eksperimen fisika 1

23
Modul Praktikum Experimen Fisika I Disusun Oleh: Tim Asisten Experimen Fisika I PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013

description

praktikum fisika

Transcript of eksperimen fisika 1

Page 1: eksperimen fisika 1

Modul Praktikum Experimen Fisika I

Disusun Oleh:

Tim Asisten Experimen Fisika I

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013

Page 2: eksperimen fisika 1

2 Praktikum Experimen Fisika I

1. VISKOSITAS

I. JUDUL

Viskositas

II. TUJUAN

Menentukan viskositas larutan NaCl

III. DASAR TEORI

Viskositas / kekentalan merupakan gaya gesekan antara molekul-molekul yang

menyusun suatu fluida. Viskositas adalah gaya gesekan internal fluida. Jadi molekul-

molekul yang membentuk suatu fluida saling bergesekan ketika fluida tersebut

mengalir. Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik

menarik antara molekul sejenis). Viskositas adalah ketahanan aliran suatu cairan

(fluida) pada pengaruh tekanan atau tegangan. Viskositas cairan dapat dibandingkan

satu sama lain dengan adanya koefisien viskositas (h).

Suatu jenis cairan yang mudah mengalir dapat dikatakan memiliki viskositas

yang rendah, dan sebaliknya bahan – bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki

viskositas yang tinggi. Pada hukum aliran viskos, Newton menyatakan hubungan antara

gaya–gaya mekanika dari suatu aliran viskos sebagai geseran dalam (viskositas) fluida

adalah konstan sehubungan dengan gesekannya.

Hubungan tersebut berlaku untuk fluida Newtonian, dimana perbandingan

antara tegangan geser (s) dengan kecepatan geser (g) nya konstan. Parameter inilah

yang disebut dengan viskositas. Aliran viskos dapat digambarkan dengan dua buah

bidang sejajar yang dilapisi fluida tipis diantara kedua bidang tersebut. Suatu bidang

permukaan bawah yang tetap dibatasi oleh lapisan fluida setelah, sejajar dengan suatu

bidang permukaan atas yang bergerak seluas A. Jika bidang bagian atas itu ringan, yang

berarti tidak memberikan beban pada lapisan fluida dibawahnya, maka tidah ada gaya

tekan yang bekerja pada lapisan fluida. Suatu gaya F dikenakan pada bidang bagian

atas yang menyebabkan bergeraknya bidang atasdengan kecepatan konstan v, maka

fluida dibawahnya akan membentuk suatu lapisan – lapisan yang saling bergeseran.

Setiap lapisan tersebut akan memberikan tegangan geser (s) sebesar F/A yang seragam,

dengan kecepatan lapisan fluida yang paling atas sebesar v dan kecepatan lapisan fluida

paling bawah sama dengan nol.

Viskositas dari cairan yang ditentukan dengan mengukur waktu yang

dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika mengalir karena

Page 3: eksperimen fisika 1

3 Praktikum Experimen Fisika I

gravitasi melalui viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan

dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui

(biasanya air) untuk lewat 2 tanda tersebut.

IV. ALAT DAN BAHAN

1. 1 set alat viscometer (selang, pompa suntik, tabung Oswalt, termometer, pengaduk,

penyangga tabung)

2. Gelas kimia

3. Stopwatch

4. Aquades

5. Larutan NaCl 4%, 8%, 12%, 16%, 20%

V. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Mempersiapkan tabung viskometer Oswalt.

2. Mencatat suhu pada tabung Oswalt.

3. Mengisi tabung Oswalt dengan larutan NaCl 4% dengan cara memompa larutan

NaCl sampai pada ketinggian diatas batas atas dan tahan permukaan larutan tersebut

dengan menutup selang memakai jari.

4. Melepaskan / membuka penutup selang dan mengamati penurunan permukaan

larutan NaCl.

5. Ketika larutan NaCl sampai batas atas, tekan tombol start stopwatch.

6. Ketika larutan NaCl sampai batas bawah, tekan tombol stopwatch dan mencatat

waktunya, mengulangi percobaan selama 5 kali.

7. Mengulangi langkah 3-6 dengan menggunakan larutan NaCl 8%, 12%, 16%, 20%.

VI. HASIL PERCOBAAN

larutan Waktu (t dalam sekon)

1 2 3 4 5

Aquades

NaCl 4%

NaCl 8%

NaCl 12%

NaCl 16%

NaCl 20%

Page 4: eksperimen fisika 1

4 Praktikum Experimen Fisika I

VII. ANALISA DATA

a. Analisa Kuantitatif

- Menentukan nilai

=ρNaCl. tNaCl

ρaquades. taquades x

aquades

- Menentukan kesalahan pengukuran

∆ =∑|̅ −

n|

n

b. Analisa Kualitatif

- Prinsip kerja

- Pembahasan grafik hubungan antara konsentrasi NaCl dengan waktu alir dan

konsentrasi NaCl dengan viskositas NaCl,

- Analisa hasil percobaan

VIII. PEMBAHASAN

- Prinsip dasar

- Fungsi-fungsi alat yang digunakan saat percobaan

- Analisa kesesuaian hasil percobaan dengan teori, jika ada perbedaan alasannya

kenapa

IX. KESIMPULAN

Menjawab tujuan dari percobaan

Page 5: eksperimen fisika 1

5 Praktikum Experimen Fisika I

2. TEGANGAN PERMUKAAN ZAT CAIR

I. JUDUL : Tegangan Permukaan Zat Cair

II. TUJUAN : Menentukan besar tegangan permukaan air (air aki merk flying star)

dan Ethanol (Alkohol 96%)

III. DASAR TEORI

Sebuah jarum yang memiliki densitas beberapa kali dari densitas air dapat diam di

atas permukaan air. Serangga air dapat berjalan di atas permukaan air, kaki mereka membuat

lekukan pada permukaan air tetapi tidak masuk ke dalamnya. Fenomena yang terjadi dalam

kehidupan sehari-hari tersebut merupakan contoh peristiwa tegangan permukaan.

Gambar 2.1 Serangga di Atas Permukaan Air

(Sumber: andreasap.multiply.com)

Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zar cair cenderung untuk menegang,

sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal ini dipengaruhi oleh adanya gaya

kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adhesiv berlaku bahwa besar gaya kohesinya

lebih kecil daripada gaya adhesinya dan pada zat yang non-adesiv berlaku sebaliknya.

Tegangan permukaan cairan didefinisikan sebagai gaya per satuan panjang yang

bekerja di sepanjang permukaan cairan. Molekul-molekul cairan memberikan gaya tarik satu

dengan lainnya. Ada gaya total yang besarnya nol pada molekul di dalam volume cairan tetapi

molekul permukaan ditarik ke dalam volume. Karena adanya gaya total yang arahnya ke dalam

cairan, maka cairan yang terletak di permukaan cenderung memperkecil luas permukaannya

dengan menyusut sekuat mungkin. Hal ini yang menyebabkan lapisan cairan pada permukaan

seolah-olah tertutup oleh selaput elastis yang tipis.

Tetesan air hujan yang jatuh bebas berbentuk bola karena bentuk bola memiliki luas

permukaan yang lebih kecil untuk volume tertentu dibandingkan dengan bentuk-bentuk yang

lainnya.

Page 6: eksperimen fisika 1

6 Praktikum Experimen Fisika I

Gambar 2.2 Tetesan Air Hujan Berbentuk Bola

(Sumber: cahyasuciw21.blogspot.com)

Gambar 2.3 Tegangan Permukaan Pada Kawat Berbentuk U

(Sumber: landasanteori.blogspot.com)

Pada gambar di atas sebuah kawat dilekukkan membentuk huruf U, dan kawat yang

kedua sebagai peluncur diletakkan pada ujung-ujung kawat berbentuk U. Ketika perangkat

sederhana itu dimasukkan ke dalam larutan sabun dan dikeluarkan, maka akan membentuk

lapisan cairan. Lapisan memberikan gaya tegangan permukaan yang menarik peluncur dengan

cepat menuju bagian atas kawat berbentuk U (jika berat peluncur tidak terlalu besar). Ketika

peluncur ditarik ke bawah sehingga memperbesar luar lapisan, molekul-molekul akan bergerak

dari bagian dalam cairan ke dalam lapisan permukaan. Lapisan permukaan tidak teregang

dengan mudah seperti lembaran karet, sebaliknya lebih banyak permukaan dibentuk oleh

Page 7: eksperimen fisika 1

7 Praktikum Experimen Fisika I

molekul-molekul yang bergerak dari bulk cairan.Untuk mempertahankan peluncur berada pada

kesetimbangan, diperlukan gaya ke bawah F = w + T. Dalam kesetimbangan, F sama dengan

gaya tegangan permukaan yang diberikan lapisan sabun pada peluncur. Anggap ℓ panjang dari

peluncur kawat. Lapisan cairan itu memiliki dua sisi permukaan, sehingga gaya F bekerja pada

panjang total 2ℓ. Tegangan permukaan (surface tension) dalam lapisan didefinisikan sebagai

perbandingan antara gaya tegangan permukaan F dengan panjang d di mana gaya bekerja.

d

Fγ (1)

Dalam hal ini d = 2 ℓ maka,

2

Fγ (2)

di mana F = m g

Tegangan permukaan adalah gaya per satuan panjang. Satuannya dalam SI adalah

newton per meter (N/m), tetapi satuan cgs lebih sering digunakan.

1 dyne/cm = 10-3 N/m = 1 mN/m.

Tabel 2.1 Nilai Tegangan Permukaan Cairan Berdasarkan Percobaan.

Cairan yang bersentuhan

dengan udara 1 atm

Suhu (0C) Tegangan permukaan

(mN/m atau dyne/cm)

Benzena 20 28.9

Karbon tetraklorida 20 26,8

Etanol 20 22,3

Gliserin 20 63,1

Raksa 20 65,0

Minyak zaitun 20 32,0

Air sabun 20 25,0

Air 0 75,6

Air 20 72,8

Air 60 66,2

Air 100 58,9

Oksigen -193 15,7

Neon -247 5,15

Helium -269 0,12

Page 8: eksperimen fisika 1

8 Praktikum Experimen Fisika I

Nilai terendah dari tegangan permukaan terjadi dalam cairan gas mulia neon dan

helium, di mana gaya tarik menarik antara atom-atomnya sangat lemah. (Untuk alasan yang

sama, unsur-unsur tersebut tidak membentuk senyawa.) Umumnya tegangan permukaan fluida

mengalami penurunan saat terjadi kenaikan suhu, tabel diatas memperlihatkan sifat ini untuk

air. Suhu berhubungan dengan energi gerak molekul dalam bahan. Saat suhu bertambah dan

molekul cairan bergerak lebih cepat, pengaruh interaksi antar molekul akan berkurang pada

gerakannya dan tegangan permukaan akan berkurang.

Nilai tegangan permukaan air pada saat bersentuhan dengan udara pada suhu yang

berbeda secara lebih detail dapat dilihat pada tabel berikut ini:

Tabel 2.2 Nilai Tegangan Permukaan Air Terhadap Suhu

(sumber: Vargaftik, 1983:819)

Suhu (0C) Tegangan permukaan

(mN/m atau dyne/cm)

5 74,95

10 74,23

15 73,50

20 72,75

25 71,99

30 71,20

35 70,41

40 69,60

45 68,78

50 67,94

55 67,10

60 66,24

65 65,36

70 64,47

75 63,58

80 62,67

85 61,75

90 60,62

Page 9: eksperimen fisika 1

9 Praktikum Experimen Fisika I

95 59,87

100 58,91

Sedangkan nilai tegangan permukaan ethanol berdasarkan suhu adalah sebagai

berikut:

Tabel 2.3 Nilai Tegangan Permukaan Ethanol Terhadap Suhu

(sumber: Ghahremani, 2011: 216)

Suhu (0C) Tegangan permukaan

(mN/m atau dyne/cm)

0 24,05

10 23,22

20 22,39

30 21,55

40 20,72

50 19,89

60 19,06

70 18,23

“Pada dasarnya tegangan permukaan suatu zat cair dipengaruhi oleh beberapa faktor

diantaranya suhu dan zat terlarut. Keberadaan zat terlarut dalam suatu cairan akan

mempengaruhi besarnya tegangan permukaan terutama molekul zat yang berada pada

permukaan cairan berbentuk lapisan monomolekular yang disebut molekul

surfaktan”(Giancoli, 2001). Menurut Francis (1994: 314), “Tegangan Permukaan suatu zat cair

yang bersentuhan dengan uapnya sendiri atau udara ternyata hanya bergantung pada sifat zat

cair itu dan suhunya.”

Menurut Victor (1993: 19), “Kegiatan tegangan permukaan adalah menaikkan

tekanan di dalam tetes kecil cairan atau di dalam jet kecil cairan.”

F

Page 10: eksperimen fisika 1

10 Praktikum Experimen Fisika I

Gambar 2. 4 Gaya yang Bekerja Pada Tetes Cairan

Untuk tetes kecil yang berbentuk bola dengan jari-jari r seperti gambar di atas, gaya

yang bekerja adalah F = m g sehingga dapat dirumuskan:

d

gmγ (3)

di mana d adalah keliling dari ujung luar pipa yang meneteskan cairan dan berjari-jari r.

Sehingga d dapat dirumuskan:

d = 2 π r (4)

Berat tetesan cairan yaitu m g = ρ V g

Sehingga tegangan permukaan dapat dirumuskan:

rπ2

gVργ (5)

di mana:

γ = tegangan permukaan (N/m)

r = jari-jari luar ujung pipa (m)

ρ = massa jenis cairan (kg/m3)

V = volume satu tetesan (m3)

IV. Alat dan Bahan

1. Alat tegangan permukaan

2. Air (air aki merk flying star)

3. Etanol 96%

V. Prosedur Percobaan:

1. Isi buret dengan air.

2. Buka klem sehingga air menetes sedikit demi sedikit

3. Catat banyaknya tetesan air yang mengisi gelas ukur sebanyak 2cm3.

4. Ulangi percobaan sebanyak 10 kali.

5. Catat hasilnya pada tabel pengamatan.

6. Ulangi langkah nomor 1-6 untuk Ethanol

7. Ukur suhu bahan yang digunakan

Page 11: eksperimen fisika 1

11 Praktikum Experimen Fisika I

VI. HASIL PERCOBAAN

1. Air Suhu : 300C

No N NN 2NN

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Σ

2. Ethanol Suhu : 300C

No N NN 2NN

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Σ

Page 12: eksperimen fisika 1

12 Praktikum Experimen Fisika I

VII. ANALISA DATA

1. Analisis Kuantitatif

Teknik yang digunakan untuk menganalisis data yang diperoleh yaitu:

Mencari jumlah tetes rata-rata untuk air volume 2 cm3

n

totalNN

Ralat dari N : 1nn

NNΣNΔ

2

KR = 100%N

Mencari keseksamaannya: KR100%Ks

NΔNN terbaik

Mencari volume satu tetes air:

3cmN

2V

Ralat dari V : 22

2

22

NΔN

2NΔ

N

VΔV

KR = 100%V

ΔV

Mencari keseksamaannya: KR100%Ks

ΔVVVterbaik

Mencari nilai tegangan permukaan:

rπ2

gVργ

Ralat dari γ : 22

2

2

2

2

Δr3

2

r

γΔg

g

γΔV

V

γΔγ

22

2

2

2

2

2

Δr3

2

gVρΔg

rπ2

VρΔV

rπ2

KR = 100%γ

Δγ

Mencari keseksamaannya: KR100%Ks

Page 13: eksperimen fisika 1

13 Praktikum Experimen Fisika I

Δγγγ terbaik

2. Analisis Kualitatif

a. Membandingkan hasil secara percobaan disesuai dengan teori

b. Faktor penyebab perbedaan

VII. Pembahasan:

1. Prinsip kerja praktikum

2. Rumus mencari tegangan permukaan zat cair

3. Menyebutkan besar tegangan permukaan air dan etanol secara teori

4. Menuliskan besar tegangan permukaan secara percobaan

IX. Kesimpulan

1. Besarnya tegangan permukaan air (air aki merk flying star) berdasarkan percobaan

adalah (71,0±2,57)x10-3 N/m. Sedangkan besarnya tegangan permukaan Ethanol

(Alkohol 96%) berdasarkan percobaan adalah (21,2±0,809)x10-3 N/m

Page 14: eksperimen fisika 1

14 Praktikum Experimen Fisika I

3. SEL SURYA

I. JUDUL

Karakteristik Tegangan dan Arus Solar Sel

II. TUJUAN

1. Melakukan pengukuran karakteristik sel surya terhadap variabel intensitas

cahaya dan menggambarkannya dalam bentuk kurva hubungan I dan V.

2. Menentukan gaya gerak listrik (ggl) yang dihasilkan oleh sel surya.

3. Menentukan hambatan dalam (r) dari sel surya.

III. DASAR TEORI

Pada umumnya sel surya terbuat dari bahan semikonduktor. Salah satu bahan

sel surya adalah kristal silikon (c-Si). Bahan ini merupakan silikon murni (elektron

valensi 4) yang diberi pengotoran (impuriti) bervalensi 3 sehingga menjadi silikon tak

murni (kekurangan sebuah elektron). Silikon jenis ini kemudian diberi nama silikon

tipe-p. Sebuah silikon murni yang diberi pengotoran bervalensi 5 (kelebihan sebuah

elektron) juga menghasilkan silikon tipe-n. Sambungan kedua jenis silikon ini akan

membentuk persambungan (junction) PN. Pada batas sambungan akan timbul sebuah

celah energi atau energi gap (Eg) yang membatasi pita valensi dengan pita konduksi.

Pada semikonduktor c-Si, energi gap nya sebesar 1,11 eV, artinya bila elektron

pada pita valensi Si memperoleh energi foton yang lebih besar dari 1,11 eV maka

elektron tersebut akan mampu melewati celah energi dan berpindah menuju pita

konduksi (Beaser, 1992). Perpindahan elektron-elektron ini menyebabkan terjadinya

aliran elektron pada pita konduksi hingga terjadi aliran arus listrik.

Deskripsi matematis yang merupakan syarat agar elektron berpindah dari pita

valensi ke pita energi dinyatakan dalam bentuk :

EghvE ... (1)

dengan h = konstanta planck (6,63x10-34J) dan v = frekuensi cahaya yang jatuh pada

permukaan sel surya. Frekuensi ini dapat dinyatakan sebagai hubungan :

cv ... (2)

Untuk c = kecepatan gelombang cahaya (3x108m/s) dan = panjang gelombang

cahaya.

Page 15: eksperimen fisika 1

15 Praktikum Experimen Fisika I

Perpindahan elektron-elektron dari pita valensi ke pita konduksi menimbulkan

dua macam gerak pembawa muatan, yaitu gerak elektron-elektron pada pita konduksi

dan gerak hole (lubang) pada pita valensi dengan arah gerak kedua pembawa muatan

tersebut saling berlawanan.

Arus keluaran (I) serta tegangan (V) yang dihasilkan ketika sel memperoleh

penyinaran merupakan karakteristik setiap sel surya. Karakteristik ini selalu disajikan

dalam bentuk kurva hubungan I dan V. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

karakteristik sel surya dipengaruhi oleh intensitas cahaya dan suhu permukaan sel.

Arus keluaran (I) berbanding lurus dengan intensitas cahaya, sedangkan

tegangan (V) berubah secara logaritmik. Isc menyatakan arus hubung singkat dan Voc

menyatakan tegangan listrik rangkaian terbuka, arus dan tegangan maksimum terjadi

pada saat sel surya menghasilkan daya (jumlah watt) maksimum.

Bila dirunut secara matematis berdasarkan konsep Hukum Ohm, maka dapat

ditentukan besarnya kuat arus I yang mengalir dalam rangkaian yaitu :

r

vEssI

... (3)

Dengan Ess = ggl sel surya ketika dikenai cahaya. r = hambatan dalam sel surya. V =

beda tegangan yang besarnya diatur oleh hambatan geser (Rs) dan I = arus keluaran sel

surya.

Sebagai catatan, jika :

Rs besar, maka nilai EssVocV sehingga I-0

Rs kecil, maka nilai V=0 sehingga I=Isc

IV. ALAT DAN BAHAN

No. Nama Alat Bahan Gambar Jumlah

1. Lampu duduk 1 unit

2. Voltmeter 1 buah

3. Amperemeter 1 buah

4. Rheostat 1 buah

5. Kabel penghubung Secukupnya

Page 16: eksperimen fisika 1

16 Praktikum Experimen Fisika I

6. Sel Photovoltaic 1 unit

7. Luxmeter 1 buah

V. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Menyusun rangkaian seperti skema.

2. Menempatkan lampu didepan sel surya pada jarak 25cm.

3. Menyalakan lampu dengan intensitas tertentu.

4. Mengukur tahanan geser Rs hingga diperoleh arus dan tegangan sel surya.

5. Mencatat nilai tegangan yang terbaca pada voltmeter.

6. Mencatat nilai arus yang terbaca pada amperemeter.

7. Mengulang prosedur diatas dengan intensitas cahaya yang berbeda.

VI. HASIL PERCOBAAN

Voltase (v) Intensitas I = 700 lx Intensitas I = 1200 lx

Arus (mA) Arus (mA)

Sumbu x Sumbu y

0

0,05

0,1

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

Page 17: eksperimen fisika 1

17 Praktikum Experimen Fisika I

0,50

0,55

0,60

VII. ANALISA DATA

1. Analisa Kuantitatif

Penentuan hambatan dalam sel surya.

Isc

Essr

Dimana : Ess = ggl sel surya

Isc = arus keluaran sel ketika V=0 pada tiap intensitas cahaya

2. Analisa Kualitatif

a. Kurva hubungan I dan V

b. Analisa ggl sel surya dan pengaruhnya terhadap penambahan intensitas

cahaya.

c. Analisa hambatan dalam sel surya dan pengaruhnya dengan

penambahan intensitas cahaya.

VIII. PEMBAHASAN

1. Hasil

a. Ggl sel surya

Nilai ggl sel surya adalah ketika tidak ada arus yang mengalir pada

rangkaian sel surya. Besar ggl sel surya adalah 0,6V.

b. Hambatan dalam sel surya

Besarnya hambatan dalam sel surya adalah kk 34,017,0 .

c. Kurva karakteristik sel surya

Tabel :

Voltase (v) Intensitas I = 700 lx Intensitas I = 1200 lx

Arus (mA) Arus (mA)

Sumbu x Sumbu y

0

0,05

0,1

Page 18: eksperimen fisika 1

18 Praktikum Experimen Fisika I

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

2. Pembahasan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan diperoleh kurva

karakteristik sel surya seperti pada gambar yang telah digambarkan pada poin

hasil. Kurva tersebut memperlihatkan hubungan antara arus keluaran terhadap

tegangan sel surya untuk dua intensitas cahaya yang berbeda beda.

Dari kurva tersebut terlihat bahwa arus keluaran sel surya sebanding

dengan intensitas cahaya yang mengenai sel surya. Semakin besar intensitas

cahaya maka arus yang dihasilkan sel surya akan semakin besar. Arus listrik

yang dihasilkan cenderung konstan.

Untuk tegangan 0,6volt arus menurun tajam sehingga besarnya ggl sel

surya (Ess) adalah 0.6volt (tegangan maksimum yang dihasilkan sel surya

ketika sel surya disinari cahaya).

Berdasarkan kurva tersebut nilai ggl tidak dipengaruhi oleh intensitas

cahaya sedangkan nilai hambatan dalam sel surya tergantung pada intensitas

cahaya.

Berdasarkan praktikum, besar hambatan dalam sel surya adalah

kk 34,017,0 .

IX. KESIMPULAN

Menjawab tujuan

Page 19: eksperimen fisika 1

19 Praktikum Experimen Fisika I

1. FOTOMETRI

I. JUDUL : Fotometri Dengan Variasi Jarak (Lampu Tanpa Selubung)

II. TUJUAN :

Menentukan intensitas cahaya bohlam sebagai fungsi daya listrik yang diserap oleh

bohlam.

Mengetahui hubungan jarak dengan intensitas cahaya

III. DASAR TEORI

FOTOMETRI (PENGUKURAN CAHAYA).

Fotometri adalah : Suatu ilmu yang mempelajari bagian dari optik yang mempelajari mengenai

kuat cahaya(intensity) dan derajat penerangan(brightness)

Dalam fotometri dikenal besaran-besaran :

FLUX CAHAYA (F)

Definisi : Energi cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya per detik.

Satuan : Lumen.

INTENSITAS CAHAYA (I)/KUAT CAHAYA.

Intensitas cahaya adalah konsep dari konsentrasi lampu pada arah tertentu setiap detiknya. Hal

ini dilambangkan dengan symbol I. Satuannya adalah candela (cd).

Secara umum sebuah sumber lampu cahayanya tidak akan berpendar secara merata ke

semua arah. Tetapi bilamana kita membayangkannya sebagai sebuah kerucut yang runcing

dengan satu titik cahaya, maka pancaran cahayanya baru dapat tersebar secara merata. Dimana

konsentrasi cahaya pada kerucut tersebut ada sama dengan perpendaran cahaya pada kerucut

dibagi dengan permukaan kerucut yang digambarkan sebagai ruang sudut pada kerucut

tersebut. Hasilnya disebut sebagai intensitas cahaya (I), yang diukur dalam satuan candela

dalam lingkup bidang kerucut.

Sehubungan dengan fotometri, intensitas cahaya juga dapat didefinisikan sebagai Flux cahaya

yang dipancarkan oleh sumber cahaya per detik.

Satuan : Kandela atau

Untuk bola : Dv = 4p

Page 20: eksperimen fisika 1

20 Praktikum Experimen Fisika I

Maka : F = 4pI

KUAT PENERANGAN (E).

Definisi : Fluks cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya per satuan luas bidang yang

menerima cahaya tersebut. Penerangan pada sebuah titik diatas suatu permukaan berbanding

lurus dengan cosinus sudut antara cahaya jatuh dan arah normal. Hal ini disebut Hukum cosinus

dari Lambert.

Rumus : E = 2d

IE menurut LAMBERT.

Keterangan E = kuat penerangan (LUX)

d = jarak

I = kuat cahaya

Satuan : = Lux

1 LUX adalah Kuat penerangan suatu bidang, dimana tiap-tiap m2 didatangi oleh flux cahaya

1 Lumen.

IV. ALAT DAN BAHAN

1. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi :

a. Papan

b. Lampu

c. Generator

d. Penjepit buaya

e. Penggaris

f. Lux meter

g. Kabel

V. CARA KERJA

1. Menyiapkan alat dan bahan percobaan.

2. Mengukur intensitas cahaya sebelum lampu dinyalakan.

3. Memasang lampu pada tempatnya

4. Menghubungkan lampu dengan generator untuk menentukan tegangannya dengan

menggunakan jepit buaya.

Page 21: eksperimen fisika 1

21 Praktikum Experimen Fisika I

5. Meletakkan luxmeter pada tempatnya.

6. Menghubungkan generator pada arus listrik.

7. Gelapkan ruangan percobaan.

8. Menyalakan lampu.

9. Atur jarak luxmeter dan catat hasil nilai yang tertera pada luxmeter. (ulangi percobaan

sebanyak 4 kali dengan nilai tegangan yang berbeda-beda)

Gambar .Rancangan Alat Percobaan

VI. HASIL PERCOBAAN

Tabel hasil percobaan

Dengan V=120 volt

No Jarak (m) E (Lux)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Dengan v= 160 volt

Page 22: eksperimen fisika 1

22 Praktikum Experimen Fisika I

No Jarak (m) E (Lux)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

VII. ANALISA DATA

a. Analisa Kuantitatif

Masukkan data hasil percobaan kedalam tabel seperti dibawah ini:

No R (cm) R(m) E (Lux) x¯² ln E z=(1/R²)

1

2

3

4

Dst

Keterangan :

R = jarak lux meter denganlampu

E = angka yang terterapada lux meter

z = 1/R2

Page 23: eksperimen fisika 1

23 Praktikum Experimen Fisika I

1. Memasukkan data kedalam ms. Excel dengan menggunakan statistik linier, dengan

grafik kemudian menghasilkan persamaan liniernya dan nilai R2 (kuadrat jarak).

2.Membandingkan hasil yang didapat dari masing-masing percobaan.

b. Analisa Kualitatif

Prinsip kerja

Analisa hasil percobaan

Analisa grafik hasil percobaan

VIII. PEMBAHASAN

Prinsip dasar

Fungsi masing-masing alat percobaan

IX. KESIMPULAN