SURAT KETERANGANNomor:....../.....

SURAT KETERANGANNomor:....../.....

Yang bertanda tangan di bawah ini Kepala SMANegeri 1 Dawan, Klungkung menerangkan bahwa buku Rumus dan Konsep dasar Fisika SMA adalah benar ditulis oleh:

Nama : I Gusti Nyoman Susanta, S.Pd. NIP : 19670627 199002 1 001

dan telah digunakan sebagai pelengkap material pembelajaran di SMANegeri 1 Dawan, Klungkung .Demikian surat keterangan ini dibuat untuk digunakan seperlunya.

Dawan, 12 Desember 2009

Kepala SMANegeri 1 Dawan,

Drs. I Made PutraNIP. 19621231 198603 1

1

KATA PENGANTAR

Pertama-tama Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat yang dikaruniakan sehingga buku kecil ini dapat diwujudkan kehadapan para pembaca.

Buku kecil yang berisi Rumus-rumus Fisika SMA ini ditulis bukan bermaksud untuk dihapal oleh para siswa namun bertujuan untuk digunakan sebagai buku pendamping dalam mencari jawaban atau membuat penyelesaian soal-soal fisika. Rumus-rumus Fisika merupakan bahasa sains yang konsisten dalam menjelaskan fenomena alam dan sebagai bahasa universal yang berlaku dalam dunia ilmiah, untuk itu pemahaman pada konsep, asas, dan prinsip fisikamerupakan hal pertama yang harus dimengerti oleh para siswa, bukan dengan cara menghapal rumus-rumus.

Dalam menemukan jawaban soal-soal fisika, buku ini dapatdigunakan untuk memberi gambaran global dari rumus-rumus fisikadan dapat digunakan sebagai pendamping dalam melatih kemampuandalam menyelesaikan soal-soal fisika.

Dengan selesai penulisan buku ini penulis mengucapkan terimakasih kepada Drs.I Made Putra sebagai Kepala SMAN 1 Dawan,Klungkung, atas semua dukungannya, masukan dan sarannya. Demikianpula dari para sahabat guru khususnya guru fisika diucapkanterima kasih atas dukungan dan kerjasamanya.

2

Penulis menyadari bahwa diktat kecil ini masih jauh darisempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dankritik yang konstruktif dari semua pihak,demi penyempurnaannyakedepan. Sehingga nantinya lebih bermanfaat dan berdaya guna.

Semoga kehadiran Diktat ini dapat memenuhi tujuan penulisan dan bermanfaat bagi penggunanya.

Sebagai akhir kata penulis berharap semoga diktat ini bermanfaatbagi perkembangan pendidikan pada umumnya, dan pembelajaran matapelajaran Fisika pada khususnya.

Dawan , 18 desember 2009

I Gusti Noman Susanta, S.Pd

DAFTAR ISI

Surat Keterangan 1Kata Pengantar

2Daftar Isi 3

1. Besaran dan Satuan 4

3

2. Gerak Lurus9

3. Hukum Newton12

4. Memadu Gerak14

5. Gerak Rotasi16

6. Gravitasi 207. Usaha-Energi

218. Momentum-Impuls-Tumbukan

229. Elastisitas

2310. Fluida

24

11. Gelombang Bunyi26

12. Suhu dan Kalor30

13. Listrik Stattis33

14. Listrik Dinamis37

15. Medan Magnet43

16. Imbas Elektromagnetik47

17. Optika Geometri49

18. Alat-alat Optik53

19. Arus Bolak-balik55

20. Perkembangan Teori Atom58

21. Radioaktivitas61

22. Kesetimbangan Benda Tegar64

4

23. Teori Kinetik Gas69

24. Hukum Termodinamika71

25. Gelombang Elektromagnetik75

26. Optika Fisis77

27. Relativitas80

28. Dualisme Gelombang Cahaya81

BESARAN DAN SATUAN Ada 7 macam Besaran Pokok Berdimensi :

Ada 2 macam Besaran Tambahan Tak Berdimensi :

a. Sudut datar ----> satuan : radian

5

b. Sudut ruang ----> satuan : steradian

Satuan SI Satuan Metrik : MKS CGS

Dimensi ----> Primer ----> dan dimensi Sekunder ---> Jabaran

Guna dimensi untuk : Checking persamaan Fisika.

Dimensi dicari melalui ----> Rumus atau Satuan Metrik

Contoh :

Daya (P) =

NO. BESARAN RUMUS SATUANMETRIK (SI) DIMENSI

1 Kecepatan

2 Percepatan

3 Gaya

4 Usaha

5 Daya

6 Tekanan

7 Energi kinetik

8 Energi potensial

9 Momentum

10 Impuls

6

11 Massa Jenis

12 Berat Jenis

s =

13 Konst. pegas

14 Konst. grafitasi

15 Konst. gas

R =

16 Gravitasi

17 Momen Inersia

ANGKA PENTING

Angka Penting : Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran dengan alatukur, terdiri dari : Angka pasti Angka taksiran

Aturan :a. Penjumlahan / Pengurangan

Ditulis berdasarkan desimal paling sedikitContoh :

2,74818,41

------- + 11,1581 ------> 11,16

b. Perkalian / PembagianDitulis berdasarkan angka penting paling sedikitContoh :

4,756 110

--------- 0000

4756 4756 -------------- +

523,160 ----> 520

BESARAN VEKTOR

7

Besaran Skalar : adalah besaran yang hanya ditentukan oleh besarnya ataunilainya saja.

Contoh : panjang, massa, waktu, kelajuan, dan sebagainya.Besaran Vektor : adalah Besaran yang selain ditentukan oleh besarnya ataunilainya, juga ditentukan oleh arahnya.

Contoh : kecepatan, percepatan, gaya dan sebagainya.

Sifat-sifat vektor

1. + = + Sifat komutatif.

2. + ( + ) = ( + ) + Sifat assosiatif.

3. a ( + ) = a + a

4. / / + / / / + /

RESULTAN DUA VEKTOR

α = sudut antara A dan B

/ / =

arahnya :

8

Vektor sudut vx = v cos vy = v sin

V1 vx = v cos vy = v sin

V2 vx = v cos vy = v sin

V3 vx = v cos vy = v sin

Resultan / R / =

Arah resultan : tg =

Uraian Vektor Pada Sistem Koordinat Ruang ( x, y, z )

, , = masing-masing sudut antara

vektor A dengan sumbu-sumbu x, y dan z = x + y + z

atau = / x / + / y / + / z / / x / = cos / y / =

cos / z / = cos Besaran vektor A

9

dan , , masing-masing vektor satuan pada sumbu x, y dan z

GERAK LURUS

Vt = kecepatan waktu t detik S = jarak yang ditempuhVo = kecepatan awal a = percepatant = waktu g = percepatangravitasi

10

v0=0

h

Gr. Jth Bebas

vo=0 v? h1

h2

Variasi GLB

P Q

A B

A · B

P Q SP

A B SQ

11

v =

t =

v =

SP + SQ =

SA =

SP – SQ =

Gerak Lurus Berubah Beraturan

1. Kec. Rata-rata =

2. Percpatan Rata-rata

3. Kec Sesaat : ; ;

4. ; ;

5 Diketahui a(t)

6.

h = tinggi Vy = kecepatan terhadap sumbu y h1 = ketinggian pertama Vz = kecepatan terhadap sumbu zh2 = ketinggian kedua | | = kecepatan rata-rata mutlak SP = jarak yang ditempuh P |ā| = percepatan rata-rata mutlakSQ = jarak yang ditempuh Q ax = percepatan terhadap sumbu xAB = panjang lintasan ay = percepatan terhadapsumbu ySA = jarak yang ditempuh A az = percepatan terhadap sumbu zSB = jarak yang ditempuh B a(t) = a fungsi t

= kecepatan rata-rata V(t) = V fungsi t∆r = perubahan posisi V1 = kecepatan 1∆t = selang waktu Vx = kecepatan terhadap sumbu xr2 = posisi akhir

12

r1 = posisi awalt1 = waktu awal bergerakt2 = waktu akhir bergerakā = percepatan rata-rata∆V = perubahan rata-rataV2 = kecepatan 2

HUKUM NEWTON1. Hk. I Newton Hk. kelembaman (inersia) : Untuk benda diam dan GLB dan

2. Hk. II Newton GLBB

3. Hukum III Newton F aksi = - F reaksiAksi – reaksi tidak mungkin terjadi pada 1 benda

13

4. Gaya gesek (fg) : * Gaya gesek statis (fs) diam , bila F fsmaxdimana : fsmax = N.s

Sehingga nilai fs = F antara 0 dan fsmax * Gaya gesek kinetik (fk) bergerak ,bila F fsmax fk = N. kμs= koefisien gesek statis , μk= koefisien gesek kinetik N = gaya normal , α=sudut yang dibentuk gaya berat setelah diuraikanke sumbu

Arah selalu berlawanan dengan kecenderungan gerak benda/sistem.

N = w N = w – F sin N = w + Fsin N = w cos

. Statika : *

*

ΣFx = resultan gaya sumbu xΣFy = resultan gaya sumbu yΣF = resultan gayam = massaa = percepatanN = gaya normalμs= koefisien gesek statis μk= koefisien gesek kinetikW = gaya beratα=sudut yang dibentuk gaya berat setelah diuraikan ke sumbu

14

MEMADU GERAK (GERAK PELURU)

1. GLB – GLBB Vr = kecepatan resultan2. Gerak Peluru V 1 =

kecepatan benda 1Pada sumbu x GLB V2 = kecepatan benda 2Pada sumbu y GVA – GVB

Y

Vo

= tetap

15

X

= berubah teratur

X = jarak yang ditempuh benda pada sb x Y = jearak yang ditempuh benda pada sb y Vx = kecepatan di sumbu x

Syarat : V0 =kecepatan awal

Mencapai titik tertinggi t = waktu Jarak tembak max g = percepatan gravitasi

Koordinat titik puncak (XH, Ymax )

Jarak tembak max tidak berlaku jika dilempar dari puncak ; jadi harus pakai

GERAK ROTASIGERAK TRANSLASI GERAK ROTASI Hubungannya

Pergeseranlinier

S Pergeseran sudut s = . R

Kecepatan linier V Kecepatan sudut v = . RPercepatanLinier

A Percepatan sudut a = . R

Kelembamantranslasi( massa )

M Kelembamanrotasi(momen inersia)

I I = m.r2

Gaya F = m . a Torsi (momengaya)

= I . = F . R

16

Energi kinetik Energi kinetik -Daya P = F . v Daya P = . -Momentum linier p = m.v Momentum anguler L = I . -

PADA GERAK DENGAN PERCEPATAN TETAPGERAK TRANSLASI (ARAH TETAP) GERAK ROTASI (SUMBU TETAP)

vt = v0 + at t = 0 + .t S = vot + 1/2 a t 2 = 0t + 1/2 .t 2

vt 2 = v0

2 + 2 a.s t2 = 02 + 2.

s = jaraka = percepatanv = kecepatanR = jari–jari lintasanvt = kecepatan dalam waktu t detikvo = kecepatan awalt = waktu yang ditempuhωt = kecepatan sudut dalam waktu t detikωo= kecepatan sudut awal

Besarnya sudut :

= radian

S = panjang busurR = jari-jari

f . T = 1 f =

= atau = 2 f

v = R

v1 = v2, tetapi 1 2

17

v1 = v2, tetapi 1 2

A = R = C , tetapi v A v B v C

ar = atau ar = 2 R

Fr = m . atau Fr = m 2 R

1. Gerak benda di luar dinding melingkar

N = m . g - m . N = m . g cos - m .

2. Gerak benda di dalam dinding melingkar.

N = m . g + m . N = m . g cos + m .

18

N = m . - m . g cos N = m . - m . g

3. Benda dihubungkan dengan tali diputar vertikal

T = m . g + m T = m m . g cos + m

T = m . - m . g cos T = m . - m . g

4. Benda dihubungkan dengan tali diputar mendatar (ayunancentrifugal/konis)

T cos = m . g

T sin = m .

Periodenya T = 2

Keterangan : R adalah jari-jari lingkaran

5. Gerak benda pada sebuah tikungan berbentuk lingkaran mendatar.

19

N . k = m .

N = gaya normalN = m . g

GRAVITASI1. VEKTOR

20

2. VEKTOR

kuat medan gravitasi

3. massa bumi

4.

5.

6. HKE

F = gaya tarik-menarik antara kedua bendaG = konstanta gravitasim1 = massa benda 1m2 = massa benda 2R = jarak antara dua bendaEp = energi potensial gravitasiV = potensial gravitasiWAB = Usaha dari benda A ke BV1 = kecepatan benda 1V2 = kecepatan benda 2

USAHA–ENERGI _______________1. α = sudut kemiringan

v = kecepatan

2. W = usaha

F = Gaya

21

3. s = jarak Ep = EnergiPotenaial4. m = massa benda

g = percepatan gravitasi5. h = ketinggian benda dari tanah Ek =Energi Kinetik6. Em = Energi mekanik

7. HKE (Hukum Kekekalan Energi)

MOMENTUM–IMPULS–TUMBUKAN

1.P = momentum

m = massa

2.v = kecepatan

I = impuls

22

3.

F= gaya ∆t = selang waktu4. HKM (Hukum Kekekalan Momentum)

arah kekanan v + arah ke kiri v -

5. e = koefisien tumbukan (kelentingan)

6. Jenis tumbukan Lenting sempurna HKE

HKM Lenting sebagian HKM Tidak lenting sama sekali HKM

7. h1 = tinggi benda setelah pemantulan 1

ho = tinggi benda mula-mula8. hn = tinggi benda setelah pemantulan ke n

9.

ELASTISITAS

23

E hilang = Ek sebelum tumbukan – Ek sesudah tumbukan =

1. F =gaya pegas

k = konstanta pegas

2. luasan grafik F – x x = simpangan pada pegas

Ep = energi potensial3 susunan paralel

4. susunan seri

5.

F = gaya tekan/tarikLo = panjang mula-mulaA = luas penampang yang tegak lurus gaya F∆L = pertambahan panjangE = modulus elastisitasP = stressε = strain

FLUIDA24

Fluida Tak Bergerak

1.

2. pada 40C =

3.

4.

5.

6. Archimedes : Gaya ke atas yang bekerja pada benda besarnya sama denganjumlah (berat) zat cair yang dipindahkan.

7. Terapung (jika dibenamkan seluruhnya)

dalam keadaan setimbang

8. Melayang

9. Tenggelam

10. Kohesi (K)Adhesi (A)

25

11. Kapilaritas

Fluida Bergerak

1.

2. Kontinuitas

3. Bernoully

ρ = massa jenism = massav = volumeA = luas permukaanP = daya tekanh = ketinggian dari dasarQ = Debitρrelatif = massa jenis relatif

26

GELOMBANG BUNYIGETARAN

k = konstanta pegas1. W = berat x = perubahan panjang pegas F = gaya pegas y = simpangan2. Ep = energi potensial Emek =energi mekanik Ek = energi kinetik3. A = amplitudo t = waktu ω = kecepatan sudut4. m = massa T = periode k = konstanta5. l = panjang f = frekuensi λ = panjang gelombang Lo = panjang mula-mula6. ∆L = perubahan panjang n = nada dasar ke Vp = kecepatan pendengar Vs = kecepatan sumber bunyi

27

k =

f = - k.

Ep = ½ ky2

E mek = ½ kA2

Ek = ½ k (A2-y2)

v =

F = - k X

7. P = daya R1= jarak 1 R2 = jarak 28.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

GELOMBANG

mekanik refleksi gel. gel.

refraksi longitudinal transversal

interferensi Gelombang defraksi

polarisasi

gel.

1.

2.

28

elektromagnetik

y gel. berjalan =

3.

4.

5.

6.

7.

BUNYIGelombang Longitudinal

nada > 20.000 Hz (Ultrasonic) keras / lemah tergantungAmplitudoBunyi 20 Hz – 20.000 Hz

desah < 20 Hz (Infrasonic) tinggi/rendah tergantungFrekuensi

Nada Sumber

1. Dawai

ND

2 Pipa Organa Terbuka

3. Pipa Organa Tertutup

29

y diam ujung bebas

y diam ujung terikat

E = modulus young

v gas =

=

Sifat :

Refleksi (Pemantulan)

Resonansi

Interferensi (Percobaan Quinke) memperkuat

memperlemah

Pelayangan (beat) Beat

Efek Doppler

Intensitas

Taraf Intensitas (TI)

dB

30

ln =

f layangan =

SUHU DAN KALOR01. C R F K Td 100 80 212 373 C = celcius

R = reamur Air 100 80 180 100 F = fahrenheit

tk= suhu dalam kelvin Tb 0 0 32 273 t c = suhu dalam celsius

C : R : F = 5 : 4 : 9 tK = tC + 273

Contoh :

31

X Y Tb -20 40 X : Y = 150 : 200 = 3 : 4 60 ?

(60 + 20) + 40 = …

Td 130 240

enaikkan suhu

Sifat termal zat diberi kalor (panas) perubahan dimensi (ukuran)

ubahan wujud

02. Muai panjang. ∆L = perubahan panjang = koefisien muai panjang L = Lo . . t Lo = panjang mula-mula ∆t = perubahan suhu Lt = Lo ( 1 + . t ) Lt = panjang saat to

∆A = perubahan luas

Ao = luas mula-mula03. Muai luas. β= koefisien muai luas ∆V = perubahan volume A = Ao . . t Vo = Volume awal γ= koefisien muai volume At = Ao ( 1 + . t )

04. Muai volume.

V = Vo . . t Vt = Vo ( 1 + . . t )

= 2 } = Q = kalor = 3

m = massa

32

c= kalor jenis t = perubahan suhu05. Q = m . c. t H

= perambatan suhu

06. Q = H . t

07. H = m . c

08. Azas Black. T1

Qdilepas

Qdilepas = Qditerima

TA

Qditerima

T2

09. Kalaor laten Kalor lebur Q = m . Kl Kl = kalor lebur Kalor uap Q = m . Ku Ku = kalor uap

09. Perambatan kalor.

Konduksi Konveksi Radiasi

H = H = h . A . t I = e . . T4

A = luask = koefisien konduksil = panjang bahanh = koefisien konfeksiI = Intensitase = emitivitas bahanσ = konstanta BoltzmanT = suhu

33

LISTRIK STATIS

01.

= 9 x 10 9 Nm

2/Coulomb

2

0 = 8,85 x 10-12 Coulomb2 / newton m2

F = gaya Q1 = muatan benda 1 Q2 = muatan benda 2 R = jarak benda 1 ke 2

02.

E = kuat medan listrik Q = muatan R = jarak03. Kuat medan listrik oleh bola konduktor.

ER=0.

Er = kuat medan listrik di pusat bolaEs = kuat medan listrik di kulit bolaEp = kuat medan listrik pada jarak p dari pusat bola

04. Kuat medan disekitar pelat bermuatan.

34

σ = rapat muatan Ep = kuat medanlistrik

05.

Bila rA = maka -----

06.

V = potensial listrik

07.

08. POTENSIAL BOLA KONDUKTOR.

VO = VK =

09. HUKUM KEKEKALAN ENERGI

35

10.

11.

12.

13. atau

14. Susunan Seri.

- Qs = Q1 = Q2 = Q3 = .....

- Vs = Vab + Vbc + Vcd + Vde +.....

-

15. Susunan paralel.

- Vp = V1= V2 = V3

- Qp = Q1 + Q2 + Q3 + ..... - Cp = C1 + C2 + C3 + .....

36

16.

C = kapasitas listrikQ = muatan listrikV = beda potensialCo = Kapasitas dalam hampa udarad = jarak antar dua keepingA = luas masing-masing keepingK = konstanta dielektrikW = energi kapasitor

LISTRIK DINAMIS01.

02. dq = n.e.V.A.dt

Ampere

03. Ampere/m2

04.

37

05. R =

06. R(t) = R0 ( 1 + .t )

07. SUSUNAN SERI

i = i1 = i2 = i3 = .... VS = Vab + Vbc + Vcd + ... RS = R1 + R2 + R3 + ...

08. SUSUNAN PARALEL

VP = V1 = V2 = V3

i + i1 + i2 + i3 + ....

09. Jembatan wheatstone

RX . R2 = R1 . R3

38

10. AMPEREMETER/GALVANOMETER.

Ohm

11. VOLTMETER.

Rv = ( n - 1 ) Rd Ohm

. W = i 2 . r . t = V . i . t Joule 1 kalori = 4,2 Joule dan 1 Joule = 0,24 Kalori W = 0,24 i 2 . r . t = 0,24 V . i . t Kalori

13. (Volt -Ampere = Watt)

14. Elemen PRIMER : elemen ini membutuhkan pergantian bahan pereaksi setelahsejumlah energi dibebaskan melalui rangkaian luar misalnya : Baterai.

Pada elemen ini sering terjadi peristiwa polarisasi yaitu tertutupnyaelektroda-elektroda sebuah elemen karena hasil reaksi kimia yang mengendappada elektroda-elektroda tersebut.

Untuk menghilangkan proses polarisasi itu ditambahkan suatu zatdepolarisator. Berdasarkan ada/tidaknya depolarisator, dibedakan dua macam elemenprimer :

1. Elemen yang tidak tetap; elemen yang tidak mempunyai depolarisator,misalnya pada elemen Volta.

2. Elemen tetap; elemen yang mempunyai depolarisator. misalnya : pada elemen Daniel, Leclanche, Weston, dll.

b) Elemen SEKUNDER : Elemen ini dapat memperbaharui bahan pereaksinya setelahdialiri arus dari sumber lain, yang arahnya berlawanan dengan arus yangdihasilkan, misalnya : Accu.

39

Misalkan : Akumulator timbal asam sulfat. Pada elemen ini sebagai Katodaadalah Pb; sedangkan sebagai Anode dipakai PbO2 dengan memakai elektrolitH2SO4.

c) Elemen BAHAN BAKAR : adalah elemen elektrokimia yang dapat mengubah energikimia bahan bakar yang diberikan secara kontinue menjadi energi listrik. Misalkan : pada elemen Hidrogen-Oksigen yang dipakai pada penerbanganangkasa.

15. = ( Joule/Coulomb = Volt )

16.

17. disusun secara seri

18. disusun secara paralel

40

19. Susunan seri - paralel

20. TEGANGAN JEPIT K = i . R

21. Hukum Kirchhoff I ( Hukum titik cabang ) i = 0

i1 + i2 + i3 = i4 + i5

22. Hukum Kirchoff II ( Hukum rangkaian tertutup itu ) + i.R = 0

E : negatif

E : positif

arah arus berlawanan dengan arah loop diberi tanda negatif.

I = kuat arus Ro = hambatan mula-mula

41

q = muatan listrik α = koefisien suhut = waktu P = dayav = kecepatan electron r = hambatan dalamn = jumlah electron per satuan volume ε = GGLe = muatan electron n = jumlah rangkaian seriA = luas penampang kawat m = jumlah rangkaian paralel V = beda potensial Rd = hambatan dalamR = hambatan K = tegangan jepitρ = hambat jenis kawat Rv = tahanan depan

MEDAN MAGNET01. r

42

02.

03.

04. 05. Benda magnetik : nilai permeabilitas relatif lebih kecil dari satu. Contoh : Bismuth, tembaga, emas, antimon, kaca flinta. Benda paramagnetik : nilai permeabilitas relatif lebih besar dari padasatu. Contoh : Aluminium, platina, oksigen, sulfat tembaga dan banyak lagi garam-

garam logam adalah zat paramagnetik.

Benda feromagnetik : nilai permeabilitas relatif sampai beberapa ribu. Contoh : Besi, baja, nikel, cobalt dan campuran logam tertentu ( almico)

06. Rumus Biot Savart.

dB =

k = = 10-7

07. Induksi magnetik di sekitar arus lurus

B = .

H = = =

08. Induksi Induksi magnetik pada jarak x dari pusat arus lingkaran.

B = . atau B = .

09. Induksi magnetik di pusat lingkaran.

B = .

43

10. Solenoide Induksi magnetik di tengah-tengah solenoide :

Bila p tepat di ujung-ujung solenoide

11. Toroida

n =

12. Gaya Lorentz

F = B I sin

F = B.q.v sin 13.

Besar gaya Lorentz tiap satuan panjang

14. Gerak Partikel Bermuatan Dalam Medan Listrik lintasan berupa : PARABOLA.

percepatan :

Usaha : W = F . d = q . E .d Usaha = perubahan energi kin Ek = q . E .d

15. Lintasan partikel jika v tegak lurus E.

44

Kecepatan pada saat meninggalkan medan listrik.

Arah kecepatan dengan bidang horisontal :

16. Gerak Partikel Bermuatan Dalam Medan Magnet Lintasan partikel bermuatan dalam medan magnet berupa LINGKARAN.

jari-jari : R = 17. Momen koppel yang timbul pada kawat persegi dalam medan magnet = B.i.A.N.Sin

μr = permeabilitas relative a = jari–jari lingkaranμ = permeabilitas zat r = jarakB = induksi magnet I = kuat arusф = Fluks N = banyak lilitan H = kuat medan magnet l = panjang kawat A = luas bidang yang ditembus F = gaya Lorentzq = muatan listrik v = kecepatan partikelθ = sudut antara v dengan B R = jari-jari lintasan partikel

45

IMBAS ELEKTRO MAGNETIK Perubahan fluks : Eind = -N

Perubahan arus : Eind = -L

GGL IMBAS Induktansi timbal balik : Eind1 = -M , Eind2 =

-M

Kawat memotong garis gaya : E i n d = B.l.v sin

Kumparan berputar : Eind = N.B.A. sin t

L = N

L =

INDUKTANSI DIRI M = N2

, M = N1

M =

(Induktansi Ruhmkorff)

Ideal : Np : Ns = Is : Ip

TRANSFORMATOR Np : Ns = Ep : Es

Tidak ideal : Ps = Pp

Eind = GGL induksiN = banyak lilitanB = induksi magnetA = luas bidang permukaan/kumparanθ = fluks magnetL = induktansi diriI = kuat arusNp = banyak lilitan kumparan primer

46

Ns = banyak lilitan kumparan sekunderl = panjang solenoidaPp = Daya pada kumparan primerPs = daya pada kumparan sekunderEp = tegangan pada kumparan primerEs = tegangan pada kumparan sekunderω = kecepatan sudutM = induktansi Ruhmkorff

OPTIKA GEOMETRI Plato dan Euclides : adanya sinar-sinar penglihat.Teori melihat benda Aristoteles : Menentang sinar-sinar penglihat.

Al Hasan : Pancaran atau pantulan benda

Sir Isaak Newton : Teori Emisi “Sumbercahaya menyalurkan Partikel yang kecil dan ringan

berkecepatan tinggi.Christian Huygens : Teori Eter alam : cahaya pada dasarnyaSama dengan bunyi, merambat memerlukan medium.Thomas Young dan Augustine Fresnell : Cahaya dapat lentur dan berinterferensiJean Leon Foucault : Cepat rambat cahaya di zat cair lebih kecil daripada di udara.

TEORI CAHAYA James Clerk Maxwell :Cahaya gelombang elektromagnetik. Heinrich Rudolph Hertz : Cahaya geloimbang transversal karena Mengalami polarisasi.

Pieter Zeeman : Cahaya dapat dipengaruhi medan magnet yang kuat.Johannes Stark : Cahaya dapat dipengaruhi medan listrik

47

yang kuat. Michelson dan Morley : Eter alam tidak ada. Max Karl Ernest Ludwig Planck : Teori kwantum cahaya.

Albert Einstein :Teori dualisme cahaya. Cahaya se- bagai partikel dan bersifat gelombang

Merupakan gelombang elektromagnetik. Tidak memerlukan medium dalam perambatannya

Merambat dalam garis lurusSIFAT CAHAYA Kecepatan terbesar di dalam vakum 3.10 8 m/s Kecepatan dalam medium lebih kecil dari kecepatan di vakum. Kecepatan di dalam vakum adalah absolut tidak tergan- tung pada pengamat.

PEMANTULAN CAHAYA.

01.

02. M = - = / /

03. Cermin datar : R = sifat bayangan : maya, sama besar, tegak

n = - 1

04. cermin gabungan d = s1’ + s2

Mtotal = M1.M2

Cermin cekung : R = positif Mengenal 4 ruang Sifat bayangan : benda di Ruang I : Maya,tegak, diperbesar Benda di Ruang II : Nyata, terbalik, diperbesar Benda di Ruang III: Nyata, terbalik, diperkecil

48

Cermin cembung : R = negatif sifat bayangan : Maya, tegak, diperkecil

PEMBIASAN/REFRAKSI.

01. Indeks bias nbenda = nbenda > 1

n relatif medium 1 thdp medium 2 n12

=

02. benda bening datar n sin i = n’ sin r

03. kaca plan paralel (1) n sin i = n’ sin r (cari r)

(2) t =

04. Prisma (deviasi) umum (1) n sin i1 = n’ sin r1 (cari r1) (2)

= r1 + i2 (cari i2) (3) n’ sin i2 = n sin r2 (cari r2) (4) = i1 + r2 - minimum syarat : i1 = r2 > 10o sin ½ (min + ) =

> = 10o min =

05. Permukaan lengkung.

06. Lensa tebal (1)

(2)d = s1’ + s2

(3)

49

07. Lensa tipis

Cembung-cembung (bikonveks) R1 +, R2 -

Datar – cembung R1 = tak hingga , R2 -

Cekung – cembung R1 - , R2 -

Cekung-cekung (bikonkaaf) R1 - , R2 +

Datar – cekung R1 =tak hingga , R2 +

Cembung – cekung R1 + , R2 +

9. Lensa Konvergen (positif)

divergen (negatif) M =

- = / /

10. Kekuatan lensa (P) P = f dalam meter

P = f

dalam cm

n = banyak bayangan (untuk cermin datar) R = jari-jari bidang lengkungθ = sudut antara ke dua cermin λ = panjang gelombang cahayaf = jarak focus P = kekuatan lensas = jarak benda ke cermins’ = jarak bayangan ke cerminh = tinggi bendah’ = tinggi bayanganm = perbesaran bayangan

50

i = sudut datangr = sudut pantuln = indeks biasd = tebal kacat = pergeseran sinarβ = sudut pembiasδ = deviasi

ALAT-ALAT OPTIK Mata Emetropi (mata normal) pp = 25 cm ; pr =

Mata Myopi (mata dekat/rabun jauh) pp = 25 cm ; pr <

M A T A Mata Hipermetropi (rabun dekat) pp > 25 cm ; pr=

Mata Presbiopi (mata tua) pp >25 cm ; pr <

Kaca Mata lensa Negatif (Untuk orangMyopi)

s = dan s’ = -pr

KACA MATA Kaca Mata lensa Positif (Untuk orang hipermetropi) s = 25 cm dan s’ = -pp

51

Akomodasi max

P =

Ditempel dimata Tanpa Akomodasi

P =

LOUPE

Berjarak d cm dari mata D = -s’ + d D = daya akomodasi P =

Sd = titik baca normal d = s’oby + sok

Akomodasi max P =

MIKROSKOP d = jarak lensa obyektif - okuler

Tanpa Akomadasi d = s’oby + fok

P =

Akomodasi maxd = foby + sok

P =

TEROPONG BINTANG Tanpa akomodasi d = foby + fok

P =

Pp = titik jauh mataPp = titik dekat matas’ = jarak bayangans = jarak benda ke lup

52

P = kekuatan lensad = jarak lensa obyektif dengan lensa okuler

ARUS BOLAK-BALIKOsiloskop = mengukur tegangan maxE=Emax. Sin .tEefektif = yang diukur oleh voltmeterEmax = yang belum terukurEpp = dari puncak ke puncakω = frekwensi angulert = waktuVmax = tegangan maksimumImax = Arus maksimum

53

T = periode

Eefektif=

Iefektif= Iefektif = Imax{ }

Epp = 2.Emax

I. Resistor pada DC-AC

II. Induktor (L) pada DC-AC

Xl = reaktansi induktif

(satuan XL = ohm)

III. Capacitor pada DC-AC

C = kapasitas kapasitor Q=C.V

54

Xc = reaktansi kapasitif

XC =

(Satuan XC = 0hm)IV. R-L-C dirangkai seri

1.

2.

3. Gambar fasor

4.

5.

6.

7. Daya=Psemu.cos

Daya=Psemu.

Psemu = V.I (Volt Amper)a. RLC bersifat induktif

V mendahului I dengan beda fase b. RLC resonansi

Z = R kuat arus paling besar, karena hambatan total paling kecil.

55

c. RLC bersifat capasitifI mendahului V dengan beda fase

8. tg =

Z = Impedansiθ = sudut faseL = induktansi dirif = frekwensiT = periodeR = hambatan

56

PERKEMBANGANTEORI ATOM

- Atom-atom merupakan partikel terkecil dari suatu zat

- Atom-atom suatu zat tidak dapat diuraikan menjadi partikelYang lebih kecil.

- Atom suatu unsur tidak dapat diubah menjadi unsur lain.

- Atom-atom setiap zat adalah identik, artinya mempunyaiBentuk, ukuran dan massa yang sama.

DALTON - Atom suatu zat berbeda sifat dengan atom zat lain.

- Dua atom atau lebih yang berasal dari unsur-unsur yang berlainan dapat membentuk senyawa.

- Pada suatu reaksi atom-atom bergabung menurut perban-Dingan tertentu.

- Bila dua macam atom membentuk dua macam senyawaAtau lebih, maka perbandingan atom-atom yang sama dalam kedua senyawa itu sederhana.

KELEMAHANNYA.- Atom tidak dapat dibagi lagi bertentangan

dengan ekspe-Rimen.

- Dalton tidak membedakan pengertian atom dan molekul

Satuan molekul juga disebut atom.- Atom merupakan bola kecil yang keras dan padat

ber-Tentangan dengan eksperimen Faraday dan J.J Thomson

- Atom merupakan suatu bola yang mempunyai muatanPositif yang terbagi merata ke seluruh isi atom.

TEORI J.J THOMSON ATOM - Muatan positif dalam atom ini dinetralkan oleh elektron-

Elektron yang tersebar diantara muatan-muatan positifItu dan jumlah elektron ini sama dengan jumlah muatanPositif.

57

KELEMAHANNYA.- Bertentangan dengan percobaan Rutherford dengan

ham-Buran sinar Alfa ternyata muatan positif tidakmerata na-Mun terkumpul jadi satu yang disebut INTI ATOM.

- Atom terdiri dari muatan-muatan positif, di mana seluruh Muatan posoitif dan sebagian besar massa atom terkumpul ditengah-tengah atom yang disebut dengan INTI ATOM.

- Di sekeliling inti atom, pada jarak yang relatif jauh beredar

RUTHERFORD Lah elektron-elektron mengelilingi inti atom.

- Muatan inti atom sama dengan muatan elektron yang me-ngelilingi inti, sehingga atom bersifat netral.

KELEMAHANNYA.- Model atom ini tidak dapat menunjukkan

kestabilan atomAtau tidak mendukung kemantapan atom.

- Model atom ini tidak dapat menunjukkan bahwa spektrumAtom-atom Hidtrogen adalah spektrum garis tertentu.

Pengukuran massa elektron oleh : J.J. Thomson dengan percobaan Tetes Minyak Milikan.

SINAR KATODA Partikel bermuatan negatif

Sifat : - Bergerak cepat menurut garis lurus keluar tegak lurus dari katoda. - Memiliki energi - Memendarkan kaca - Membelok dalam medan listrik dan medan magnet.

MODEL ATOM BOHR DIBUAT BERDASARKAN 2 POSTULATNYA YAITU :

1. Elektron tidak dapat berputar dalam lintasan yang sembarang, elektron hanya dapat berputar pada lintasan tertentu tanpa memancarkan energi. Lintasan iniDisebut lintasan stasioner. Besar momentum anguler elektron pada lintasan

Stasioner ini adalah : mvr =

n disebut bilangan kwantum (kulit) utama.

58

2. Elektron yang menyerap energi (foton) akan berpindah ke lintasan yang ener-ginya tinggi, dan sebaliknya.

01. Ep = -k

02. Ek = - ½ k

03. Etotal = - ½ k

04. r =

05. r1 : r2 : r3 : … = 12 : 22 : 32 : …

06. R = tetapan Ridberg R =

1,097.107 m-1

Deret Lyman nA = 1 nB = 2, 3, 4 …. Deret Balmer nA = 2 nB = 3, 4, 5, …. Deret Paschen nA = 3 nB = 4, 5, 6, …. Deret Brackett nA = 4 nB = 5, 6, 7, …. Deret Pfund nA = 5 nB = 6, 7, 8, ….

max fmin nB = 1 lebihnya dari nA

min fmax nB =

Energi stasioner E =

05. Energi Energi Pancaran E = 13,6 (

eV E = h.f (J)

e = muatan electronr = jari-jari lintasan electronEp = Energi potensialEk = energi kineticn = bilangan kuantumr = jari-jari lintasan electronλ = panjang gelombangh = tetapan Planck

59

RADIOAKTIVITAS

Adanya Fosforecensi : berpendarnyabenda setelah disinari.

Dasar penemuan Adanya Fluorecensi : berpendarnyabenda saat disinari.

Penemu: Henry Becquerel

Menghitamkan film Dapat mengadakan ionisasi Dapat memendarkan bahan-bahan tetentuSifat-sifat Merusak jaringan tubuh Daya tembusnya besar

Sinar Macam sinar Sinar Penemu: Pierre Curie dan Marrie Curie Sinar

60

Urutan naik daya tembus: Sinar , Sinar , Sinar Urutan naik daya ionisasi: Sinar , Sinar , Sinar

x x x x x x x x x x xB x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

01. I = Io e-x

02. HVL nilai x sehingga I = ½ Io HVL =

03. ZXA N = A – Z

04. Deffect massa = (mproton + mnetron) – minti

05. Eikat inti = {(mproton + mnetron) – minti }.931 MeV m dalam sma = {(mproton + mnetron) – minti }.c2 m dalam kg ZXA Z-2XA-4 atau ZXA

Z-2XA-4 + 06. Hukum Pergeseran ZXA Z+ 1XA atau ZXA

Z+ 1XA +

Jika memancarkan tetap

07. T =

08. R = . N

09. N = No.2-t/T

10. D =

11. Ereaksi = (msebelum reaksi -msesudah reaksi ).931 MeV m dalam sma.

= (msebelum reaksi -msesudah reaksi ).c2 m dalam kg

12. Reaksi FISI Pembelahan inti berat menjadi ringan Terjadi pada reaktor atom dan bom atom Menghasilkan Energi besar < enerfi reaksi FUSI Dapat dikendalikan.

Reaksi FUSI Penggabungan inti ringan menjadi inti berat Terjadi pada reaksi di Matahari dan bom hidrogen

61

Tidak dapat dikendalikan.

Pencacah Geiger Muller (pulsa listrik) Tabung Sintilasi (pulsa listrik) 13. ALAT DETEKSI Kamar kabut Wilson (Jejak lintasan saja) Emulsi film

X = nama atom / unsurez = nomor atoma = nomor massap = protonn = netronm = massaT = waktu paruhN = jumlah inti yang belum meluruhNo = jumlah inti mula2λ = konstanta peluruhant = lamanya berdesintegrasiR = aktivitas radioaktif

KESETIMBANGAN BENDA TEGAR

Momen: Momen Gaya : =F.l.sin Momen Kopel : dua gaya yang sama besar tetapi berlawanan

arah, besarnya = F.d

Kesetimbangan Translasi : Fx=0,Fy=0 Kesetimbangan Rotasi : =0 Kesetimbangan translasi dan Rotasi : F=0, =0 Kesetimbangan Stabil (mantap) : Apabila gaya dihilangkan, akan kembali ke kedudukan semula.

Kesetimbangan (titik berat benda akan naik) Kesetimbangan Indeferen :

62

Gaya dihilangkan, setimbang di tempat berlainan (titik berat benda tetap) Keseimbangan labil : Apabila gaya dihilangkan, tidak dapat kembali semula. (titik berat benda akan turun)

TITIK BERAT BENDATitik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian bendasama ).a. Untuk benda linier ( berbentuk garis )

b. Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ), maka :

c. Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

Sifat - sifat:1. Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri, maka titik

beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut.2. Letak titik berat benda padat bersifat tetap, tidak tergantung pada posisi

benda.3. Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu ) maka

titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut.Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis, maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut.

ΣFx = resultan gaya di sumbu xΣFy = resultan gaya di sumbu yΣσ = jumlah momen gaya

Tabel titik berat teratur linierNama benda Gambar benda letak titik berat keterangan1. Garis lurus

x0 = l z = titik tengahgaris

63

2. Busur lingkaran

R = jari-jari lingkaran

3. Busur setengah lingkaran

Tabel titik berat benda teratur berbentuk luas bidang homogenNama benda Gambar benda Letak titik

beratKeterangan

1. Bidangsegitiga y0 = t t = tinggi

z = perpotongangaris-garisberatAD & CF

2.Jajarangenjang,Belah ketupat,Bujur sangkar Persegi panjang

y0 = t t = tinggiz = perpotongandiagonal AC danBD

3. Bidang juring lingkaran

R = jari-jari lingkaran

4.Bidangsetengah lingkaran

R = jari-jari lingkaran

Tabel titik berat benda teratur berbentu bidang ruang homogenNama benda Gambar benda Letak titik

beratKeterangan

64

1. Bidang kulit prisma z pada titik

tengah garis z1z2

y0 = l

z1 = titik berat bidangalasz2 = titik berat bidangatasl = panjang sisi tegak.

2. Bidang kulit silinder. ( tanpa tutup)

y0 = t

A = 2 R.t

t = tinggi silinderR = jari-jari lingkaranalasA = luas kulit silinder

3. Bidang Kulit limas T’z = T’ T T’T = garis

tinggi ruang

4. Bidang kulit kerucut zT’ = T T’ T T’ = tinggi

kerucutT’ = pusat lingkaranalas

5. Bidang kulit setengahbola.

y0 = R R = jari-jari

Tabel titik berat benda teratur berbentuk ruang, pejal homogenNama benda Gambar benda Letak titik

beratKeterangan

65

1. Prisma beraturan.

z pada titiktengah garis z1z2

y0 = l

V = luas alaskali tinggi

z1 = titik berat bidangalasz2 = titik berat bidangatasl = panjang sisi tegakV = volume prisma

2. SilinderPejal y0 = t

V = R2 t

t = tinggisilinderR = jari-jari lingkaranalas

3. Limas pejal beraturan y0 = T T’

= t

V = luas alas xtinggi

3

T T’ = t =tinggilimas beraturan

4. Kerucut pejal

y0 = t

V = R2 t

t = tinggikerucutR = jari-jarilingkaran alas

5. Setengah bola pejal y0 = R R = jari-jari

bola.

66

TEORI KINETIK GASGAS IDEAL1. Gas ideal terdiri atas partikel-partikel (atom-atom ataupun molekul-

molekul ) dalam jumlah yang besar sekali.2. Partikel-partikel tersebut senantiasa bergerak dengan arah random/sebarang.3. Partikel-partikel tersebut merata dalam ruang yang kecil.4. Jarak antara partikel-partikel jauh lebih besar dari ukuran partikel-

partikel, sehingga ukurtan partikel dapat diabaikan.5. Tidak ada gaya antara partikel yang satu dengan yang lain, kecuali bila

bertumbukan.6. Tumbukan antara partikel ataupun antara partikel dengan dinding terjadi

secara lenting sempurna, partikel dianggap sebagai bola kecil yang keras,dinding dianggap licin dan tegar.

7. Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku.

01.

02. vras =

03. dan

04. vras =

05. Pada suhu yang sama, untuk 2 macam gas kecepatannya dapat dinyatakan :

vras1 : vras2 = :

06. Pada gas yang sama, namun suhu berbeda dapat disimpulkan :

vras1 : vras2 = :

07.

08.

67

09. atau

10.

11. P . V = K’ . T atau P . V = N. k .T k = Konstanta Boltman = 1,38 x 10-23 joule/0K

12. P . V = n R T dengan

R = 8,317 joule/mol.0K = 8,317 x 107 erg/mol0K

= 1,987 kalori/mol0 K= 0,08205 liter.atm/mol0K

13. atau atau

14.

Persamaan ini sering disebut dengan Hukum Boyle-Gay Lussac.

15.

P = tekanan gas idealN = banyak partikel gasm = massa 1 pertikel gasV = volume gasv = kecepatan partikel gasn = jumlah mol gasNo = bilangan AvogadroR = tetapan gas umumM = massa atom relatifk = tetapan boltzmanEk = energi kineticvras = kecepatan partikel gas idealρ = massa jenis gas idealT = suhu

68

HUKUM TERMODINAMIKA01. cp - cv = R cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanankonstan. cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan.

02. panas jenis gas ideal pada suhu sedang ,sebagai berikut: a. Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa :

b. Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa :

= konstanta Laplace.

03. Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar : W = p. V

04. Energi dalam suatu gas Ideal adalah :

05.HUKUM I TERMODINAMIKA Q = U + W

Q = kalor yang masuk/keluar sistemU = perubahan energi dalamW = Usaha luar.

PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I1. Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik.Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap.( lihat gambar ).

69

sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagaiberikut :

Pemanasan Pendinginan

W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

2. Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik ) Pada proses ini volume Sistem konstan. ( lihat gambar )

Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan.

Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk :

Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut :

Pemanasan Pendinginan V = 0 ------- W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

Q = U2 - U1

Q = UU = m . cv ( T2 - T1 )

3. Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik. Selama proses suhunya konstan.( lihat gambar )

70

Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan.Oleh karena suhunya tetap, maka berlaku Hukum BOYLE.

P1 V2 = P2 V2

Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa :

Pemanasan Pendinginan

T2 = T1 --------------> U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

ln x =2,303 log x

4. Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik.Selama proses tak ada panas yang masuk / keluar sistem jadi Q = 0( lihat gambar )

Sebelum proses Selama/akhir prosesoleh karena tidak ada panas yang masuk / keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa :

Pengembangan PemampatanQ = 0 ------ O = U + W

71

U2 -U1 = - W

T1.V1-1 = T2.V2

-1

W = m . cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2-1 - V1-1 )

P1.V1 = P2.V2

06. HUKUM II TERMODINAMIKA

Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula :

T = suhuη = efisiensi P = tekananV = volumeW = usaha

72

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Gelombang Elektromagnet : Rambatan perubahan medan listrik dan medan magnet

Vektor perubahan medan listrik tegak lurus vektor perubahan medan magnetCiri-ciri GEM :

Menunjukkan gejala : pemantulan, pembiasan difraksi, polarisasi diserap oleh konduktor dan diteruskan oleh isolator.

Coulomb : “Muatan listrikmenghasilkan medan listrik yang kuat” Oersted : “Di sekitar arus listrik ada medan magnet” Faraday : “Perubahan medanmagnet akan menimbulkan medan listrik” TEORI Lorentz : “kawat berarus listrik dalam medan magnet terdapat gaya” Maxwell : “Perubahan medan listrik menimbulkan medan magnet”,

73

“Gahaya adalah gelombang elektromagnet”

Biot Savart : “Aliran muatan (arus) listrik menghasilkan medan magnet”

Huygens : “Cahaya sebagaigerak gelombang”

(S)Intensitas GEM/energi rata-rata per satuan luas :

Radiasi Kalor :Radiasi dari benda-benda yang dipanasi

Yang dapat menyerap seluruh radiasi adalah benda hitam mutlak

- Konduksi : partikelnya bergetar zat padat- Konveksi : molekul berpindah zat cair dan gas- Radiasi : tanpa zat perantara.

Spektrum GEM: Urutan naik frekwensinya (urutan turun panjang gelombangnya): gel. Radio, gel radar dan TV, gel. Infra merah, cahaya tampak, sinar ultra ungu,sinar X, sinar gamma.

e=emitivitas : hitam mutlak : e=1putih : e=0

= konstanta Boltzman = 5,672.10-8 watt/m2

c=tetapan Wien=2,898.10-3m

v = kecepatanc = kecepatan cahayaT = suhu mutlakλ = panjang gelombange = emisivitasA = luas permukaanS = intensitas_S = Intensitas rata-rata

74

OPTIKA FISIS Sinar yang dapat diuraikan Polikromatik CAHAYA Sinar yang tak dapat diuraikan Monokromatik Dalam ruang hampa cepat rambat sama besar frekwensimasing warna beda Pj. Gelomb masing warna beda

75

Merah ( dan v terbesar) Jingga KuningDISPERSI (PERURAIAN WARNA) Hijau Biru Nila Ungu (n, , f dan Efoton terbesar)

Benda bening r = /rm – ru/

Plan paralel t = /tm – tu/

Prisma j = u - m

Lensa s’ = /s’m – s’u/ f = /fm – fu/

MENIADAKAN DISPERSI : Prisma Akromatik (n’u – n’m)’ = (nu – nm) Lensa Akromatik.

Flinta Kerona Flinta Kerona

PRISMA PANDANG LURUS (nh’ – 1) )’ = (nh – 1) )

Max

Cermin Fresnell

76

Min

Max

Percobaan Young

Min

INTERFERENSI (Syarat : Koheren)(A, f, j sama)

Max rk2 = ½ R (2k-1)

Cincin Newton (gelap sbg pusat)

Min rk2 = ½ R (2k)

Max 2n’ d cos r = (2k-1) ½

Selaput tipis

Min 2n’ d cos r = (2k) ½

Max d sin = (2k + 1) ½

Celah tunggal

Min sin = (2k) ½

DIFRAKSI

Max d sin = (2k) ½

Kisi

Min d sin = (2k – 1) ½

k = 1, 2, 3 . . . .

Daya Urai (d) d = 1,22 L = jarak ke layar

D = diameter lensa

77

n = indeks bias d = tebal lapisanδ = deviasi r = sudut biasβ = sudut pembias rk = jari-jari cincin terang ke kλ = panjang gelombang cahaya R = jari-jari lensap = jarak terang dari pusat θ = sudut difraksi/deviasik = orde garis terang/gelap f = fokus

RELATIVITASRelativitas:a. Penjumlahan kecepatan

V1 V2 V1 V2

b. Dilatasi waktu

t’<t0

c. Kontraksi Lorentz

d. Massa dan Energi

m’>m0

e. Etotal=Ediam+Ek

V1 = kecepatan partikel 1 terhadap bumiV2 = kecepatan partikel 2 terhadap partikel 1Vr = kecepatan partikel 2 terhadap bumic = kecepatan cahayaV = kecepatan

78

L’ = panjang setelah mengalami perubahanLo = panjang mula-mulam’ = massa benda saat bergerakmo = massas benda saat diamEk = energi kinetikto = selang waktu yang daiamati oleh pengamat diam terhadap bendat’ = selang waktu yang diamati pengamat bergerak

DUALISME GELOMBANG CAHAYAa. Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang

diemisikanb. Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi; semakin besar

f, makin besar pula kecepatan elektron yang diemisikan

E = Energi h = tetapan Planck f = frekwensi c = kecepatan cahaya

v = kecepatan

a = energi ambang

m = massa

λ = panjang gelombang

p = momentum

p=momentum Ek = Energi kinetik

Hypotesa de Broglie

Catatan penting :Ek=54 ev = 54.1,6.10-19 Joule

79

Massa 1e = 9,1.10-31 kg

Hamburan Compton :

80