i

PEDOMAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

A. Kehadiran1. Praktikum harus diikuti sekurang-kurangnya 75% dari jumlah

total praktikum yang diberikan.2. Ketidakhadiran karena sakit harus disertai surat keterangan

resmi yang diserahkan kepada Petugas Lab.Fisika palinglambat dua minggu sejak ketidak-hadirannya. Jika tidak makayang bersangkutan tidak diperkenankan mengikuti praktikumsusulan sehingga nilai modul yang bersangkutan NOL.

3. Kehadiran 10 menit lebih awal dari jadwal yang telahditetapkan

4. Keterlambatan lebih dari 10 menit tidak dapat mengikuti tesawal

B.Persyaratan Mengikuti Praktikum1. Berprilaku, berpakaian sopan, dan tidak memakai sandal serta

menggunakan Jas Lab.2. Mengerjakan tugas-tugas pendahuluan3. Membuat skema tabel pengambilan data modul yang

bersangkutan4. Menyiapkan diri dengan materi praktikum yang akan

dilakukan. Mahasiswa yang kedapatan tidak siap untukpraktikum tidak diijinkan mengikuti praktikum dan nilai modulyang bersangkutan NOL.

C. Pelaksanaan Praktikum1. Mentaati tata tertib yang berlaku di Laboratorium Fisika2. Mengikuti petunjuk yang diberikan oleh asisten dan dosen

penanggung jawab praktikum3. Memelihara kebersihan dan bertanggung jawab atas keutuhan

alat-alat praktikum

ii

D. Penilaian1. Nilai praktikum ditentutan dari nilai Tugas Pendahuluan, Tes

Awal, Aktivitas, dan Laporan2. Nilai akhir praktikum dihitung dari rata-rata nilai praktikum

dan presentasi akhir.E. Praktikum Susulan dan Ulangan

1. Secara umum tidak diadakan praktikum susulan, kecuali bagiyang berhalangan praktikum karena sakit. Praktikum susulanakan dilaksanakan setelah praktikum reguler berakhir.

2. Praktikum yang tidak dapat dilaksanakan karena hari libur,kegagalan arys listrik PLN dsb., akan diberikan praktikumpengganti detelah seluruh sesi praktikum reguler selesai.

Bandung, Januari 2013

Koordinator Laboratorium Fisika

iii

DAFTAR ISI

Hukum Ohm .......................................................................... 1Hambatan Jenis ..................................................................... 4Ayunan Magnetik ................................................................... 10Osiloskop ............................................................................ 14Pemantulan dan pembiasan ................................................ 19Difraksi dan Deviasi Optika ................................................ 28

1

MODUL 1HUKUM OHM

1.1 TUJUAN1. Memperagakan pengukuran tegangan listrik.2. Memperagakan pengukuran arus listrik.3. Menginterpretasikan grafik tegangan dan arus.4. Menentukan besar hambatansuatu penghantar.

1.2 DASAR TEORIKuat arus listrik yang mengalir dalam suatu penghantar

(hambatan) besarnya sebanding dengan beda potensial (tegangan)antara ujung-ujung penghantar tersebut. Pernyataan tersebut dapatdituliskan: ∝ (1.1)

Jika kesebandingan tersebut dijadikan persamaan, dapat dituliskan:= (1.2)

yang disebut hukum Ohm. Dengan konstanta kesebandingan R,merupakan karakteristik internal hambatan penghantar yang tidakdipengaruhi oleh tegangan dan arus yang diberikan yang mana:V : Beda potensial kedua ujung penghantar (Volt).R : Besar hambatan (Ω).I : Kuat arus yang mengalir (Ampere).

1.3 METODE PERCOBAAN1.3.1 Alat dan Bahan

1. Catu Daya 1 buah2. Volt meter 1 buah3. Amperemeter 1 buah

34

KEPUSTAKAAN

1. Serway, R. “Physics for Scientists & Engineers with ModernPhysics”, James Madison University Harrison Burg, Virginia,1989.

2. Resnick & Haliday, “ Fisika Jilid I ” Erlangga (Terjemahan).3. Resnick & Haliday, “ Fisika Jilid II ” Erlangga (Terjemahan).4. Tipler, P. ”Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid I” Erlangga

(Terjemahan).5. Tipler, P. ”Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid II” Erlangga

(Terjemahan).

33

ke titik terang terdeviasi terdekat X adalah 50 cm, hitunglahindeks bias prisma, jika sudut pembias prisma adalah 600.

5.5 TUGAS AKHIRDifraksi Cahaya oleh Kisi

1. Hitunglah nilai d dari Persamaan (6.1).2. Hitunglah nilai rata-rata hasil pengukuran L dan X.3. Hitunglah sudut dengan persamaan:= tan (6.5)

4. Dengan nilai m = 1, hitunglah panjang gelombang cahayasesuai persamaan (6.2).

Deviasi Cahaya oleh Prisma1. Hitunglah indeks bias prisma sesuai Persamaan (6.4).2. Bandingkan hasil yang didapat dengan literatur!3. Berikan penjelasa mengenai jalannya sinar serta berikan

ulasan mengenai jarak dan dusut yang paling tepat untukmendapatkan cahaya pelangi yang baik!

2

4. Resistor 2 buah5. Hambatan geser 1 buah6. Kabel pengubung 8 buah

1.3.2 Prosedur Percobaan

Gambar 1.1 Rangkaian percobaan

1. Pasanglah rangkaian listriknya seperti Gambar 1.1 di atas danberitahukan kepada asisten lebih dahulu untuk diperiksasebelum rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumbertegangan.

2. Setelah diperiksa, aturlah saklar dalam posisi terhubung (ON).3. Atur ujung voltmeter pada hambatan geser dengan nilai

tertentu dan catatlah besarnya arus dan tegangan.4. Ulangi hingga 10 variasi nilai hambatan geser, catatlah

besarnya arus dan tegangan.5. Ulangi langkah 2-4 dengan variasi hambatan seri dan pararel.

1.4 TUGAS PENDAHULUAN1. Jelaskan bagaimana bunyi hukum Ohm?2. Apakah besar hambatan dipengaruhi oleh tegangan dan arus

yang diberikan?3. Buktikan Persamaan (1.1) di atas sesuai hukum Ohm!4. Apa yang dimaksud material Ohmic dan Non-Ohmic?5. Faktor apa sajakah yang mempengaruhi besar hambatan

suatu benda?

3

1.5 TUGAS AKHIR1. Buatlah grafik hubungan antara kuat arus (sebagai absis) dan

tegangan (sebagai ordinat) dari data yang telah anda peroleh!2. Tentukan besarnya hambatan berdasarkan grafik yang telah

Anda buat!3. Tentukan nilai hambatan berdasarkan hukum Ohm!4. Bandingkan nilai hambatan hasil perhitungan dari grafik,

berdasarkan5. hukum Ohm dan pengukuran langsung. Lakukan

pembahasan6. dan ambil kesimpulan!

32

Deviasi Cahaya oleh Prisma

Gambar 6.6: Skema pengukuran deviasi prisma1. Set up peralatan seperti Gambar 6.6.2. Pertama ambilah prisma sehingga berkas cahaya tertangkap

oleh layar berupa titik atau bulatan terang lalu tandailahdengan menggunakan pensil, dan catatlah jarak L antaraposisi prisma terhadap layar.

3. Kemudian pasanglah kembali prisma dan arahkan cahayapada salah satu sisi dari prisma maka titik terang tadisekarang akan bergeser atau terdeviasi.

4. Putarlah layar perlahan-lahan sehingga cahaya terdeviasipada layar mendekat ke titik terang awal yang sudahditandai, tandailah titik terang tadi saat jaraknya paling dekatdengan titik terang awal.

5. Kemudian ukurlah jarak kedua titik terang tersebut dancatatlah sebagai nilai X.

6. Lakukan percobaan tersebut diatas 5 kali.

5.4 TUGAS PENDAHULUAN1. Jelaskan apa yang dimaksud pembiasan, pemantulan,

dispersi, difraksi, interferensi dan deviasi!2. Jelaskan proses terjadinya pelangi!3. Buktikan Persamaan (6.3) dan (6.4)!4. Jika diketahui pada percobaan difraksi kisi, bahwa jarak kisi

ke layar L adalah 50 cm, sedangkan jarak titik terang pusatketitik terang pertama X adalah 1 cm,. Apabila kisi memiliki10000 celah tiap cm, hitunglah panjang gelombang cahayatersebut!

5. Jika diketahui pada percobaan deviasi prisma, jarak prismake layar L adalah 100 cm, sedangkan jarak titik terang awal

31

4. Penyambung rel 1 buah5. Kaki rel 2 buah6. Dudukan berjepit 3 buah7. Diafrahma 1 celah 1 buah8. Kisi difraksi. 1 buah9. Frame kisi 1 buah10. Prisma siku-siku 1 buah11. Prisma sama sisi 1 buah12. Busur dudukan prisma 1 buah13. Layar 1 buah14. Mistar 1 buah

5.3.2 Prosedur PercobaanDifraksi Cahaya oleh Kisi

Gambar 6.5: Skema pengukuran difraksi kisi

1. Set up peralatan seperti Gambar 6.5.2. Nyalakan sumber cahaya dan arahkan pada bagian tengah

kisi dan aturlah jarak L sehingga terbentuk pola interferensipada layar seperti Gambar 6.2.

3. Geser-geserkan kedudukan cahaya dan celah tunggal sampaidilayar terlihat adanya garis terang dan gelap yang palingtajam, ukur dan catatlah jarak L ini.

4. Ukur dan catat X yakni jarak pusat pola terang ke salah satuterang pertama, yang berada disebelah kanan atau sebelahkiri pusat terang.

5. Lakukan pengukuran ini sebanyak 5 kali percobaan agardiperoleh data yang baik.

4

MODUL 2HAMBAT JENIS

2.1 TUJUANMempelajari hubungan antara hambatan kawat penghantar

dengan panjang, luas penampang, dan jenis kawatnya.

2.2 DASAR TEORIPernahkah Anda memperhatikan laju kendaraan di jalan raya?

Di jalan seperti apa sebuah mobil dapat melaju dengan cepat? Adabeberapa faktor yang mempengaruhinya, diantaranya lebar jalan,jenis permukaan jalan, panjang jalan dan kondisi jalan. Jalan dengankondisi sempit dan berbatu akan mengakibatkan laju mobil menjaditerhambat. Sebaliknya, jalan yang lebar dan beraspal mulus dapatmengakibatkan laju mobil menjadi mudah. Ketika mobil dapatmelaju dengan cepat, dapat dikatakan bahwa hambatan jalannya kecildan sebaliknya, ketika laju mobil menjadi lambat karena faktor jalan,dapat dikatakan bahwa hambatan jalannya besar.

Kuat arus listrik dapat dianalogikan dengan laju mobil di atas.Kuat arus listrik akan kecil ketika melalui konduktor yang luaspenampangnya kecil, hambatan jenisnya besar, dan panjang.Sebaliknya, kuat arus listrik akan besar ketika melewati konduktoryang luas penampangnya kecil, hambatan jenisnya besar, danpendek. Ketika kuat arus listrik kecil, berarti hambatan konduktornyabesar dan sebaliknya, ketika kuat arusnya besar, berarti hambatankonduktornya kecil. Bukti percobaan menunjukkan bahwa luaspenampang, hambatan jenis, dan panjang konduktor merupakanfaktor-faktor yang menentukan besar kecilnya hambatan konduktoritu sendiri. Secara matematis, hambatan listrik sebuah konduktordapat ditulis sebagai berikut. = (2.1)

5

yang manaR : Hambatan konduktor.

: Hambat jenis konduktor.: Panjang konduktor.

A : Luas penampang konduktor.

Gambar 2.1. Penampang kawat

Jika penampang konduktor berupa lingkaran dengan jari-jari ratau diameter d, luas penampangnya memenuhi persamaan= = 14sehingga Persamaan (2.1) dapat dituliskan= = 4 (2.2)

Persamaan (2.1) atau (2.2) menunjukkan bahwa hambatan listrikkonduktor sebanding dengan panjang konduktor dan berbandingterbalik dengan luas penampang atau kuadrat jari-jari (diameter)konduktor. Hal ini menunjukkan bahwa semakin panjangkonduktornya, semakin besar hambatan listriknya. Di lain pihak,semakin besar luas penampangnya atau semakin besar jari-jaripenampangnya, hambatan listrik konduktor semakin kecil.

Selain itu, Persamaan (2.1) atau (2.2) juga menunjukkan bahwahambatan listrik konduktor bergantung pada hambatan jeniskonduktor. Semakin besar hambatan jenis konduktor, semakin besarhambatannya. Konduktor yang paling baik adalah konduktor yanghambatan jenisnya paling kecil. Di lain pihak, bahan yang hambatanjenisnya paling besar merupakan isolator paling baik. Hambatan jeniskonduktor bergantung pada suhunya. Semakin tinggi suhunya,

30

Gambar 6.3: Jenis-jenis prisma

Gambar 6.4: Pembiasan pada prisma menyebabkan cahaya terdeviasidengan sudut deviasi

Sudut deviasi adalah sudut yang dibentuk oleh perpanjanganberkas cahaya dating dan berkas cahaya yang keluar dari prismaseperti terlihat pada Gambar 6.4. Sudut deviasi minimum, adalahsudut deviasi terkecil yang bias dihasilkan oleh prisma. Saat terjadideviasi minimum berlaku persamaan:

1 sin2

= 2 sin2

(6.3)

yang mana n1 merupakan indeks bias medium, n2 indeks bias prisma,sudut deviasi minimum dan adalah sudut pembias prisma. Jika

n1 udara maka diperoleh persamaan:= sin2

sin2

(6.4)

Maka dengan mengukur deviasi minimum indeks bias prisma dapatdihitung.

5.3 METEODE PERCOBAAN5.3.1 Alat dan Bahan

1. Laser pointer 1 buah2. Lampu halogen 1 buah3. Rel optik berskala 2 buah

29

Gambar 6.1: Pola interferensi pada kisi

Gambar 6.2: Pola interferensi pada kisi

Deviasi Cahaya oleh PrismaSeperti balok kaca, prisma juga merupakan benda bening yang

terbuat dari kaca. Bentuknya bermacam-macam, diantaranya sepertiterlihat pada Gambar 6.3. Kegunaannya antara lain untukmengarahkan berkas cahaya, mengubah dan membalik letakbayangan serta menguraian cahaya putih menjadi warna spektrum(warna pelangi).

Anggaplah medium sekeliling prisma adalah udara. Berkascahaya yang memasuki prisma dengan sudut dating tertentu akandibiaskan dua kali. Pertama saat memasuki prisma dari udara, keduasaat akan keluar dari dalam prisma. Pada pembiasan pertama berkascahaya datang dibiaskan mendekati garis normal, sedangkan padapembiasan kedua berkas cahaya dibiaskan menjauhi garis normal.Seperti telah anda ketahui, ini terjadi karena indeks bias prisma lebihbesar dari indeks bias udara.

6

semakin tinggi hambatan jenis konduktor dan semakin tinggi pulahambatan konduktor tersebut. Pengaruh suhu terhadap hambatankonduktor dapat dituliskan dalam persamaan berikut= (1 + ∆ ) (2.3)yang manaR : Hambatan pada suhu akhir (Ω).R0 : Hambatan mula-mula (Ω).

: Koefisien hambat jenisΔ : Perubahan suhu (K).

Tabel 2.1 Hambatan jenis berbagai bahan pada suhu 200C

BahanHambat Jenis

( ) Koefisien Muai(K-1)

KonduktorPerakTembagaEmasAluminiumTungstenBesiPlatinaRaksaNikrom

SemikonduktorKarbonGermaniumSilikon

IsolatorKacaKaret padatan

1,59 x 10-8

1,68 x 10-8

2,44 x 10-8

2,65 x 10-8

5,60 x 10-8

9,71 x 10-8

10,6 x 10-8

98 x 10-8

100 x 10-8

(3-50) x 10-5

(1-500) x 10-3

0,1-60

109-1012

1013-1015

0,00610,00680,0034

0,004290,0045

0,006510,003927

0,00090,0004

-0,0005-0,05-0.07

2.3 METODE PERCOBAAN2.3.1 Alat dan Bahan

1. Voltmeter 1 buah2. Amperemeter 1 buah

7

3. Kabel penghubung 6 buah4. Papan rangkaian 1 buah5. Kawat konstan 1 gulung6. Kawat nikrom 1 gulung7. Jepit steker 4 buah8. Catu daya 1 buah

2.3.2 Prosedur Percobaan

Gambar 2.2: Set up alat percobaan hambat jenis

1. Persiapkan peralatan/komponen sesuai daftar alat/ bahan.2. Buat rangkaian seperti Gambar 2.2.3. Hubungkan catu daya ke sumber tegangan (alat catu daya

masih dalam keadaan mati).4. Hubungkan rangkaian ke catu daya (gunakan kabel

penghubung).5. Periksa kembali rangkaian.

Langkah Percobaan1. Pilih panjang kawat 1 L dengan cara memasang ujung kabel

B masuk ke jepit steker 2, (panjang kawat=jarak jepit steker1-2 = 1L).

28

MODUL 6DIFRAKSI DAN DEVIASI OPTIKA

5.1 TUJUAN1. Menentukan panjang gelombang cahaya lampu berdasarkan

peristiwa difraksi oleh kisi difraksi.2. Menentukan sudut deviasi minimum prisma.3. Menentukan indeks bias prisma.

5.2 DASAR TEORIDifraksi Cahaya oleh Kisi

Kisi difraksi dapat digunakan untuk menentukan panjanggelombang sebuah sumber cahaya. Kisi difraksi merupakan lapisantipis yang terdiri dari banyak sekali celah yang dibuat dengan alatyang sangat teliti, sehingga jika kita lihat dengan mata biasa, celah-celah yang sangat bayak itu tidak akan terlihat. Celah-celah pada kisitersebut memiliki jarak yang sama satu sama lain dan jumlah daricelah (grating) biasanya sangat banyak mencapai 1000 sampai10.000 setiap milimeternya. Artinya dalam 1 milimeter terdapat celahsejumlah 1000 sampai 10.000 buah. Dengan demikian jika jarakantar celah disimbolkan dengan d dan konstanta kisi sama dengan N,maka: = 1

(6.1)

Sumber-sumber difraksi tersebut akan saling berinterferensi satusama lain sehingga menimbulkan pola interferensi pada layar sepertipada Gambar 6.2. Pola interferensi akan mengikuti persamaanberikut: sin = (6.2)dalam percobaan kita ambil n = 1. Dari persamaan tersebut kita dapatmenghitung panjang gelombang sumber cahaya jika sudut dan ddiketahui.

27

Pembiasan Lensa Cembung Metode Gauss1. Buatlah grafik 1=s dan 1=s’, kemudian tentukan jarak

fokusnya!2. Bandingkan dengan perhitungan langsung dan rambatan

kesalahannya.3. Tentukan ketelitian percobaan anda!

Pembiasan Lensa Cekung Metode Gauss1. Buatlah grafik 1=s dan 1=s’, kemudian tentukan jarak

fokusnya!2. Bandingkan dengan perhitungan langsung dan rambatan

kesalahannya.3. Tentukan ketelitian percobaan anda!

Pembiasan Lensa Cembung Metode Bessel1. Tentukan besar jarak fokus sesuai Persamaan (5.4)!2. Tentukan ketelitian percobaan anda!

8

2. Tutup saklar S (posisi 1), kemudian baca tegangan dan kuatarus yang mengalir pada kawat. Catat hasilnya ke dalamtabel pada hasil pengamatan.

3. Buka saklar S (posisi 0), kemudian pindahkan ujung kabel Bke jepit steker 3 (panjang kawat = jarak jepit steker 1 - 3 =2L).

4. Tutup saklar S (posisi 1). Kemudian baca tegangan dan kuatarus yang mengalir pada kawat.

5. Ulangi langkah 3 dan 4 dengan memindahkan ujung kabel Bke jepit steker 4 (panjang kawat = 3L). Catat hasilnya kedalam tabel hasil pengamatan.

6. Ulangi langkah 1-5 dengan memvariasikan tegangan padacatu daya.

7. Sekarang gunakan dua kawat nikrom dan ulangi langkah 1-5dan catat hasilnya dalam tabel hasil pengamatan.

8. Ganti kawat nikrom dengan kawat konstan, kemudianlakukan langkah 1-6.

2.4 TUGAS PENDAHULUAN1. Buktikan Persamaan (2.1)!2. Faktor apa sajakah yang mempengaruhi besar hambat jenis

(resistivitas) kawat?3. Apakah besar tegangan dan arus listrik mempengaruhi

hambat jenis? Jelaskan!4. Apa yang dimaksud material ohmic dan material non-ohmic?

2.5 TUGAS AKHIR1. Buatlah grafik hubungan tegangan V dan arus I dari data

percobaan!2. Dari grafik yang dihasilkan tentukan besar hambatan R dan

kesalahannya!

9

3. Tentukan hambat jenis kawat nikrom dan kawat konstandengan Persamaan (2.1) dan bandingkan hasil tersebutdengan literatur!

4. Simpulkan hasil yang diperoleh dalam percobaan!

26

3. Ukur dan catat jarak benda ke lensa (a cm).4. Dengan jarak L yang tetap, gerakkan lensa hingga

mendapatkan bayangan terang ke dua yang nampak padalayar.

5. Ukur dan catat jarak benda ke lensa (b cm).6. Ulangi langkah 2 - 5 untuk L yang berbeda beda hingga 5

kali pengukuran.7. Tulis perolehan data eksperimen anda ke tabel yang sudah

tersedia.

5.4 TUGAS PENDAHULUAN1. Jelaskan sifat bayangan dari cermin datar dan cermin

cembung!2. Apakah panjang gelombang dan cepat rambat cahaya

berubah ketika terjadi pemantulan? Jelaskan pula untukpembiasan cahaya!

3. Jelaskan hukum Snellius untuk pembiasan!4. Jika sebuah cermin cekung memiliki jarak fokus 20 cm,

maka jelaskan sifat bayangan untuk:a) Jarak benda 10 cm.b) Jarak benda 20 cm.c) Jarak benda 25 cm.d) Jarak benda 40 cm.

5. Jelaskan aplikasi lensa cembung dan lensa cekung!

5.5 TUGAS AKHIRPemantulan Cermin Cekung

1. Buatlah grafik 1=s dan 1=s’, kemudian tentukan jarakfokusnya!

2. Bandingkan dengan perhitungan langsung dan rambatankesalahannya.

3. Tentukan ketelitian percobaan anda!

Pemantulan Cermin Cembung1. Hitunglah jarak fokus dari nilai jari-jari kelengkunganya.2. Tentukan kesalahan dan ketelitian percobaan anda!

25

Pembiasan Lensa Cekung Metode Gauss

Gambar 5.11. Set up alat pembiasan lensa cekung metode Gauss

1. Set up peralatan seperti Gambar 11.11, aturlah posisi layar 1sehingga terbentuk bayangan terang pada layar 1, tandaiposisi laya r tersebut.

2. Pasang lensa cekung (-) diantara lensa cembung (+) dan layar1,sehingga bayangan menjadi kabur pada layar 1, kemudiangeserlah layar sampai terbentuk bayangan terang dan catatlahposisi layar sebagai posisi layar 2.

3. Ukur dan catat jarak lensa cekung (-) terhadap posisi layarawal (layar 1) sebagai jarak benda maya –s, serta ukur dancatatlah jarak lensa cekung terhadap posisi layar setelahdigeser (layar 2) sebagai jarak bayangan nyata s’.

4. Ulangi langkah 1-3 untuk posisi lensa cekung yang berbeda-beda.

Pembiasan Lensa Cembung Metode Bessel

Gambar 5.12: Set up alat pembiasan lensa cembung metode Bessel

1. Set up peralatan seperti Gambar 5.12.2. Ambil sembarang jarak L,gerakkan lensa untuk mendapatkan

bayangan terang pertama yang nampak pada layar.10

MODUL 3AYUNAN MAGNETIK

3.1 TUJUANMenentukan besar gaya magnet yang timbul pada kumparan

berarus yang ditempatkan pada medan magnet.

3.2 DASAR TEORIPenghantar yang dialiri arus listrik terletak di dalam medan

magnet akan mengalami gaya yang besarnya dapat dinyatakan dalampersamaan berikut: = sin (3.1)yang manaF : Gaya magnetik (N)B : Besar medan magnet (Tesla)

: Kuat arus (Ampere): Panjang kawat (meter): sudut yang dibentuk oleh B dan

Jika kita memiliki sebuah kawat berarus bermassa m, dan beradadalam medan magnet maka pada kawat tersebut akan bekerja gaya-gaya sebagai berikut:

Gambar 3.1. Gaya-gaya yang bekerja pada kumparan

Berdasarkan Gambar 3.1, maka besarnya gaya magnet yangbekerja pada kumparan adalah:

11

= tan (3.2)sehingga tan = (3.3)

yang mana m merupakan massa kawat dan g adalah percepatangravitasi bumi.

3.3 METODE PERCOBAAN3.3.1 Alat dan Bahan

1. Kit Ayunan Magnetik 1 paket2. Magnet U 2 buah3. Baterai 1.5 Volt 4 buah4. Kumparan 5 buah5. Tiang Pengait 2 buah6. Kabel penghubung 6 buah7. Amperemeter 1 buah8. Neraca Digital 1 buah

3.3.2 Prosedur Percobaan

Gambar 3.2. Set up alat

Percobaan 11. Rangkai alat-alat percobaan seperti pada Gambar 3.2.

24

2. Nyalakan sumber cahaya, aturlah posisi layar 1 sehinggaterbentuk bayangan terang.

3. Pasang layar 2 bersebelahan dengan sumber cahaya danletakkan cermin cembung diantara lensa + dan layar 1 sepertipada Gambar 5.9.

Gambar 5.9. Gambar langkah 3 percobaan cermin cembung

4. Aturlah posisi cermin cembung sehingga tampak bayanganterang pada layar 2.

5. Ukur dan catatlah jarak cermin cembung terhadap layar 1sebagai jari-jari kelengkungan cermin cembung R.

6. Ulangi langkah 2 - 5 untuk posisi lensa + yang berbeda-beda.

Pembiasan Lensa Cembung Metode Gauss

Gambar 5.10. Set up alat pembiasan lensa cembung metode Gauss

1. Set up peralatan seperti Gambar 5.10.2. Nyalakan sumber cahaya, aturlah posisi layar sehingga

terbentuk bayangan terang.3. Catat jarak lensa + ke sumber cahaya sebagai jarak benda s

dan jarak lensa + ke layar sebagai jarak bayangan nyata s’.4. Ulangi langkah 2 - 3 untuk posisi cermin yang berbeda.

23

9. Kertas grafik 1 lembar10. Cermin cembung 1 buah11. Cermin cekung 1 buah12. Lensa cembung 1 buah13. Lensa cekung 1 buah14. Catu daya 1 buah

5.3.2 Prosedur PercobaanPemantulan Cermin Cekung

Gambar 5.7. Set up percobaan pemantulan cermin cekung

1. Rangkai peralatan seperti Gambar 5.7.2. Nyalakan sumber cahaya, aturlah posisi layar sehingga

terbentuk bayangan terang.3. Catat jarak cermin cekung ke sumber cahaya sebagai

jarak benda s dan jarak cermin ke layar sebagai jarakbayangan nyata s’.

4. Ulangi langkah 2-3 untuk posisi cermin yang berbeda.

Pemantulan Cermin Cembung

Gambar 5.8. Set up alat percobaan cermin cembung

1. Set up peralatan seperti Gambar 5.8.

12

2. Ukur massa dan panjang kumparan, perhatikan skala nol alatukur sebelum digunakan dan posisi pengamatan untukmendapatkan data yang baik.

3. Pasang magnet di tengah tiang penyangga, sehingga magnetmengikuti huruf U yang berotasi 900.

4. Pasang kumparan pada tiang penyangga, sehingga kumparanmelewati bagian dalam magnet.

5. Amati apa yang terjadi pada kumparan dan amperemeter.Catat sudut simpangan terjauh yang dbentuk oleh kumparandan kuat arus listrik terbesar yang ditunjukan olehamperemeter.

6. Ulangi langkah 3-5 untuk hambatan yang berbeda.7. Buatlah grafik antara tan terhadap arus i, dan tentukan

besarnya medan magnet B dan gaya magnet F.

Percobaan 21. Ukur massa dan panjang kumparan, perhatikan skala nol alat

ukur sebelum digunakan dan posisi pengamatan untukmendapatkan data yang baik.

2. Pasang magnet ditengah tiiang penyangga, sehingga magnetmengikuti huruf U yang berotasi 900.

3. Pasang kumparan pada tiang penyangga, sehingga kumparanmelewati bagian dalam magnet.

4. Hubungkan kabel dengan hambatan 1 , catat kuat arus yangditunjukan oleh amperemeter.

5. Catat sudut simpangan terjauh yang dibentuk oleh kumparan.6. Ulangi langkah 3-5 untuk kumparan yang berbeda.7. Buatlah grafik antara tan terhadap panjang kumparan l dan

tentukan besarnya medan magnet B dan gaya magnet F.

13

3.4 TUGAS PENDAHULUAN1. Apa yang dimaksud dengan gaya magnetik?2. Bagaimana arah dari gaya magnetik yang timbul pada sebuah

kawat berarus yang diletakan di dalam medan magnet?3. Bagaimanakah besar gaya magnetik yang timbul pada suatu

kawat berarus yang ditempatkan pada medan magnet, jikakuat arus listrik diperbesar?

4. Bagaima na besar gaya magnetik yang timbul pada kawatberarusyang diletakan di dalam medan magnet, jika panjangkawat di perbesar?

5. Apakah kawat yang memiliki luas penampang homogen danheterogen akan menghasilkan gaya magnetik yang berbeda,jika kedua kawat tersebut dialiri oleh kuat arus danditempatkan dalam medan magnet yang sama? Jelaskan!

6. Bagaimana cara anda menentukan besar gaya magnetik untukpercobaan 1 dan 2? Apakah besar gaya magnetik yangdihasilkan dalam kedua percobaan tersebut sama?

3.5 TUGAS AKHIR1. Berdasarkan data hasil percobaan yang telah anda peroleh

dari percobaan 1 dan 2, bergantung pada apa sajakah gayamagnetik?

2. Berdasarkan data hasil percobaan 1 yang telah dilakukanbuat grafik hubungan tan dan arus i, dan tentukan besarmedan magnet B dan gaya magnetik F.

3. Berdasarkan data hasil percobaan 2 yang telah dilakukanbuat grafik hubungan tan dan panjang kumparan l, dan

tentukan besar medan magnet B dan gaya magnetik F.4. Bandingkan besarnya B dan F yang diperoleh dari percobaan

1 dan 2. Apakah terdapat perbedaan? Jelaskan!

22

Gambar 5.6. Pembiasan oleh lensa cekung

Metode GaussUntuk menghitung pembentukan bayangan dan juga perbesaran

cermin dalam optika geometrik digunakan rumus Gauss:= + ′ (5.2)

yang mana f adalah fokus cermin, s jarak sumber ke cermin dan s’jarak cermin ke bayangan. Selain itu hubungan antara fokus denganjari-jari cermin adalah f = R/2.

Metode Besseluntuk lensa cembung menggunakan Persamaan (5.2) denganmemodifikasi prosedur melalui dua kali pengukuran. Denganmenggunakan jarak antara benda dan layar L yang tetap akandibentuk 2 bayangan terang, sehingga Persamaan (5.2) yangdigunakan menjadi: = ( )( ) = (5.3)

5.3 METODE PERCOBAAN5.3.1 Alat dan Bahan

1. Mistar 30 cm 1 buah2. Rel optik berskala 2 buah3. Penyambung rel 1 buah4. Kaki rel 2 buah5. Duduka berjepit 6 buah6. Layar 1 buah7. Sumber cahaya 1 buah8. Pemegang cemin/lensa 1 buah

21

Gambar 5.4. Peristiwa pembiasan cahaya

Pembiasan oleh Lensa CembungLensa cembung biasa disebut juga lensa positif atau lensa

konvergen atau lensa konvex. Lensa cembung memiliki ciri tebal dibagian tengah. Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung:

1. Sinar sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.2. Sinar melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.3. Sinar datang melalui titik pusat optik tidak dibiaskan.

Gambar 5.5. Pembiasan oleh lensa cembung

Pembiasan oleh Lensa CekungLensa cekung biasa disebut juga lensa negatif atau lensa

divergen atau lensa concave. Lensa cekung memiliki ciri lebih tipispada bagian tengah. Sinar-sinar Istimewa pada lensa cekung:

1. Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan seolah-olah berasal darititik fokus.

2. Sinar datang seolah-olah menuju titik fokus dibiaskan sejajarsumbu utama.

3. Sinar datang melalui pusat optik tidak dibiaskan.

14

MODUL 4OSILOSKOP

4.1 TUJUAN1. Menerangkan bagian-bagian dan fungsi osiloskop, serta

mengetahui prinsip kerjanya.2. Menggunakan osiloskop untuk mengukur tegangan DC dan

AC (frekeuensi/periode, amplitudo dan tergangan puncak-ke-puncak /Vpp).

3. Menggambar Lissajous.

4.2 DASAR TEORIOsiloskop adalah alat yang digunakan untuk menganalisa

tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu, yangditampilkan pada layar. Dalam osiloskop terdapat tabung panjangyang disebut tabung sinar katode atau Cathode Ray Tube (CRT).Bagian-bagian pokok CRT seperti tampak pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Bagian-bagian pokok tabung sinar katoda

Keterangan:1. Pemanas/filamen.2. Katoda.3. Kisi pengatur.4. Anoda pemusat.5. Anoda pemercepat.6. Pelat untuk simpangan horisontal.7. Anoda untuk simpangan vertikal.8. Lapisan logam.9. Berkas sinar elektron.10. Layar fluorosensi.

15

Pengukuran tegangan menggunakan multimeter, maka tampilannilai tegangan pada multimeter dapat dianggap menunjukkan nilaitegangan yang sebenarnya. Tapi tidak halnya untuk sumber teganganAC. Karena seperti diketahui bahwa tegangan AC merupakantegangan dengan fungsi dari waktu. Oleh karena itu dikenal istilahtegangan maksimum dan tegangan efektif yang memenuhipersamaan: = = √ (4.1)

Untuk menghitung beda fase dari dua sinyal gelombang dapat dilakukancdengan mensuperposisikan dua sinyal gelombang tersebut.Pada osiloskopcdapat dilakukan dengan membuat gelombangLissajous. Dari Lissajousc (Gambar 4.2) yang terbentuk dapat

dihitung beda fase sebagai berikut sin = , sehingga = sin .

Gambar 4.2. Lissajous

4.3 METODE PERCOBAAN4.3.1 Alat dan Bahan

1. Osiloskop GOS 622G2. Function Generator FG-350.3. Kabel penghubung.4. Multimeter.5. Seperangkat baterai sebagai sumber arus DC.6. Kertas grafik (bawa sendiri).

20

2. Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbuutama.

3. Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkanmelalui titik itu juga.

Gambar 5.2. Pemantulan Cahaya oleh Cermin Cekung

Pemantulan Cahaya oleh Cermin CembungCermin cembung adalah cermin lengkung dengan lapisan cermin

di bagian luar. Cermin cembung bersifat menyebarkan cahaya(divergen). Sinar-sinar Istimewa pada cermin cembung:

1. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olahberasal dari titik fokus.

2. Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbuutama.Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermindipantulkan melalui titik itu juga.

Gambar 5.3. Pemantulan oleh Cermin Cembung

Pembiasan CahayaPembiasan cahaya adalah pembelokan arah rambat cahaya.

Pembiasan cahaya terjadi jika cahaya merambat dari suatu mediummenembus ke medium lain yang memiliki kerapatan yang berbeda.Hukum Snellius untuk pembiasan:sin = sin (5.1)

19

MODUL 5PEMANTULAN DAN PEMBIASAN

5.1 TUJUAN1. Melukis jalannya sinar pada pemantulan dan pembiasan

cahaya.2. Menentukan besar fokus cermin cekung dan cembung.3. Menentukan besar fokus lensa cekung dan cembung.

5.2 DASAR TEORIPemantulan Cahaya

Cahaya sebagai gelombang dapat memantul bila mengenai suatubenda. Pemantulan cahaya sesuai dengan hukum pemantulan yangdikemukakan oleh Snellius yaitu:

1. Sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satubidang datar.

2. Sudut datang ( ) = sudut pantul ( ).

Gambar 5.1 Pemantulan cahaya

Pemantulan Cahaya oleh Cermin CekungCermin cekung adalah cermin lengkung dengan lapisan

mengkilap pada bagian dalam. Cermin cekung memiliki sifatmengumpulkan cahaya (konvergen). Sinar-sinar istimewa padacermin cekung:

1. Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titikfokus.

16

4.3.2 Prosedur PercobaanMempelajari Bagian-bagian Osiloskop dan FungsinyaSecara rinci panel dan modus osiloskop terdiri dari:

1. Layar display.2. Tombol ON-OFF.3. Pengatur intensitas.4. Pengatur fokus.5. Sumber tegangan 2 Vp-p.6. Pemilih kecepatan horisontal.7. Penggeser gambar arah horizontal.8. Input Channel-1.9. Pengatur nilai skala vertikal Channel-1.10. Penggeser arah gambar vertikal Channel-1.11. Input Channel-2.12. Pengatur nilai skala vertikal Channel-1.13. Penggeser gambar vertikal Channel-1.14. Pemilih channel dan modus kerja osiloskop.15. Tombol AUTO harus selalu dalam keadaan tertekan.16. Pengatur TRIGGER harus selalu terputar habis ke kiri.

TP1: Mintalah pada assisten untuk menunjukan tiap bagian besertafungsinya!

Sebelum melakukan pengukuran lakukanlah langkah-langkah kerjasebagai berikut:

1. Hubungkan osiloskop dengan sumber arus PLN.2. Hidupkan osiloskop dengan saklar POWER yang ditandai

dengan menyalanya lampu indikator.3. Pilih LINE pada mode SOURCE, atur POSITION baik

VERTIKAL maupun HORISONTAL, atur FOKUS danINTENSITAS untuk mendapatkan gambar yang jelas.

4. Lakukan kalibrasi untuk memastikan bahwa osiloskoptersebut masih layak pakai.

Mengukur Tegangan Arus Searah (DC)TP.2: Ukurlah terlebih dulu dengan multimeter, batterey tunggal,terhubung seri dan terhubung parallel!

17

TP.3: Lakukan langkah-langkah berikut untuk mengukur teganganbaterai dengan menggunakan osiloskop.

1. Pilih mode SOURCE pada LINE.2. Pilh mode COUPLING pada DC.3. Pilih DC pada tombol AC-DC.4. Siapkan baterai yang akan diukur.5. Dengan kabel penghubung, hubungkan battery dengan CH-2.6. Hal yang perlu diperhatikan sebelum mengukur adalah

meletakkan nilai 0 pada layar sebaik mungkin.7. Variasikan VOLTS/DIV pada angka 1, 1.5, 2.8. Catat semua hasil pengukuran yang anda dapatkan.

Mengukur Tegangan ACTP.4: Lakukan langkah-langkah sebagai berikut untuk mengukurtegangan AC:

1. Pilih mode SOURCE pada LINE.2. Pilih mode COUPLING pada AC.3. Pilh AC pada tombol AC-DC.4. Hubungkan CH-2 dengan output pada Function Generator.5. Pilih bentuk grafik sinusoidal pada waveform Function

Generator.6. Mintalah persetujuan assisten sebelum anda menghidupkan

Function Generator.a) Untuk mendapatkan bentuk gelombang yang mudah

dianalisa aturlah frekuensi gelombang dengan modefrekuensi yang ada pada Function Generator.

b) Hitung Vmaks, Veff , dan Vp-p serta frekuensi danperiodenya. Variasikan VOLTS/DIV pada angka 1, 1.5, 2dan TIME/DIV pada angka 1, 1.5, 2.

7. Catat semua hasil yang anda dapatkan.

Menggambar Lissajous dan Menghitung Beda FaseTP. 5: Lakukan langkah seperti pada pengukuran tegangan AC hanyasaja tekan kembali tombol X-Y. Atur frekuensi yang didapatkan,sehingga di dapat gambar Lissajous yang paling baik dan mudahdianalisa. Gambar gelombang Lissajous yang anda dapatkan padakertas grafik yang anda bawa, analisa untuk mendapatkan beda fase.

18

4.4 TUGAS PENDAHULUAN1. Jelaskan bagaimana prinsip kerja dari tabung sinar katoda

sampai bisa terbentuk pola gelombang pada layar osiloskop!2. Tulis dan lukiskan persamaan gelombang sinus yang

merambat dalam arah sumbu x positif dan jelaskan masing-masing simbol yang digunakan!

3. Jelaskan arti istilah-istilah berikut:a) Amplitudo gelombang.b) Frekuensi gelombang.c) Periode gelombang.d) Fasa dan beda fasa.e) Tegangan puncak ke puncak (Vpp).

4. Apakah yang dimaksud dengan tegangan maksimum,tegangan effektif dan tegangan puncak ke puncak?

5. Jelaskan bagaimana bisa terbentuk gelombang Lissajous!

4.5 TUGAS AKHIR1. Bandingkan hasil pengukuran Anda dengan perhitungan

teori!2. Lukiskan bentuk gelombang yang Anda amati.

Bagaimanakah hubungan antara pengukuran menggunakanosiloskop dengan multimeter!

3. Hitung beda fase dari lukisan lisajous!