrum, Herschel menegaskan bahwapemanasan terus meningkat. Titik maksimum, ketika ia menemukan itu, terletak jauh melampaui akhir merah-dalam apa yang dikenal saat ini sebagai “panjang gelombang infra merah ‘.Ketika Herschel mengungkapkan penemuannya, ia disebut baru ini bagian dari spektrum elektromagnetik sebagai ‘thermometrical spektrum’. Radiasi itu sendiri ia kadang-kadang disebut sebagai ‘panas gelap’, atau hanya ’sinar tak kasat mata’. Ironisnya, dan bertentangan dengan pendapat populer, bukan Herschel yang berasal dari istilah ‘inframerah’. Kata hanya mulai muncul di media cetak sekitar 75 tahun kemudian, dan itu masih tidak jelas siapa yang harus menerima kredit sebagai originator. Herschel penggunaan kaca di prisma-nya percobaan asli menyebabkan beberapa kontroversi awal dengan orang-orang sezamannya tentang keberadaan aktual panjang gelombang inframerah. Berbeda penyidik, dalam upaya untuk mengkonfirmasi pekerjaannya, menggunakan berbagai jenis kaca tanpa pandang bulu, memiliki transparansi yang berbeda dalam inframerah. Melalui eksperimen di kemudian hari, Herschel menyadari terbatasnya transparansi kaca yang baru-ditemukan radiasi termal, dan ia terpaksa menyimpulkan bahwa optik untuk inframerah mungkin akan dikutuk dengan penggunaan elemen-elemen reflektif secara eksklusif (yaitu pesawat dan cermin lengkung ). Untungnya, hal ini terbukti benar hanya sampai 1830, ketika penyelidik Italia, Melloni, membuat penemuan besar bahwa batu alami garam (NaCl)-yang cukup besar tersedia dalam kristal alam untuk dibuat menjadi lensa dan prisma-adalah sangat transparan dengan inframerah. Hasilnya adalah garam batu menjadi bahan utama optik inframerah, dan tetap demikian selama seratus tahun, sampai seni yang tumbuh adalah kristal sintetis menguasai di tahun 1930-an.Termometer, sebagai detektor radiasi, tetap tak tertandingi hingga 1829, tahun Nobili menemukan termokopel. (Herschel termometer sendiri bisa dibaca menjadi 0,2 ° C (0,036 ° F), dan kemudian model yang dapat dibaca untuk 0,05 ° C (0.09 ° F)). Lalu sebuah terobosan terjadi; Melloni menghubungkan sejumlah termokopel secara seri untuk membentuk thermopile pertama. Perangkat baru ini sekurang-kurangnya 40 kali lebih sensitif sebagai yang terbaik dari hari termometer untuk mendeteksi radiasi panas-mampu mendeteksi panas dari satu orang yang berdiri tiga meter jauhnya.Seorang ilmuwan Inggris, Sir James Dewar, pertama kali memperkenalkan penggunaan gas cair sebagai agen pendingin (seperti nitrogen cair dengan suhu -196 ° C (-320,8 ° F)) dalam penelitian suhu rendah. Pada 1892 ia menciptakan sebuah wadah isolasi vakum unik yang dimungkinkan untuk menyimpan gas cair untuk seluruh hari. The Common (botol termos), digunakan untuk menyimpan minuman panas dan dingin, adalah berdasarkan penemuannya.Antara tahun 1900 dan 1920, penemu dunia ‘menemukan’ inframerah. Banyak paten dikeluarkan untuk perangkat untuk mendeteksi personel, artileri, pesawat terbang, kapal-dan bahkan gunung es. Sistem operasi pertama, dalam pengertian modern, mulai dikembangkan selama perang 1914-18, ketika kedua belah pihak program-program penelitian yang ditujukan untuk eksploitasi militer inframerah. Program-program ini termasuk sistem eksperimental untuk musuh intrusi / deteksi, suhu remote sensing, aman komunikasi, dan ‘terbang torpedo’ bimbingan. Sistem pencarian inframerah diuji selama periode ini mampu mendeteksi pesawat yang mendekat pada jarak 1,5 km (0,94 mil), atau orang lebih dari 300 meter (984 ft) jauhnya.Sistem yang paling peka sampai dengan saat ini semua didasarkan pada bolometer variasi ide, tetapi periode antara dua perang melihat perkembangan dua detektor inframerah baru yang revolusioner: converter gambar dan detektor foton. Pada awalnya, gambar konverter menerima perhatian terbesar oleh militer, karena memungkinkan seorang pengamat untuk pertama kalinya dalam sejarah yang secara harfiah ‘melihat dalam gelap’. Namun, kepekaan konverter gambar terbatas pada panjang gelombang inframerah dekat, dan yang paling menarik sasaran militer (prajurit musuh yaitu) harus diterangi sinar inframerah pencarian. Karena ini melibatkan risiko berikan pengamat posisi ke-dilengkapi sama musuh pengamat, dapat dimengerti bahwa kepentingan militer dalam konverter gambar akhirnya memudar. Militer taktis kerugian dari apa yang disebut ‘aktif’ (yaitu pencarian dilengkapi beam) thermal imaging sistemdorongan yang diberikan setelah 1.939-45 perang untuk militer rahasia luas inframerah-program penelitian kekemungkinan mengembangkan ‘pasif’ (tidak ada berkas pencarian) sistem di sangat sensitif detektor foton. Selama periode ini, peraturan kerahasiaan militer benar-benar mencegah pengungkapan status teknologi pencitraan inframerah. Rahasia ini hanya mulai terangkat di tengah 1950-an, dan sejak itu perangkat thermalimaging memadai akhirnya mulai tersedia bagi sipil sains dan industri. (http://indofisika.blogspot.com/2009/10/sejarah-infra-merah.html) Banyak usaha yang dibuat untuk menurunkan kurva radiasi benda hitam dengan menggunakan teori elektromagnetik klasik, tetapi semua uasaha itu gagal. Yang paling mashyur diantaranya, yang dinamakan hukum Rayleigh-Jeans, adalah betul pada panjang gelombang yang besar, tetapi pada panjang gelombang yang pendek, daya yang dipancarkan yang dihitung secara teoritis akan menjadi tak berhingga. Kegagalan ini disebut sebagai malapetaka ultraungu ( panjang gelombang pendek ). Radiasi elektromagnetik di dalam sebuah rongga dapat di pandang sebagai radiasi yang dihasilkan osilator ato di dalam dinding-dinding rongga. Osilator ini menyerap dan memancarkan radiasi yang frekuensinya banyak macamnya. Kecepatan pada mana radiasi dengan frekuensi f tertentu meninggakan rongga itu ternyata sebanding dengan f2 kali energy rata-rata sebuah osilator yang frekuensinya adalah f. jadi, perhitungan tersebut menjadi pencarian energy sebuah osilator. Untuk memahami hasil klasik untuk energy rata-rata dari osilator, kita mengingatkan kembali pembicaraan mengenai energy kinetic rata-rata dari bab sepuluh. Kita mendapatkan bahwa di dalam suatu gas ideal yang temperaturnya T1 energi kinetic kbT/2 untuk masing-masing ketiga arah tersebut. Demikian juga, untuk sebuah osilator harmonic, energy kinetic rata-rata dan energy potensial rata-rata masing-masing ternyata adalah kbT, yang tidak bergantung dari frekuensi. Sebaliknya, menurut eksprimen maka hasil itu adalah betul pada frekuensi rendah atau panjang gelombang yang besar. Jadi, rumus klasik untuk energy rata-rata dari sebuah osilator ternyata adalah betul pada frekuensi rendah. ( Joseph.W.Kane ,1938 ) BAB III METEDOLOGI PERCOBAAN 3.1. Prosedur Percobaan 3.1.1. Tanpa tapis. Pada tabung yang dipolis Disiapkan peralatan. Di masukkan es batu ke dalam air. Diisi tabung yang dipolis dengan air es sebanyak 100 ml. Diukur suhu air es dan dicatat. Diukur suhu ruangan dan dicatat. Ditutup tabung dengan isolator dengan lobang celah. Diletakkan thermometer kedalam tabung untuk mengukur suhunya. Diletakkan tabung sejauh 15 cm dari lampu pijar. Secara bersamaan dihidupkan lampu pijar dan juga stop watch Dicatat kenaikan suhu yang ada didalam tabung setiap 3 (tiga) menit sampai waktu 9 menit. Pada tabung yang dihitamkan Diulangi langkah 3 sampai 10 dengan mengganti tabung yang dipolis dengan yang dihitamkan. 3.1.2. Pada Tapis Merah Pada tabung yang dipolis Diisi tabung yang dipolis dengan air es sebanyak 100 ml. Diukur suhu air es dan dicatat. Diukur suhu ruangan dan dicatat. Ditutup tabung dengan isolator dengan lobang celah. Diletakkan thermometer kedalam tabung untuk mengukur suhunya. Diletakkan tabung sejauh 15 cm dari lampu pijar. Diletakkan tapis merah diantara lampu pijar dan tabung yang dipolis. Secara bersamaan dihidupkan lampu pijar dan juga stop watch Dicatat kenaikan suhu yang ada didalam tabung setiap 3 (tiga) menit sampai waktu 9 menit. Pada tabung yang dihitamkan. Diisi tabung yang dihitamkan dengan air 100 ml. Diukur suhu air es dan dicatat. Diukur suhu ruangan dan dicatat. Ditutup tabung dengan isolator dengan lobang celah. Diletakkan thermometer kedalam tabung untuk mengukur suhunya. Diletakkan tabung sejauh 15 cm dari lampu pijar. Diletakkan tapis merah diantara lampu pijar dan tabung yang dipolis. Secara bersamaan dihidupkan lampu pijar dan juga stop watch Dicatat kenaikan suhu yang ada didalam tabung setiap 3 (tiga) menit sampai waktu 9 menit. 3.1.3. Pada Tapis Biru Pada tabung yang dipolis Diisi tabung yang dipolis dengan air es sebanyak 100 ml. Diukur suhu air es dan dicatat. Diukur suhu ruangan dan dicatat. Ditutup tabung dengan isolator dengan lobang celah. Diletakkan thermometer kedalam tabung untuk mengukur suhunya. Diletakkan tabung sejauh 15 cm dari lampu pijar. Diletakkan tapis biru diantara lampu pijar dan tabung yang dipolis. Secara bersamaan dihidupkan lampu pijar dan juga stop watch Dicatat kenaikan suhu yang ada didalam tabung setiap 3 (tiga) menit sampai waktu 9 menit. Pada tabung yang dihitamkan. Diisi tabung yang dihitamkan dengan air es sebanyak 100 ml. Diukur suhu air es dan dicatat. Diukur suhu ruangan dan dicatat. Ditutup tabung dengan isolator dengan lobang celah. Diletakkan thermometer kedalam tabung untuk mengukur suhunya. Diletakkan tabung sejauh 15 cm dari lampu pijar. Diletakkan tapis biru diantara lampu pijar dan tabung yang dipolis. Secara bersamaan dihidupkan lampu pijar dan juga stop watch Dicatat kenaikan suhu yang ada didalam tabung setiap 3 (tiga) menit sampai waktu 9 menit. Dibersihkan peralatan dan dibereskan Peralatan Dan Fungsi 3.2.1 Peralatan Thermometer (2buah) Fungsi : untuk mengukur suhu es batu Lampu pijar 100 watt Fungsi : sebagai sumber radiasi Tabung yang dipoles Fungsi : sebagai tempat air es yang akan di ukur suhunya Tabung yang dihitamkan Fungsi : sebagai tempat air es yang akan diukur suhunya Tapis merah dan biru Fungsi : sebagai sekat antara lampu dan tabung Gelas ukur Fungsi : untuk mengukur jumlah air Penggaris Fungsi : untuk mengukur jarak tabung dengan lampu pijar Stopwatch (hp) Fungsi : untuk mengukur waktu Serbet Fungsi : untuk membersihkan tabung yang dipakai 3.2.2.Bahan 1. Es Batu Fungsi :untuk menurunkan suhu air yang diamati sehingga kenaikan suhunya lebih mudah di amati. BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN ANALISIS 4.1 Data Percobaan Volume air = 100 ml Tkamar = 300C Jarak = 15 cm Tawal = 170C Tabel Tanpa Tapis NO. t ( menit ) Tabung yang dipolis (0C) Tabung yang dihitamkan (0C) 1 3 18 16 2 6 21 21 3 9 23 24 Tabel Tapis Merah NO. t ( menit ) Tabung yang dipolis (0C) Tabung yang dihitamkan (0C) 1 3 18 15 2 6 19 16 3 9 21 18 Suhu tabung yang dipolis (awal) = 170C Suhu tabung yang dihitamkan (awal) = 140C Tabel Tapis Biru NO. t ( menit ) Tabung yang dipolis (0C) Tabung yang dihitamkan (0C) 1 3 17 19 2 6 19 20 3 9 20 21 Suhu tabung yang dipolis (awal) = 160C Suhu tabung yang dihitamkan (awal) = 170C Medan, 05 Oktober 2012 Asisten, Praktikan, ( Helen M. Manurung) (Rinto pangaribuan) 4.2 Grafik Percobaan Tabel Tanpa Tapis NO. t ( menit ) Tabung yang dipolis (0C) Tabung yang dihitamkan (0C) 1 3 18 16 2 6 21 21 3 9 23 24 Slope = Y_(2-Y_1 )/(X2-X1) = (23-18)/(9-3) = 0,83 Slope = Y_(2-Y_1 )/(X2-X1) = (24-16)/(9-3) = 1,33 Tabel Tapis Merah NO. t ( menit ) Tabung yang dipolis (0C) Tabung yang dihitamkan (0C) 1 3 18 15 2 6 19 16 3 9 21 18 Slope = Y_(2-Y_1 )/(X2-X1) = (21-18)/(9-3) = 0,5 Slope = Y_(2-Y_1 )/(X2-X1) = (18-15)/(9-3) = 0,5 Tabel Tapis Biru NO. t ( menit ) Tabung yang dipolis (0C) Tabung yang dihitamkan (0C) 1 3 17 19 2 6 19 20 3 9 20 21 Slope = Y_(2-Y_1 )/(X2-X1) = (20-17)/(9-3) = 0,5 Slope = Y_(2-Y_1 )/(X2-X1) = (21-19)/(9-3) = 0,33 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Energi yang dibutuhkan pada lampu reflaktor umumnya mengalami kenaikan ketika menggunakan tabung yang dihitamkan. Hal ini disebabkan karena radiasi yang dipancarkan terhadap permukaan benda hitam terjadi secara sempurna sehingga mengakibatkan kenaikan suhu yang kemudian berpengaruh tehadap kenaikan energinya. Dari persamaan : Q = m x c x ∆T Maka dapat disimpulkan bahwa kalor berbanding lurus dengan perubahan suhu. Sehingga apabila suhu mengalami kenaikan maka kalor yang dihasilkan juga akan mengalami kenaikan. Hubungan panjang gelombang dengan energi dapat ditunjukkan dari persamaan dibawah ini : λ = (h c)/Ē Dari persamaan diatas dapat disimpulkan bahwa panjang gelombang berbanding lurus dengan energi. Sehingga semakin besar energi maka panjang gelombang akan bertambah panjang. Panjang gelombang juga dipengaruhi oleh ketetapan konstanta planck dan ketetapan kecepatan cahaya. 5.2 Saran 1.Sebaiknya praktikan sudah harus mengetahui prosedur percobaan, sebelum praktikum dimulai. 2. Sebaiknya praktikan teliti dalam melihat suhu pada termometer. 3. Sebaiknya praktikan menggunakan stopwatch harus benar-benar dimulai dari nol. 4. Sebaiknya praktikan melakukan praktikum tidak terkena cahaya matahari langsung. DAFTAR REFRENSI George. O . W. 1987. “INFRARED SPECTROSCOPY”. Great britian Chichester. New York. Halaman : 69-71. Keane. W . Joseph. 1938. “FIISIKA”. Edisi ke tiga. Jhon Wiley & Sons, Newyork. Halaman: 1222-1224. Wiryosimin,suwarno.1995.”MENGENAL ASAS PROTEKSI RADIASI”.ITB. Bandung. Halaman : 1-5. http://indo-fisika.blogspot.com/2009/10/sejarah-infra-merah.html Di akses pada 4 Oktober, Jam 19.00 wib. Medan, 05 Oktober 2012 Asisten, Praktikan, (Helen M Manurung) (Rinto Pangaribuan) GAMBAR PERCOBAAN Nama : Rinto pangaribuan Nim : 110801050 Judul : Radiasi infra merah Apa yang kamu ketahui tentang infra red? Jawab: Infra merah adalah radiasi elektromagnetik yang membentuk spectrum elektromagnetik. Radiasi infra red memiliki panjang gelombang sekitar 0,000075 sampai dengan 0,04. Sinar infra merah adalah sinar yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya maka radiasi infra merah akan tampak pada spectrum electromagnet dengan panjang gelombang diatas panjang gelombang cahaya merah ini tidak akan tampak oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkan akn terasa/dideteksi. Infra merah mempunyai beberapa kelebihan dalam proses pemanasan diantaranya adalah: Efisiensi tinngi. Pembangkit radiasi infra red dapat mengubah 85% energy input menjadi radiasi dan di dapatkan hasil secara akurat Panas yang di dapatka dengan cepat di transfer sehingga proses pemanasan berlangsung lebih cepat Dapat dilakukan pengontrolan panjang gelombang secara teapat dll. A.Sebutkan hubungan antara besar energy dan panjang gelombang. Jawab: E=(h.c)/ Maka di dapatkan dari rumus di atas bahwa energy dengan panjang gelombang berbanding terbalik. B.peralatan dan fungsi: -Thermometer (2buah) : untuk mengukur suhu es batu -Lampu pijar 100 watt : sebagai sumber radiasi -Tabung yang dipoles : sebagai tempat air es yang akan di ukur suhunya -Tabung yang dihitamkan : sebagai tempat air es yang akan diukur suhunya -Tapis merah dan biru : sebagai sekat antara lampu dan tabung -Gelas ukur : untuk mengukur jumlah air -Penggaris : untuk mengukur jarak tabung dengan lampu pijar -Stopwatch (hp) : untuk mengukur waktu -Serbet : untuk membersihkan tabung yang dipakai Berapa besar konstanta planck? Jawab : 6,63 x 10-34Js Apa yang dimaksud dengan radiasi? Jawab : Radiasi adalah setiap proses dimana energy bergerak melelui media atau ruang yang akhirnya akan di serap oleh benda lain. Apa perbedaan inframerah dan bloetoeth? Jawab : -Transmisi Teknologi Inframerah nirkabel menggunakan pulsa cahaya inframerah untuk mengirimkan data dari satu perangkat ke perangkat lainnya. Pulsa ini tidak terlihat dengan mata telanjang, tetapi dapat dideteksi oleh sensor pada perangkat penerima. Bluetooth nirkabel menggunakan gelombang radio pada frekuensi tertentu (2,4 GHz) untuk transmisi data dari perangkat ke perangkat. Kedua Bluetooth dan inframerah mengkonsumsi daya jauh lebih sedikit daripada teknologi nirkabel lainnya. -Jarak Rentang yang efektif untuk nirkabel inframerah sangat pendek --- biasanya tidak lebih dari lima meter, dan sering mendekati satu meter. Bluetooth memiliki jangkauan maksimum 10 meter, yang, meskipun dua kali lipat dari inframerah, masih jauh lebih sedikit dibandingkan dengan lainnya frekuensi radio teknologi nirkabel. Bluetooth menikmati keuntungan yang jelas atas inframerah dalam jangkauan efektif, namun kedua teknologi yang berguna hanya untuk komunikasi antara perangkat dalam jarak relatif dekat satu sama lain. -Kecepatan transmisi Nirkabel inframerah mentransmisikan data dalam kisaran antara 115 kilobit per detik dan 16 megabit per detik (Mbps), tergantung pada perangkat. Bluetooth mentransmisikan data dengan kecepatan antara satu dan tiga megabit per detik. Meskipun berbagai kecepatan untuk perangkat inframerah jauh lebih besar daripada perangkat Bluetooth, kecepatan efektif yang paling umum untuk kedua teknologi adalah sekitar 3 Mbps. -Perangkat lokasi Karena menggunakan cahaya untuk transmisi data, inframerah nirkabel memerlukan berhadapan langsung antara perangkat berkomunikasi. Perangkat penerima juga harus diposisikan dalam kerucut yang relatif sempit cakupan dalam hubungan dengan perangkat transmisi. Bluetooth, karena penggunaannya gelombang radio daripada cahaya, tidak tunduk pada keterbatasan ini, perangkat berkomunikasi dapat diposisikan di mana saja dalam jangkauan efektif teknologi. "TRUST ME EVERY THING WILL END"

PERCEPATAN GRAVITASI

JURNAL PRAKTIKUM LABORATORIUM FISIKA MODERN NAMA : RINTO PANGARIBUAN NIM : 110801050 KELOMPOK : VI A JUDUL PERCOBAAN : PERCEPATAN GRAVITASI TANGGAL PERCOBAAN : 12 OKTOBER 2012 ASISTEN : ELDO JONES SURBAKTI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS SUMSTERA UTARA MEDAN 2012 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur saya ucapkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa, dimana Dia masih memberi kesempatan untuk mengerjakan praktikum PERCEPATAN GRVITASI. Selain itu terima kasih juga buat asisten yang telah membimbing selama praktikum dan sekaligus mengajari saya membuat laporan praktikum ini, dan tak lupa saya ucapkan terima kasih buat teman-teman satu kelompok yang telah ikut bekerja sama dalam praktikum dan pada penulisan laporan ini. Laporan ini merupakan hasil laporan dari praktikum PERCEPATAN GRAVITASI,yang telah dilakukan di laboratorium fisika modern F-MIPA USU. Yang didalamnya disusun mulai dari teori hingga pembahasan beserta analisa. Dalam menulis laporan ini saya mengharapkan laporan ini akan banyak berguna buat membantu praktikan- praktikan yang hendak membuat percobaan yang sama. Saya menyadari masih banyak kekurangan yang dibuat dalam menyusun laporan ini, untuk itu penulis selalu terbuka dengan saran- saran yang bersifat membangun dan membantu perbaikan laporan ini. Akhirnya penulis terima kasih kepada semua pihak yang telah turut membantu dalam mengerjakan praktikum sekaligus dalam menulis laporan ini. Penulis (Rinto pangaribuan) BAB I PENDAHULUAN A. Latar belakang Hukum tentang gravitasi alam semesta ditemukan oleh Sir Isaac Newton dan diumumkannya untuk pertama kali pada tahun 1686. Namun istilah gravitasi begitu beragam,dan dapat dijabarkan secara luas. Adapun defenisi- defenisi grafitasi itu sendiri adalah: pertama kekuatan (gaya) tarik bumi; kedua proses gaya tarik bumi; ketiga gaya berat suatu benda. Di ilmu fisika gravitasi itu adalah medan, yakni sesuatu yang ada dalam ruang, dengan arah ke pusat massa atau percepatan. Besaran gravitasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak ke pusat masa percepatan. Gravitasi bumi adalah percepatan yang disebabkan oleh bumi yang besarnya sekitar (9,8 m/detik)/detik, atau 9,8 m/detik2 , atau sekitar (35 km/jam)/detik. Akan tetapi tidak di seluruh belahan bumi gravitasi itu selalu 9,8 m/detik2 ,karena gravitasi dipengaruhi oleh seberapa besar jarak suatu tempat ke pusat bumi, semakin jauh jarak suatu tempat kepusat bumi maka gaya gravitasinya akan semakin kecil. Bila di permukaan bumi kita memperoleh percepatan sebesar 9,8 m/detik2, pada ketinggian 12000 km (dua kali radius bumi) gravitasi yang kita rasakan tinggal 2,45 m/detik2, yakni seperempat dari gravitasi di permukaan bumi. Selain itu gravitasi juga dipengaruhi oleh massa, dimana massa berbanding lurus dengan gravitasi dan tak akan mungkin ada gravitasi tanpa massa. Dan melalui percobaan percepatan gravitasi ini kita akan membuktikan hukum newton, melalui sebuah bandul sedehana. B.Tujuan Untuk menetahui fariasi partikel di dalam bumi ketika udara ditiadakan Untuk mengetahui hukum newton tentang gravitasi & gravitasi universal secara sistematis dan teori Untuk mengetahui perbedaan “G” & “g” Untuk menyatakan hukum newton tentang gravitasi sebagai gaya reflek yang berhubungan antara dua benda bermassa. BAB II DASAR TEORI Newton adalah satuan gaya dalam Sistem Internasional untuk satuan (SI) atau dalam sistem mks. Satu Newton (1N) adalah gaya result yang memberi percepatan 1m/s² pada massa 1kg. Satuan gaya yang disebut dine adalah 〖10〗^(-5) N. Satuan gaya pon adalah 4,45N. Hukum Ke-1 Newton: Jika gaya resultan pada benda adalah nol, maka vektor kecepatan benda tidak berubah. Benda yang mula-mula diam akan tetap diam; benda yang mula-mula bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan yang sama. Benda hanya akan mengalami suatu percepatan jika padanya bekerja suatu gaya resultan. Hukum ke-1 ini sering disebut Hukum Kelembaman (inertia Law). Hukum ke-2 Newton: Jika F adalah gaya resultan pada objek dengan massa m, maka percepatan benda a dan gaya F berhubungan menurut rumus F=ma dengan catatan bahwa ketiga besaran itu dinyatakan dalam satuan yang sesuai. Dalam SI, F dinyatakan dalam newton, m dalam kg, dan a dalam m/s². Dalam sistem imperial, F dinyatakan dalam pon, m dalam slug, dan a dalam ft/s². Dalam rumus seperti F= ma ini, kita sekali-kali tidak boleh mencampur-adukkan satuan dari berbagai sistem. Persamaan F=ma adlah persamaan vektor. Karenanya, ia setara dengan ketiga persamaan skalar berikut melibatkan komponen vektor-vektor tersebut : ƩF_x ma_x ...................................................(2.1) ƩF_y=ma_y ...................................................(2.2) Ʃ F_z=〖ma〗_z ...................................................(2.3) Hukum ke-3 Newton : setiap gaya yang diadakan pada suatu benda, menimbulkan gaya lain yang sama besarnya dengan gaya tadi, namun berlawanan arah. Gaya reaksi ini dilakukan benda pertama pada benda yang menyebabkan gaya. Hukum ini dikenal sebagai hukum aksi dan reaksi.perhatiakn benar-benar bahwa gaya aksi dan gaya reaksi bekerja pada benda yang berbeda. Hukum gravitasi Umum: dua benda dengan massa m dan m’ saling tarik-menarik dengan gaya yang sama besar, namun berlawanan arah, dan bekerja pada benda yang berbeda. Kalau massa iitu berupa massa titik (atau benda yang menunjukan simetri bola) gaya tarik ini adalah: gaya = G mm/r² ..............................................................(2.4) G adalah suatu konstanta sebesar 6,67 x 〖10〗^11Nm²/Kg² bila F dalam newton, m dan m’ dalam kilogram dan r dalam meter. Berat benda adalah gaya tarik gravitas yang dialami benda. Di bumi, berat benda adalah gaya tarik bumi pada benda. Berat bersatuan newton (dalam SI) dan Pon (dalam sistem Imperial). Hubungan antara massa dan berat : seperti telah dikatakan massa adalah ukuran kelembaman benda, sedangkan berat adalah gaya tarik gravitasi pada benda itu.Jelas bahwa kedua besaran tidak sama apapun sistem satuan yang dipakai. Akan tetapi, kedua besaran itu erat sekali kaitannya. Jika benda dengan massa m jatuh bebas di bawah pengaruh tarikan bumi (benda mengalami gaya w, berat benda), maka benda mengalami percepatan, yakni percepatan jatuh bebas. Karena itu untuk benda yang jatuh bebas berlaku bahwa rumus F=ma menjadi w=mg, dan inilah hubungan antara bberat benda dan massa benda yang dicari. Karena g=9,8m/s² = 32,2 ft/s²(percepatan grafitasi bumi), maka di bumi berat benda yang bermassa 1kg adalah 9,8N dan berat benda yang bermassa 1slug adalah 32,2lb. Pemakaian beSaran slug dalam sistem Imperial dapat dihindari, dengan menggantikan lambang m secara konsisten dengan lambang w/g. ( Frederick.J. Bueche ,1994) Hukum tentang gravitasi alam semesta ditemukan oleh Sir Isaac Newton dan diumumkannya untuk pertama kali pada tahun 1686. Hukum ini dapat dinyatakan sebagai berikut : tiap partikel (zarrah) materi dalam alam semesta menarik tiap partikel lainnya dengan gaya yang berbanding langsung dengan dengan hasil kali antara massa pertikel-partikel itu dan berbanding terbalik dengan kaudrat arak antaranya. F ϫmm'/r² .......................................................................................(2.5) Perbandinag di atas dapat diubah menjadi persamaan dengan mengalikannya dengan konstante γ(gamma) yang disebut konstate gravitasi. Tidak ada bukti yang jelas, bahwa Newton menyusun rumus ini berdasarkan pengamatannya terhadap jatuhnya buah appel ke bumi. Perhitunganperhitungannya yang pertama-tama diumumkannya untuk membuktikan benarnya hukum itu, adalah mengenai gerakan bulan mengeliligi bumi. Harga numerik konstente γ tergantung dari satuan-satruan gaya, massa dan jarak yang dipakai. Besarnya dapat ditentukan dengan percobaan, yaitu dengan mengukur gaya tarik gravitasi antara dua benda yang sudah diketahui massanya m dan m’ yang letaknya terpisah oleh jarak yang diketahui. Untuk benda yang ukurannya sedang, gaya itu sangat kecil sekali. Namun demikian, dapat juga diukur tanpa banyak kesukaran neraca Cavendish. Neraca ini dibuat oleh Sir Hendry Cavendish pada tahun 1978, sengaja untuk maksud diatas. Alat ini mirip dengan neraca yang dibuat coulomb untuk menyelidiki gaya tarik dan gaya tolak kelistrikan. Neraca cavendish tersebut terdiri atas dua buah bola kecil bermassa m, bbiasanya terbuat dari emas atau aluminium, yang dipasangkan pada ujung-ujung sebuah tongkat mendatar lagi ringan. Tongkat ini digantungkan di titik pusatnya dengan benang vertikal yang halus, misalnya dari kwarsa. Sebuah cermin kkecilpada benang ini memantulkan seberkas sinar ke sebuah skala. Cara memakai neraca ini ialah dengan menempatkan dua bola besar M. Bola-bola ini biasanya ini terbuat dari timah hitam. Gaya gravitasi antara bola besar dengan bola kecil menghasilkan sebuah koppel yang memuntir benang beserta cermin lewat sudut kecil,yang menyebabkan berkas sinar bergeser di atas skala. Medan garfitasi faham gaya sangat penting sekali setiap kali kita memprsoalkan sem barang macam gaya kerja dengan jarak antara, yakni gaya yang disebabkan gravitasi kelistrikan dan kemagnetan. Walaaupun paham ini terutama digunakan dalam kelistrikan dan kemagnetan, pemikiran dan istilah istilah yang sama di gunakan untuk gravitasi. Secara singkat akan diterangkan disini tentang medan gravitasi. Berdasarkan percobaan, kita tahu bahwa gaya tarik garavitasi (F pada gambar 1 (a) dikerjakan oleh benda A terhadap B, meskipun kedua benda dalam ruang hampa tidak berhubungan satu sama lain. Apa sebab ini terjadi? Tidak adyang tahu. Memang demikianlah sifat alam ini. Tetapi bagaimana pun juga, kita dapat memikirkan peristiwa itu sebagai berikut. Andaikan benda B disingkirkan, seperti gambar 1(b), lalu titik P menunjukkan tempat B yang mula-mula. Kita byangkan bahwa adanya benda A itu merubah keadaan di titik P, sedemikian, sehinggga kalau ada benda di tempatkan di titik P, keadaan treregang atau entah apa, sudah siap menanti-nanti akan mempengaruhi B dan menariknya kearah A. Karena A akan mengerjakan gaya terhadap B.Berat bersatuan newton (dalam SI) dan Pon (dalam sistem Imperial). Hubungan antara massa dan berat : seperti telah dikatakan massa adalah ukuran kelembaman benda, sedangkan berat adalah gaya tarik gravitasi pada benda itu.Jelas bahwa kedua besaran tidak sama apapun sistem satuan yang dipakai. Akan tetapi, kedua besaran itu erat sekali kaitannya. di manapun juga tempat B, maka seluruh ruang sekeliling A harus dipandang sebagai terpengaruh secara demikian ini. Kita sebut: Medan Gravitasi ada di semua titik di dalam ruang sekeliling A. Bila kita memakai faham medan tersebut, kita bertolak dari pandangan bahwa gaya grafitasi terhadap suatu benda itu dikerjakan oleh medan gravitasi dimana benda tersebut berada dan bukan oleh benda (atau benda-benda) yang menimbulkan medan tadi. Jadi pada gambar 1 kejadiannya ialah: Benda A menimbulkan medan gravitasi terhadap benda B. Sudah barang tentu B juga menimbulkan medan gravitasinya sendiri; dan pada waktu B ditempatkan di P, A akan menderita gaya menuju ke B yang disebabkan oleh Medan B. Kekuatan (intensity) medan gravitasi disuatu titik didefenisikan sebagai perbandingan antara gaya yang dikerjakan oleh medan dengan massa benda yang dipengaruhi gaya tersebut. Jadi kekuatan medan dapat diterangkan sebagai gaya persatuan massa; besar dan arahnya di sembarang titik dapat ditentukan dengan percobaan dengan menempatkan suatu benda (disebut benda percobaan) di titrik itu, mengukur gaya yang bekerja pada benda iitu lalu dibagi dengan massa benda percobaan. Tongkat ini digantungkan di titik pusatnya dengan benang vertikal yang halus, misalnya dari kwarsa. Sebuah cermin kkecilpada benang ini memantulkan seberkas sinar ke sebuah skala. Cara memakai neraca ini ialah dengan menempatkan dua bola besar M. Bola-bola ini biasanya ini terbuat dari timah hitam.Pada gambar 1 benda B dengan massa m’ dapat dipandang sebagai benda percobaan. Jika medan mengerjakan gaya F pada benda ini, kekuatan medan gravitasi di P, yang kita beri tanda G, ialah : Kekuatan medan gravitasi di titik P= (gaya pada massa m^' di P)/m' , G=(Gaya pada m')/m'. Kekuatan medan dinyatakan dengan newton kg atau dyne per gm, atau pound per slug. Misalnya pada permukaan bumi medan gravitasi bumi mengerjakan gaya 9,8 newton pada massa 1kg atau gaya 32,2 lb pada massa 1 slug. Jadi kekuatan medan gravitasi pada permukaan bumi ialah 9,8 Newton/kg, atau 32,2 lb/slug. (Francis.Weston.Sears, 1962) Bunyi hukum Newton tentang gravitasi adalah: Jika sebuah partikel bermassa m1 dipengaruhi oleh partikel lain bermassa m2 pad jarak r,maka besar gaya yang akan terjadi antara kedua partikel tersebut adalah : F ⃗ = Gm1m2/r2r^ dimana r^ = r/(|r|) ....................................................2.6 r^ merupakan satuan vektor posisi dari m1 terhadap m2 dan G adalah konstanta Gravitasi yang harganya ditentukan secara eksperimen, yaitu: G = 6,67 x 10-8 dyne cm2/gram atau Tanda negatip menandakan gaya yang terjadi antara kedua partikel tersebut adalah tarik – menarik.Jika Me merupakan massa planet bumi dan Re adalah jari – jari bumi.Dimana F = mg, maka: Mg = GmMe/Re2→F=GmMe/Re2= GmMe/Re2 Re2/(r2 ) = mg ( Re2/(r2 ) ) 2 ......................2.7 Selain hukum gravitasi diatas,Newton juga mempunyai tuga hukum lain yaitu Hukum I newton yang berbunyi : Suatu benda akan tetap diam.Akan tetapi bila benda tersebut bergerak maka selamanya akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap. Dimana : F ⃗ = m x a, ..................................................................2.8 Dengan A = 0 A = 0,artinya benda tidak mengalami perubahan kecepatan. dv/dt = 0 → dv = 0, dt 0...................................................2.9 Hukum kesetimbangan I,dimana dikatakan bahwa,Fx = 0 dan ∑▒Fy = 0 Sistem kesetimbangan ini diambil dalam dua dimensi dimana ∑▒Fx adalah jumlah gaya dalam arah x dan ∑▒Fy merupakan jumlah gaya dalam arah y. Hukum Newton III berbunyi : Jika suatu benda mengerjakan suatu gaya ,maka benda tersebut vakan mengalami gaya dengan besar yang sama tetapi arah yang berlainan (berlawanan) Atau dapat ditukiskan bahwa aksi = -reaksi (Tamara.Dirasutisna,2010) Gerak Harmonik Sederhana (GHS) adalah gerak periodik dengan lintasan yang ditempuh selalu sama (tetap).Gerak Harmonik Sederhana mempunyai persamaan gerak dalam bentuk sinusoidal dan digunakan untuk menganalisis suatu gerak periodik tertentu. Gerak periodik adalah gerak berulang atau berosilasi melalui titik setimbang dalam interval waktu tetap. Gerak Harmonik Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu : -Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Linier, misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa / air dalam pipa U, gerak horizontal / vertikal dari pegas, dan sebagainya. -Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Angular, misalnya gerak bandul/ bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya. Beberapa Contoh Gerak Harmonik * Gerak harmonik pada bandul: Sebuah bandul adalah massa (m) yang digantungkan pada salah satu ujung tali dengan panjang l dan membuat simpangan dengan sudut kecil. Gaya yang menyebabkan bandul ke posisi kesetimbangan dinamakan gaya pemulih yaitu dan panjang busur adalah Kesetimbangan gayanya. Bila amplitudo getaran tidak kecil namun tidak harmonik sederhana sehingga periode mengalami ketergantungan pada amplitudo dan dinyatakan dalam amplitudo sudut *Gerak harmonik pada pegas: Sistem pegas adalah sebuah pegas dengan konstanta pegas (k) dan diberi massa pada ujungnya dan diberi simpangan sehingga membentuk gerak harmonik. Gaya yang berpengaruh pada sistem pegas adalah gaya Hooke. Persamaan Percepatan Gerak Harmonik Sederhana. Persamaan percepatan didapat dari turunan pertama persamaan kecepatan dari suatu gerak harmonik. ay=dy/dt =-(4π2)/T2 A sin⁡ (2π/T) t,tanpa posisi awal =- (4π2)/T2 A sin⁡ ( 2π/T) t+ θ0),dengan posisi awal θ0 Persamaan tersebut dapat pula disederhanakan menjadi ay= (-2π/T)y= – ω y ...................................................................................2.10 Tanda minus ( – ) menyatakan arah dari percepatan berlawanan dengan arah simpangan, Kedua persamaan diatas (persamaan kecepatan dan percepatan) tidak kita turunkan disini. Energy pada gerak harmonic sederhana terdiri atas energy potensial dan energykinetik. Dengan demikian energi total dari gerak harmonik sederhana merupakan jumlah dari energi potensial dan energy kinetiknya. Ep = 1/2 k y2 dengan k= (4π2 m)/T2 dan y=A sin⁡θ............................2.11 Ek = 1/2 mvy2dengan vy= 2π/T A cos⁡θ...............................................2.12 ET =Ep+Ek..............................................................................................2.13 ET = 1/2 k A2...........................................................................................2.14 Keterangan: A = amplitude (m) T = Periode (s) K = konstanta pegas (N/m) Gerak harmonik merupakan gerak suatu partikel atau benda, dengan gerak posisi partikel sebagai fungsi waktu berupa sinusoidal(dapat dinyatakan dalam bentuk sinus atau cosines). Contoh gerak harmonic diantaranya gerak pada pegas,gerak pada bandul atau ayunaan sederhana dan gerak melingkar. Gerak harmonic merupakan gerak periodic, yaitu ge rak bolak – balik secara periodic melalui titik keseimbangan. Pegas yang diberi simpangan sejauh y dari posisi keseimbangannya akan bergerak bolak – balik melalui titik keseimbangan terrsebut ketika dilepaskan. Gerakan ini disebabkan oleh gaya pemulih yang bekerja pada pegas. Gaya pemulih ini berusaha untuk mengembalikan posisi benda ke posisi keseimbangannya. Besar gaya pemulih berbanding lurus dengan besar simpangan dan arahnya berlaanan dengan arah simpangan. Secara matematis besar gaya pemulih pada pegas dapat ditulis sebagai berikut: F = – k y Keterangan: K = tetapan pegas (N/m); y = simpangan (m); F = gaya pemulih (N) (tanda minus menyatakan bahwa arah gaya pemulih berlawanan dengan arah simpangan) Besaran lain yang juga penting dalam gerak harmonic adalah periode dan frekuensi. Periode dari suatu pegas yang bergetar dinyatakan melalui hubungan berikut: T = 2π√(m/k)....................................................................2.15 Keterangan: M = masa benda (kg); π = 3,14; k = tetapan pegas (N/m); T = periode (s) Frekuensi merupakan kebalikan dari periode sehingga kita dapat menurunkan persamaan periodenya. Jika sebuah benda bermassa m di gantungkan pada seutas tali yang panjangnya l. kemudian benda tersebut diberi simpangan sehingga benda bergerak bolak – balik juga merupakan gaya pemulih. Jadi kekuatan medan dapat diterangkan sebagai gaya persatuan massa; besar dan arahnya di sembarang titik dapat ditentukan dengan percobaan. Pada gambar 1 benda B dengan massa m’ dapat dipandang sebagai benda percobaan. Namun besar gaya pemulihnya dapat dinyatakan melalui hubungan yang diberikan sebagai berikut ini: F= -ω sin⁡θ................................................................2.16 Dengan: ω = berat bandul (N); θ = sudut simpangan bandul terhadap sumbu vertical; F = gaya pemulih (N).Dalam hal ini, tanda minus (-) juga menunukkan arah gaya pemulih yang berlawanan dengan arah simpangan. Periode dari gerakan bandul dinyatakan melalui hubungan berikut: T= 2π√(l/g).....................................................................2.17 Dengan: l = panjang bandul (m); g = percepatan gravitasi (m/s2); π = 3,14; T = periode ayunan (s). (http://teknologikompsiana.com/terapn/2012/05/08/kecepatanmomntumpercepatangravitasi) BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1. Alat dan Fungsi 1. Bandul Fungsi: untuk dijadikan beban dalam percobaan 2. Mistar/penggaris (100 cm) Fungsi : untuk mengukur panjang benang yang akan digunakan 3. Stopwatch Fungsi : untuk menghitung waktu ayunan bandul dalam satu ayunan penuh 4. Benang Fungsi: sebagai tempat bandul digantungkan atau pengikat bandul dengan statif 5. Statif Fungsi : sebagai penyangga bandul yang digantungkan 6. Bangku geser Fungsi: untuk tempat meletakkan statif 7. Busur Fungsi: untuk mengukur besar sudut antara statif dan benang 3.2 .Bahan - 3.3. Prosedur Percobaan Untuk Bandul 100 gr Disiapkan peralatan yang akan digunakan Diukur benang dan ditandai dengan pulpen sepanjang 100 cm, 80 cm, 60 cm, 40 cm dan 20 cm. Dirangkai peralatan dengan bandul 100 gr seperti gambar di bawah ini : Diukur sudut  antara benang tegak lurus dengan statif sebesar 30o dari benang tegak lurus menggunakan busur dengan panjang benang 100 cm, lalu ditarik benang pada sudut itu. Diayunkan tanpa didorong bandul lalu diukur waktu yang dibutuhkan bandul mencapai 1 putaran, dilakukan sampai 3 kali untuk mendapatkan t1, t2 dan t3 lalu ditentukan trata-rata . Diulangi percobaan nomor 4 dan 5 untuk panjang benang 80 m, 60 cm, 40 cm dan 20 cm. Dicatat data. Untuk Bandul 200 gr Disiapkan peralatan yang akan digunakan Diukur benang dan ditandai dengan pulpen sepanjang 100 cm, 80 cm, 60 cm, 40 cm dan 20 cm. 3. Dirangkai peralatan dengan bandul 200 gr seperti gambar di bawah ini 4. Diukur sudut  antara benang tegak lurus dengan statif sebesar 30o dari benang tegak lurus menggunakan busur dengan panjang benang 100 cm, lalu ditarik benang pada sudut itu. 5. Diayunkan tanpa didorong bandul lalu diukur waktu yang dibutuhkan bandul mencapai 1 putaran, dilakukan sampai 3 kali untuk mendapatkan t1, t2 dan t3 lalu ditentukan trata-rata . 6. Diulangi percobaan nomor 4 dan 5 untuk panjang benang 80 m, 60 cm, 40 cm dan 20 cm. 7. Dicatat data. GAMBAR PERCOBAAN Percobaan dengan satu beban Percobaan dengan dua beban DAFTAR REFRENSI Bueche ,Federick.1994.”TEORI DAN SOAL – SOAL FISIKA”. Edisi ketujuh. Erlangga. Jakarta. Halaman : 34-37. Sears, Francis Weston.1962.”MEKANIKA PANAS DAN BUNYI”. Bina cipta. Jakarta. Halaman : 2828-285. Tamara,Dirasutina.2010.”DASAR –DASAR FISIKA MEKANIK DAN FLUIDA”. Universitas Trisakti. Jakarta Halaman : 82-84. http://teknologikompasianna.com/terapan/2012/05/08/percepatan gravitasi. Diakses pada 17 Oktober Jam 19.00 WIB Medan, 19 Oktober 2012 Asisten, Praktikan, (Eldo Jones Surbakti) (Rinto Pangaribuan) Nama: Rinto.pangaribuan Nim: 110801050 Judul: PERCEPATAN GRAVITASI TUGAS PERSIAPAN Jelaskan penurunan dari rumus menghitung periode pada persamaan dibawah T = 2π √(1/g) Jawab: 2π/ω dan karena w2= (k )/( m) maka diperoleh T = 2π/ω=2π m/k Dan untuk simpangan yang kecil gaya pemulihnya sebanding dengan simpangan dan berlawanan arah.Ini tidak daripada gerak harmonik sederhana .Konstanta mg/l menyatakan konstanta k dalam F = -kx.Jadi periode bandul sederhana jika amplitudonya kecil adalah T=2π m/(k ) =2π√(m/(mg/l)) atau T = 2π √(1/g) Sebutkan dan jelaskan hukum newton dan aplikasinya Jawab: Hukum newton I Benda yang mula – mula diam akan tetap diam dan benda yang mula – mula bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan yang konstan Aplikasi: untuk menentukan besar gaya dan kesetimbangan Hukum newton II Jika F adalah percepatan suatu benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa benda Aplikasi: Momentum linier dan impuls,usaha dan energi,energi potensial Hukum III newton Jika suatu benda mengerjakan gaya,maka benda tersebut akan mengalami gaya yang sebanding dengan arah berlawanan Aplikasi untuk menentukan sifat kelembaman suatu benda Jelaskan persamaan dan perbedaan bandul fisi dan bandul matematis Jawab simpangan bandul fisi berisolasi atau bergetar dengan ragam getaran selaras sedangkan dandul matematis dipengaruhi oleh gaya berat dan tegangan tali. Sebutkan pengertian dari frekuensi,perioda,osilasi,dan percepatan Jawab: Frekuensi adalah jumlah grlombang yang melalui suatu titik tetentu dalam waktu tiap detik Perioda adalah waktu yang dibutuhkan untuk mendapatkan satu gelombang penuh Osilasi adalah gerak periodik yang bergerak bolak balik Percepatan adalah perubahab kecepatan dalam waktu t Jelaskan hubungan frekuensi dan perioda Jawab: T = 2π √(1/g),sedangkan f adalah 1/T maka dapat dituliskan bahwa F = 1/(2π √(1/g)) Nama : Rinto Pangaribuan Nim :110801050 Responsi percepatan gravitasi Sebutkan tujuan percobaan yang kamu ketahui sesuai dengan jurnal! Jawab: - untuk mengetahui besar gaya gravitasi di lab. Fisika modern -untuk mengetahui pengaruh panjang tali pada percobaan percepatan gravitasi -untuk mengetahui hubungan periode dengan frekuensi -untuk mengetahui penerapan hukum newton pada gravitasi dan gerak planet Tuliskan hukum newton ke -3 sesuai jurnal! Jawab: setiap gaya yang diadakn pada benda,menimbulkan gaya lain yang sama besarnya dengan gaya yang diberikan namun berlawan arah. Tuliskan peralatan dan fungsi pada percobaan percepatan gravitasi! Jawab: -mistar : untuk mengukur panjang tali yang digunakan -bandul : sebagai beban dalam percobaan - bangku geser : sebagai dudukan statif - statif : untuk tempat menggantungkan beban - stop watch : untuk mengukur waktu yang di butuhkan bandul bergerak - benang : untuk mengikat statif dan benang - busur : untuk mengukur sudut statif dan benang Tuliskan DP jurnal! Jawab : Buehe,Federick .1994 Sears,Francis Weaston.1962 Tamara,Dirasutina.2010 http://teknologikompasiana.com BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN ANALISA Data Percobaan Untuk Bandul 100 gram X (cm) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t^ (s) f t12 t22 t32 t2^ 100 1,59 1,81 1,66 1,68 0,59 2,528 3,27 2,75 2,84 80 1,60 1,47 1,37 1,48 0,67 2,56 2,16 1,87 2,19 60 1,28 1,44 1,20 1,30 0,76 1,63 2,07 1,44 1,71 40 1,03 0,90 1,03 0,98 1,02 1,06 0,81 1,06 0,97 20 0,82 0,91 1,78 0,83 1,20 0,65 0,82 0,60 0,69 Untuk bandul 200 gram X (cm) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t^ (s) f t12 t22 t32 t2^ 100 1,81 1,87 1,75 1,81 0,55 3,27 3,49 3,06 3,27 80 1,50 1,53 1,61 1,84 0,64 2,25 2,34 2,59 2,37 60 1,37 1,34 1,42 1,37 0,72 1,87 1,79 2,01 1,87 40 1,13 1,17 1,11 0,81 1,23 1,72 1,36 1,23 0,65 20 0,91 1,00 0,84 0,91 1,09 0,82 1,00 0,70 0,82 Medan , 19 Oktober 2012 Asisten, Praktikan, (Eldo Jones Surbakti) (Rinto Pangaribuan) Analisa Data 4.2.1 Membuat grafik hubungan antara panjang tali (l) dengan periode (T) (terlampir) 4.2.2 membuat grafik hubungan antara periode dengan frekuensi (terlampir) 4.2.3 Menghitung kecepatan dari masing-masing panjang bandul dengan rumus: "v=" "S" /"T" Bandul 100 gram -v1 = "1" /1,64 = 0,60 m/s -v2 = "0,8" /1,48 = 0,54 m/s -v3 = "0,6" /1,30 = 0,46 m/s -v4 = "0,4" /0,98 = 0,40 m/s -v5 = "0,2" /0,83 = 0,24 m/s Bandul 200 gram -v1 = "1" /1,81 = 0,55 m/s -v2 = "0,8" /"1,54" = 0,51 m/s -v3 = "0,6" /1,37 = 0,43 m/s -v4 = "0,4" /0,81 = 0,49 m/s -v5 = "0,2" /0,91 = 0,21 m/s Menghitung percepatan gravitasi dari panjang bandul "G= " "4π l" /"T" ^"2" Bandul 100 gram -G1 = ("4" )("3,14" )"(1)" /〖"1,68" 〗^"2" = 4,45 m/s2 -G2 = ("4" )("3,14" )"(0,8)" /〖"1,48" 〗^"2" = 4,58 m/s2 -G3 = ("4" )("3,14" )"(0,6)" /〖"1,30" 〗^"2" = 4,45 m/s2 -G4 = ("4" )("3,14" )"(0,4)" /〖"0,98" 〗^"2" = 5,23 m/s2 -G5 = ("4" )("3,14" )"(0,2)" /〖"0,83" 〗^"2" = 3,64 m/s2 Bandul 200 gram -G1 = ("4" )("3,14" )"(1)" /〖"1,81" 〗^"2" = 3,83 m/s2 -G2 = ("4" )("3,14" )"(0,8)" /〖"1,54" 〗^"2" = 4,23 m/s2 -G3 = ("4" )("3,14" )"(0,6)" /〖"1,37" 〗^"2" = 14,14 m/s2 -G4 = ("4" )("3,14" )"(0,4)" /〖"0,81" 〗^"2" = 7,65 m/s2 -G5 = ("4" )("3,14" )"(0,2)" /〖"0,91" 〗^"2" = 3,03 m/s2 Menghitung gaya pemulihan dari setiap panjang bandul dengan persamaan: F = m.G.sin θ Untuk 100gr -F=0,1 .4,45 sin⁡〖60=0,1 .4,45 .0,86=0,38〗 N -F=0,1 .4,58 〖 sin〗⁡〖60=0,1 .4,58 .0,86=0,39 〗 N -F=0,1 .4,45 〖 sin〗⁡〖60=0,1 .4,45 .0,86=0,38〗 N -F=0,1 .5,23 sin⁡〖60=0,1 .5,23 .0,86=0,44〗 N -F=0,1 .3,64 sin⁡〖60=0,1 .3,64 .0,86=0,31〗 N Untuk 200 gr -F=0,2 .3,83 〖 sin〗⁡〖60=0,2 .3,83 .0,86=0,65〗 N -F=0,2 .4,23 sin⁡〖60=0,2 .4,23 .0,86=0,72〗 N -F=0,2 .14,14 sin⁡〖60=0,2 .14,14 .0,86=2,43 N〗 -F=0,2 .7,65 sin⁡〖60=0,2 .7,65 .0,86=1,31〗 N -F=0,2 .3,03 sin⁡60=0,2 .3.03 .0,86=0,52 N Menghitung periode putaran secara teori pada setiap panjang tali T= 2π√("l" /"g" ) -Untuk l = 1 m T=2π√(1/10) = 1,946 s -Untuk l = 0,8 m T=2π√(0,8/10) = 1,758 s -Untuk l = 0,6 m T=2π√(0,6/10) = 1,507 s -Untuk l = 0,4 m T=2π√(0,4/10) = 1,381 s -Untuk l = 0,2 m T=2π√(0,2/10) = 1,067 s Grafik Hubungan antara Panjang Tali (l) dengan Periode (T) Untuk bandul 100 gram l (cm) t ̅ (s) 100 1.68 80 1.48 60 1.3 40 0.98 20 0.83 Slope : (1,7-0,8)/(100-20) = 0,01125 Untuk bandul 200 gram l (cm) t ̅ (s) 100 1.97 80 1.78 60 1.6 40 1.29 20 1.08 Slope : (1,9-1,2)/(100-20) = 0,0087 Grafik Hubungan antara Periode (T) dengan frekuensi (f) Untuk bandul 100 gram t ̅ (s) f 1,68 0.59 1,48 0.67 1,30 0.76 0,98 1.02 0,87 1.2 Slope : (1-0,6)/(4-1,3) = 0,14 Untuk bandul 200 gram t ̅ (s) f 1,97 0.55 1,78 0.64 1,6 0.72 1,29 1.23 1,08 1.09 Slope : (1,1-0,7)/(4,8-2) = 0,142 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN 1. Gesekan Bola dengan udara akan meperlambat gerakan bola. Maka jika pergerakan partikel-partikel udara ditiadakan menyebabkan mepercepat ayunan suatu bandul. Variasi yang berpengaruh pada besarnya suatu beban adalah udara. 2. Hukum gravitasi universal Newton dirumuskan sebagai berikut: Setiap massa titik menarik semua massa titik lainnya dengan gaya segaris dengan garis yang menghubungkan kedua titik. Besar gaya tersebut berbanding lurus dengan perkalian kedua massa tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua massa titik tersebut. F=G (m1 m2)/rF adalah besar dari gaya gravitasi antara kedua massa titik tersebutG adalah konstanta gravitasim1 adalah besar massa titik pertama adalah besar massa titik kedua r adalah jarak antara kedua massa titik. Sedangkan hukum newton tentang gravitasi adalah:Dari hukum kedua Newton bahwa massa mengukur ketahanan benda untuk berubah gerakannya, yaitu inersianya.Massa adalah sifat intrinsik dari suatu benda, tidak tergantung ketinggian maupun keadaan yang lain. Berat merupakan gaya yang diperlukan benda untuk melakukan gerak jatuh bebas. Untuk gerak jatuh bebas a = g = percepatan gravitasi setempat F = m a w = m g 3. G adalah konstanta universal alam disebut konstanta gravitasi universal yang besarnya adalah 6,67 x 10-11 Nm2kg-2, sedangkan g adalah percepatan gravitasi bumi pada permukaan bumi dan disekitarnya dengan nilai sekitar 9,8 m/s2 4. Hubungan hukum Newton dan gravitasi sebagai gaya yang berhubungan dengan gaya antara dua benda bermassa dan penerapannya dapat kita lihat dengan menggunakan rumus F =G (m1 m2)/r^2 dimana yang terjadi pada dua benda yang bermassa sama dengan hasil kali dua massa tersebut dikali dengan gaya gravitasi dan dibagi dengan kuadrat dari jarak tersebut. 5.2 SARAN - Sebaiknya praktikan teliti dalam mengukur sudut antara tali dan statif. - Sebaiknya praktikan teliti dalam mengukur panjang benang. - Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam melihat waktu. - Sebaiknya praktikan memegang statif agar statif tidak goyang. "BUATLAH PERJALANAN INDAH AGAR ADA KAMU INGAT DI KEMUDIAN"