Rangkuman Materi Fisika Zat dan Wujud

Pengertian Zat

Mungkin bagi kalian sudah biasa mendengar kata “zat” namun kalian tidak bisa menafsirkan apa yang dimaksud dengan zat. Zat adalah sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang. Zat memiliki 3 wujud yang berbeda yaitu zat padat, zat cair dan zat gas.
Setiap zat yang memiliki wujud yang berbeda juga memiliki sifat-sifat yang berbeda-beda. Berikut sifat sifat zat berdasarkan wujudnya.

Zat padat memiliki bentuk yang tetap, volume yang tetap. Sifat partikelya adalah :

1. Partikelnya saling berdekatan dan dalam susunan yang sangat teratur
2. Partikel zat padat terus bergetar, namun tidak berpindah dari tempatnya.
3. Gaya tiap partikelnya kuat, jadi sangat sulit untuk terpecah/lepas dari kawanannya.

Zat cair memiliki bentuk yang berubah, memiliki volume yang tetap. Sifat partikel zat cair adalah :

1. Partikelnya agak renggang dan susunan partikelnya tidak tersusun secara teratur.
2. Partikel zat cair mudah bergerak atau berpindah dari tempatnya namun tidak dapat lepas dari kawanan/kelompoknya.
3. Gaya partikelnya lemah.

Zat gas memiliki bentuk dan volume yang berubah-ubah. Sifat partikel zat cair adalah :

1. Jarak partikel zat gas saling berjauhan dan tersusun secara tidak teratur
2. Gaya partikelnya sangat lemah sehingga sangat mudah terlepas dari kelompoknya. (Partikelnya bergerak bebas dan dapat menghantam dinding wadahnya atau bisa disebut tekanan)

Massa jenis zat

Nassa jenis zat adalah massa per volume atau massa benda per volume benda. Atau dapat dituliskan dengan rumus :

Keterangan :

ρ : massa jenis zat (kg/m³)

m : massa benda (kg)

V : volume benda (m³)

Perubahan wujud

Seperti pada pernyataan sifat partikel di atas, wujud zat dapat berubah menjadi wujud lainnya. Perubahan wujud dapat terjadi karena pengaruh energi yang mempengaruhi suatu zat. Ada dua jenis perubahan zat, yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia. Berikut pengertian perubahan fisika dan kimia :

1. Perubahan fisika adalah perubahan yang hanya berubah fisiknya saja dan tidak menyebabkan terbentuknya zat jenis lain. Sebagai contohnya adalah : Perubahan es menjadi air, air menjadi uap dan uap kembali lagi menjadi air dan lain sebagainya.
2. Perubahan kimia
   Perubahan kimia adalah perubahan yang menyebabkan terbentuknya zat lain. Sebagai contohnya adalah : kertas yang dibakar lalu menyebabkan terbentuknya abu dan besi yang berkarat.

Gaya Tarik antar partikel

Ada beberapa jenis gaya tarik antar partikel yaitu adhesi, kohesi, miniskus dan kapilaritas. Beriktu pengertian dari beberapa gaya tarik partikel tersebut.

1. Kohesi
   Kohesi adalah gaya tarik antara partikel yang sejenis atau sama
2. AdhesiAdhesi adalah gaya tarik menarik antar partikel yang tidak sejenis atau berlainan
3. Miniskus
   Ada dua jenis miniskus yaitu seperti 2 gambar di bawah ini :

Kohesi lebih besar dari pada adhesi

Adhesi lebih besar daripada kohesi

Kapilaritas

Kapilaritas adalah naik turunnya zait cair dalam pipa kapiler. Pipa kapiler adalah pipa yang mempunyai lubang yang kecil. Tentu kalian pernah mempelajari bejana berhubungan pada artikel yang pernah saya bahas sebelumnya. Namun hukum bejana berhubungan tidak berlaku pada bejana yang berbentuk kapiler. Ada banyak gejala kapiaritas yaitu :

1. Kamu tentunya pernah melihat dinding rumahmu yang basah ? hal tersebut adalah contoh dari gejala kapilaritas yaitu merembesnya air dari luar ruangan ke dalam ruangan rumahmu
2. Kamu tahu kompor minyak ? naiknya minyak tanah ke sumbu kompor adalah salah satu contoh gejala kapilaritas.

Teori atom antar molekul

1. Seluruh zat di dunia ini terdiri dari partikel yang sangat kecil yang disebut dengan atom
2. John Dalton mengatakan bahwa atom adalah partikel terkecil suatu unsur yang tidak dapat dibagi lagi dengan cara kimia.
3. Atom yang yang bersatu atau menyatu akan membentuk molekul

Klasifikasi Zat

Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai klasifikasi zat, kalian dapat melihat dan memahami gambar dibawah ini.

Unsur

Kalian tau gak sih apa itu unsur ? tentu kalian pernah mendengar kata “unsur”. Pengertian unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat dibagi lagi dengan cara kimia biasa. Unsur merupakan zat tunggal dari satu jenis atom. Sebagai contohnya adalah atom Oksigen (O) atom Hidrogen (H)

Senyawa

Udah tau unsur kan ? sekarang saya mau Tanya apa itu senyawa ? hehe kalau belum tahu berikut pengertian senyawa. Senyawa adalah zat tunggal yang tersusun dari unsur unsur melalui reaksi kimia. Sifat senyawa sangat berbeda dengan unsur penyusunnya. Salah satu yang dapat kita ambil contoh adalah senyawa air, Air terdiri dari dua unsur yaitu hydrogen dan oksigen. Hidrogen adalah mudah terbakar dan oksigen adalah gas yang mendukung proses pembakaran. Namun air tidak akan pernah bisa terbakar, air malah menjadi alat pemadam kebakaran. Itulah yang salah satu contoh sifat senyawa sangat berbeda dengan unsur penyusunnya.

Campuran

Apa itu campuran ? ada yang tahu apa itu campuran ? campuran adalah beberapa zat berbeda jenis yang bergabung menjadi satu yang hanya melalui reaksi fisika dan tidak melalui reaksi kimia. Ada dua jenis campuran yaitu campuran homogeny dan campuran heterogen, berikut pengertiannya :

1. Campuran homogen adalah campuran yang tidak ada batas antar penyusun campuran. Salah satu yang dapat kita ambil sebagai contoh dari campuran homogen adalah larutan garam dan air. Kita tidak bisa membedakan yang mana garam dan yang mana air kalau sudah bercampur bukan ?
2. Campuran Heterogen
   Campuran heterogen adalah campuran yang ada batas antar penyusun campuran. Salah satu yang dapat kita ambil sebagai contoh adalah campuran bensin dengan air didalam gelas. Kita dapat dengan mudah melihat batas antara bensin dengan air bukan ?

Sekian artikel saya kali ini yang membahas mengenai materi fisika zat dan wujud. Agar anda lebih memahami soal ilmu fisika zat dan wujud, anda harus memperbanyak membaca referensi lain agar anda semakin matang dalam mendalami ilmu fisika. Semoga bermanfaat.

Dimensi Besaran

Dimensi besaran adalah cara penulisan suatu besaran dengan menggunakan simbol (lambang) besaran pokok. Hal ini berarti dimensi suatu besaran menunjukkan cara besaran itu tersusun dari besaran-besaran pokok. Apa pun jenis satuan besaran yang digunakan tidak memengaruhi dimensi besaran tersebut, misalnya satuan panjang dapat dinyatakan dalam m, cm, km, atau ft, keempat satuan itu mempunyai dimensi yang sama, yaitu L.

Dimensi Besaran Pokok Dan Turunan

Di dalam mekanika, besaran pokok panjang, massa, dan waktu merupakan besaran yang berdiri bebas satu sama lain, sehingga dapat berperan sebagai dimensi. Dimensi besaran panjang dinyatakan dalam L, besaran massa dalam M, dan besaran waktu dalam T. Persamaan yang dibentuk oleh besaran-besaran pokok tersebut haruslah konsisten secara dimensional, yaitu kedua dimensi pada kedua ruas harus sama. Dimensi suatu besaran yang dinyatakan dengan lambang huruf tertentu, biasanya diberi tanda [ ].

Tabel Lambang Dimensi Besaran Pokok

Dimensi dari besaran turunan dapat disusun dari dimensi besaran-besaran pokok seperti pada tabel berikut.

Tabel Dimensi Besaran Turunan

Analisis Dimensi Besaran

Setiap satuan turunan dalam fisika dapat diuraikan atas faktor-faktor yang didasarkan pada besaran-besaran massa, panjang, dan waktu, serta besaran pokok yang lain. Salah satu manfaat dari konsep dimensi adalah untuk menganalisis atau menjabarkan benar atau salahnya suatu persamaan. Metode penjabaran dimensi atau analisis dimensi menggunakan aturan-aturan:

1. dimensi ruas kanan = dimensi ruas kiri,
2. setiap suku berdimensi sama.

Sebagai contoh, untuk menganalisis kebenaran dari dimensi jarak tempuh dapat dilihat persamaan berikut ini.

Jarak tempuh = kecepatan   x    waktu

s = v . t

Dari tabel diatas tentang dimensi beberapa besaran turunan dapat diperoleh:

• dimensi jarak tempuh = dimensi panjang = [ L]
• dimensi kecepatan = [ L][ T ]-1
• dimensi waktu = [T]

Maka dimensi jarak tempuh dari rumus s = v . t , untuk ruas kanan:

[ jarak tempuh] = [ kecepatan] × [waktu]
[ L] = [L][ T ]^-1 × [ T ]
[ L] = [L]

Dimensi besaran pada kedua ruas persamaan sama, maka dapat disimpulkan bahwa kemungkinan persamaan tersebut benar. Akan tetapi, bila dimensi besaran pada kedua ruas tidak sama, maka dapat dipastikan persaman dimensi besaran tersebut salah.

Pengertian Cermin dan Sifat Bayangan

(Pengertian Cermin dan Sifat Bayangan) – Cermin merupakan suatu benda yang sangat halus dan mampu memantulkan cahaya. Dibawah ini merupakan beberapa sifat bayangan dalam cermin.

1. Cermin Datar
Permukaan cermin datar sangat halus dan memiliki permukaan yang datar pada bagian pemantulannya, biasanya terbuat dari kaca. Di belakang kaca dilapisi logam tipis mengilap sehingga tidak tembus cahaya.

Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar

• Ketika kita bercermin, bayangan kita tidak pernah dapat dipegang atau ditangkap dengan layar. Bayangan seperti itu disebut bayangan maya atau bayangan semu.
• Bayangan maya selalu terletak di belakang cermin. Bayangan ini terbentuk karena sinar-sinar pantul yang teratur pada cermin.

Sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar adalah sebagai berikut:
a. Bayangannya maya.
b. Bayangannya sama tegak dengan bendanya.
c. Bayangannya sama besar dengan bendanya.
d. Bayangannya sama tinggi dengan bendanya.

2. Cermin Cekung
Cermin cekung memiliki permukaan pemantul yang bentuknya melengkung atau membentuk cekungan. Garis normal pada cermin cekung adalah garis yang melalui pusat kelengkungan, yaitu di titik M atau 2F. Sinar yang melalui titik ini akan dipantulkan ke titik itu juga.

Cermin cekung bersifat mengumpulkan sinar pantul atau konvergen. Ketika sinar-sinar sejajar dikenakan pada cermin cekung, sinar pantulnya akan berpotongan pada satu titik. Titik perpotongan tersebut dinamakan titik api atau titik fokus (F).

Ketika sinar-sinar datang yang melalui titik fokus mengenai permukaan cermin cekung, ternyata semua sinar tersebut akan dipantulkan sejajar dengan sumbu utama. Akan tetapi, jika sinar datang dilewatkan melalui titik M (2F), sinar pantulnya akan dipantulkan ke titik itu juga.

Sinar Istimewa pada Cermin Cekung adalah sebagai berikut:
a. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan melalui titik fokus.
b. Sinar datang melalui titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
c. Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan ke titik itu juga.

Pembentukan Bayangan pada Cermin Cekung
Jika kita bercermin pada cermin cekung, kita tidak akan mendapatkan bayanganmu selalu di belakang cermin.

Ketika kita meletakkan sebuah benda dengan jarak lebih besar daripada titik fokus cermin cekung, bayangan benda yang terjadi selalu nyata karena merupakan perpotongan langsung sinar-sinar pantulnya (di depan cermin cekung). Akan tetapi, ketika benda kita letakkan pada jarak di antara titik fokus dan cermin, kita tidak akan mendapatkan bayangan di depan cermin. Bayangan benda akan kelihatan di belakang cermin cekung, diperbesar, dan tegak.

3. Cermin Cembung
Pada cermin cembung, bagian mukanya berbentuk seperti kulit bola, tetapi bagian muka cermin cembung melengkung ke luar. Titik fokus cermin cembung berada di belakang cermin sehingga bersifat maya dan bernilai negatif.

Cermin cembung memiliki sifat menyebarkan sinar (divergen). Jika sinar-sinar pantul pada cermin cembung kamu perpanjang pangkalnya, sinar akan berpotongan di titik fokus (titik api) di belakang cermin. Pada perhitungan, titik api cermin cembung bernilai negatif karena bersifat semu.

Sinar-sinar pantul pada cermin cembung seolah-olah berasal dari titik fokus menyebar ke luar. Seperti halnya pada cermin cekung.
Pada cermin cembung pun berlaku sinarsinar istimewa:
a. Sinar datang sejajar dengan sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah dari titik fokus.
b. Sinar datang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama.
c. Sinar datang menuju titik M (2F) akan dipantulkan seolah-olah dari titik itu juga.

Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung
Bayangan yang terbentuk pada cermin cembung selalu maya dan berada di belakang cermin. Mengapa demikian? Secara grafis, kita cukup menggunakan dua berkas sinar istimewa untuk mendapatkan bayangan pada cermin cembung.

(Cemin Cembung, Cermin Cekung, Cermin Datar, Sifat Cermin, Sifat-sifat cermin, maya, semu)

Pengertian Lensa, Jenis Lensa dan Pembiasan pada Lensa

1. Pengertian Lensa
Lensa merupakan benda bening yang dibatasi oleh dua buah bidang lengkung.Dua bidang lengkung yang membatasi lensa berbentuk silindris maupun bola. Lensa silindris bersifat memusatkan cahaya dari sumber titik yang jauh pada suatu garis, sedangkan lensa yang berbentuk bola yang melengkung ke segala arah memusatkan cahaya dari sumber yang jauh pada suatu titik.

2. Jenis-jenis lensa
Ada dua jenis lensa yaitu lensa cembumg dan lensa cekung.
a. Lensa cembung adalah lensa yang bagian tengah lebih tebal daripada bagian tepinya. Sinar-sinar bias lensa cembung bersifat mengumpul (konvergen).
lensa cembung digolongkan menjadi :
1. cembung rangkap (bikonveks)
2. cembung datar (plan-konveks)
3. cembung-cekung (konkaf-konvek)
b. Lensa cekung adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tipis daripada begian tepinya. Sinar-sinar bias lensa cekung bersifat memancar (divergen).
lensa cekung digolongkan menjadi :
1. cekung rangkap (bikonkaf)
2.cekung datar (plan-konkaf)
3. cekung-cembung (konveks-konkaf).

jenis-jenis lensa
3. Pembiasan cahaya pada Lensa
a. Pembiasan Cahaya pada Lensa cembung
Ada tiga Sinar-sinar istimewa pada pembiasan lensa cembung, yaitu :
1. Sinar datang menuju lensa sejajar sumbu utama lensa akan dibiaskan melalui titik fokus aktif F1 lensa
2. Sinar datang melalui titik fokus pasif F2 lensa akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama lensa
3. Sinar datang menuju lensa melalui titik pusat optik lensa akan

diteruskan tanpa di biaskan.

sinar sinar istimewa pada lensa cembung

b. Pembiasan Cahaya pada Lensa cekung

Ada tiga sinar-sinar istimewa pada pembiasan lensa cekung yaitu :
1. Sinar datang menuju lensa sejajar sumbu utama akan lensa dibiaskan seakan-akan dari titik fokus aktif F1 lensa
2. Sinar datang menuju lensa seakan-akan melalui titik fokus pasif F2 lensa akan dibiaskan sejajar sumbu utama lensa
3.  Sinar datang meuju lensa melalui titik pusat optik lensa akan diteruskan tanpa dibiaskan

sinar-sinar istimewa pada lensa cekung


Rumus Lensa Tipis
1/f = 1/So + 1/Si
[M] = Si / So
[M] =hi/ho
P = 1 / f
Keterangan:
So = jarak jarak benda (m)
Si = jarak bayangan (m)
hi = tinggi bayangan
ho = tinggi benda
f = jarak fokus (m)
M = Perbesaran linier bayangan
P = Kuat lensa (dioptri)

Perjanjian penggunaan rumus pada lensa :
1) Jarak fokus lensa cembung bernilai poeitif, sedangkan jark fokus lensa cekung bersifat negatif.
2) Jika Si, So, hi maupun ho bernilai positif bayangan bersifat nyata.
3) Jika Si, So, hi maupun ho bernilai negatif bayangan bersifat maya.
4) Jika M bernilai positif bayangan tegak dan maya.
5) Jika M bernilai negatif bayangan terbalik dan nyata.

Contoh soal pembiasan pada lensa
 Sebuah benda berada 40 cm dari sebuah lensa. Tentukan sifat-sifat bayangan yang dihasilkan jika jarak fokus lensa 25 cm
a. Lensa cembung
b. Lensa cekung
Penyelesaian
a. lensa cembung

S = 40 cm (di ruang II) dan f = + 25 cm,Bayangan benda oleh lensa dapat ditentukan dari dua sinar istimewa saja. Hasilnya seperti pada Gambar 5. Dari gambar itu terlihat bayangan bersifat :nyata, terbalik, diperbesar.
b. lensa cekung

S = 40 cm (ruang IV) dan f = (−) 25 cm, Bayangan dapat ditentukan dari sinar istimewa ke-2 dan ke-3. Hasilnya seperti pada Gambar 1.6. Sifat bayangannya : maya, tegak, diperkecil.

Tumbukan

Tumbukan yang paling sederhana adalah tumbukan sentral. Tumbukan sentral adalah tumbukan yang terjadi bila titik pusat benda yang satu menuju ke titik pusat benda yang lain. Banyak kejadian dalam kehidupan sehari-hari yang dapat dijelaskan dengan konsep momentum dan impuls. Di antaranya peristiwa tumbukan antara dua kendaraan. Salah satu penggunaan konsep momentum yang penting adalah pada persoalan yang menyangkut tumbukan. Misalnya tumbukan antara partikel-partikel gas dengan dinding tempat gas berada. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan sifat-sifat gas dengan menggunakan analisis mekanika.

Berdasarkan sifat kelentingan atau elastisitas benda yang bertumbukan, tumbukan dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian, dan tumbukan tidak lenting sama sekali.

Tumbukan Lenting Sempurna

Tumbukan lenting sempurna (elastik) terjadi di antara atom-atom, inti atom, dan partikel-partikel lain yang seukuran dengan atom atau lebih kecil lagi. Dua buah benda dikatakan mengalami tumbukan lenting sempurna jika pada tumbukan itu tidak terjadi kehilangan energi kinetik. Jadi, energi kinetik total kedua benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah tetap. Oleh karena itu, pada tumbukan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi kinetik. Tumbukan lenting sempurna hanya terjadi pada benda yang bergerak saja.

Tumbukan lenting sempurna antara dua benda

Dua buah benda memiliki massa masing-masing m₁ dan m₂ bergerak saling mendekati dengan kecepatan sebesar v₁ dan v₂ sepanjang lintasan yang lurus. Setelah keduanya bertumbukan masing-masing bergerak dengan kecepatan sebesar v’₁ dan v’₂ dengan arah saling berlawanan. Berdasarkan hukum kekekalan momentum dapat ditulis sebagai berikut.

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v’₁ + m₂v’₂

m₁v₁ – m₁v’₁ = m₂v’₂ – m₂v₂

m₁(v₁ – v’₁) = m (v’₂ – v₂)

Sedangkan berdasarkan hukum kekekalan energi kinetik, diperoleh persamaan sebagai berikut.

E_k1 + E_k2 = E’_k1 + E’_k2

½ m₁v₁² + ½ m₂v₂²  = ½ m₁(v₁)² + ½ m₂(v₂)²

m₁((v’₁)² – (v₁)²) = m₂((v’₂)² – (v₂)²)

m₁(v₁ + v’₁)(v₁ – v’₁) = m (v’₂ + v₂)(v’₂ – v₂)

Jika persamaan di atas saling disubtitusikan, maka diperoleh persamaan sebagai berikut.

m₁(v₁ + v’₁)(v₁ – v’₁) = m₁(v’₂ + v₂)(v₁ – v’₁)

v₁ + v’₁ = v’₂ + v₂

v₁ – v₂ = v’₂ – v’₁

-(v₂ – v₁) = v’₂ – v’₁

Persamaan di atas menunjukan bahwa pada tumbukan lenting sempurna kecepatan relatif benda sebelum dan sesudah tumbukan besarnya tetap tetapi arahnya berlawanan.

Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

etik sehingga hukum kekekalan energi mekanik tidak berlaku. Pada tumbukan jenis ini, kecepatan benda-benda sesudah tumbukan sama besar (benda yang bertumbukan saling melekat). Misalnya, tumbukan antara peluru dengan sebuah target di mana setelah tumbukan peluru mengeram dalam target. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v’₁ + m₂v’₂

Jika    v’₁ = v’₂ = v’,      maka    m₁v₁ + m₂v₂ = (m₁ + m₂) v’

Tumbukan tidak lenting sama sekali yang terjadi antara dua benda

Contoh tumbukan tidak lenting sama sekali adalah ayunan balistik. Ayunan balistik merupakan seperangkat alat yang digunakan untuk mengukur benda yang bergerak dengan keceptan cukup besar, misalnya kecepatan peluru. Prinsip kerja ayunan balistik berdasarkan hal-hal berikut.

a. Penerapan sifat tumbukan tidak lenting.

m₁v₁ + m₂v₂ = (m₁ + m₂) v’

m₁v₁ + 0 = (m₁ + m₂) v’

b. Hukum kekekalan energi mekanik

½ (m₁ + m₂)(v’)² = (m₁ + m₂)gh

Jika persamaan pertama disubtitusikan ke dalam persamaan kedua, maka diketahui kecepatan peluru sebelum bersarang dalam balok.

Skema ayunan balistik

Tumbukan Lenting Sebagian

Kebanyakan benda-benda yang ada di alam mengalami tumbukan lenting sebagian, di mana energi kinetik berkurang selama tumbukan. Oleh karena itu, hukum kekekalan energi mekanik tidak berlaku. Besarnya kecepatan relatif juga berkurang dengan suatu faktor tertentu yang disebut koefisien restitusi. Bila koefisien restitusi dinyatakan dengan huruf e, maka derajat berkurangnya kecepatan relatif benda setelah tumbukan dirumuskan sebagai berikut.

Nilai restitusi berkisar antara 0 dan 1 (0  ≤   e  ≤  1 ). Untuk tumbukan lenting sempurna, nilai e = 1. Untuk tumbukan tidak lenting nilai e = 0. Sedangkan untuk tumbukan lenting sebagian mempunyai nilai e antara 0 dan 1 (0 < e < 1). Misalnya, sebuah bola tenis dilepas dari ketinggian h₁ di atas lantai. Setelah menumbuk lantai bola akan terpental setinggi h₂, nilai h₂ selalu lebih kecil dari h₁.

Skema tumbukan lenting sebagian

Coba kita perhatikan gamabr diatas. Kecepatan bola sesaat sebelum tumbukan adalah v1 dan sesaat setelah tumbukan v1 . Berdasarkan persamaan gerak jatuh bebas, besar kecepatan bola memenuhi persamaan :

Untuk kecepatan lantai sebelum dan sesudah tumbukan sama dengan nol (v₂ = v’₂ = 0). Jika arah ke benda diberi harga negatif, maka akan diperoleh persamaan sebagai berikut.

Persamaan diatas digunakan untuk tumbukan lenting sebagian.

Interferensi Cahaya

Pengertian Interferensi Cahaya, Celah Ganda, Minimum, Maksimum, Lapisan Tipis, Cincin Newton, Sifat Gelombang, Rumus, Contoh Soal, Jawaban.

1. Pengertian Interferensi Cahaya

Interferensi adalah paduan dua gelombang atau lebih menjadi satu gelombang baru. Interferensi terjadi jika terpenuhi dua syarat berikut ini.

a. Kedua gelombang cahaya harus koheren, dalam arti bahwa kedua gelombang cahaya harus memiliki beda fase yang selalu tetap, oleh sebab itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama.

b. Kedua gelombang cahaya harus memiliki amplitudo yang hampir sama.

2. Interferensi Celah Ganda

Fenomena interferensi cahaya ditunjukkan oleh percobaan yang dilakukan oleh Thomas Young. Berkas cahaya yang melalui celah S₁ dan S₂ berasal dari celah sempit S₀, tampak pada Gambar 1.

Gambar 1. Diagram percobaan celah ganda Young.

Jika berkas cahaya melalui S₁ dan S₂, maka celah tersebut (S₁ dan S₂) akan berfungsi sebagai sumber cahaya baru dan menyebarkan sinarnya ke segala arah. Apabila cahaya dari celah S₁ dan S₂ berinterferensi, maka akan terbentuk suatu pola interferensi. Pola interferensi tersebut dapat ditangkap pada layar berupa pola garis terang dan gelap. Interferensi dapat terjadi karena adanya beda lintasan berkas cahaya dari S₁ dan S₂. Jika jarak antara kedua celah (d), jauh lebih kecil daripada jarak celah terhadap layar, l (d << l ), maka beda lintasan pada titik sembarang P adalah S₂P – S₁P = d sin θ .

2.1. Interferensi Maksimum

Apabila dua gelombang bertemu, dan saling menguatkan, maka akan terjadi interferensi maksimum dan terbentuk pola garis terang. Pada celah ganda, interferensi ini akan terjadi apabila kedua gelombang memiliki fase yang sama (sefase), yaitu apabila keduanya berfrekuensi sama dan titik-titik yang bersesuaian berada pada tempat yang sama selama osilasi pada saat yang sama.

Gambar 2. Sudut θ sangat kecil sehingga sin θ = θ = p / l.

Jarak garis terang ke-n dari pusat terang dinyatakan dengan persamaan:

n.λ = d.sin θ ......................................................... (1)

Karena l >> d, maka sudut θ sangat kecil, sehingga berlaku pendekatan sinθ = tanθ = p / l

Jadi, persamaan (1) dapat dituliskan menjadi:

n. λ = d (p / l)

n. λ = pd / l ............................................................. (2)

dengan:

p = jarak garis terang dari pusat terang

d = jarak kedua sumber

l = jarak layar ke sumber cahaya

λ = panjang gelombang

n = orde atau nomor terang (n = 0, 1, 2, ... .)

2.2. Interferensi Minimum

Interferensi maksimum terjadi jika dua gelombang bertemu dan saling menguatkan. Namun, jika dua gelombang tidak bertemu, dan akan saling meniadakan maka terjadi interferensi minimum, sehingga terbentuk pola garis gelap. Interferensi ini terjadi pada dua gelombang yang tidak sefase. Jarak garis gelap ke-n dari pusat terang adalah:

(n-(1/2)) λ = d.sin θ ................................................ (3)

Bilangan n menyatakan orde atau nomor gelap, yang besarnya n = 1, 2, 3, ... . Untuk n = 1 disebut minimum orde ke-1.

Mengingat sinθ = p / l 

maka persamaan (3) menjadi:

(n-(1/2)) λ = d. (p / l) .................................................... (4)

dengan p adalah jarak gelap ke-n dari pusat terang. Pada interferensi celah ganda, jarak dua garis terang yang berurutan sama dengan jarak dua garis gelap yang berurutan. Dengan mengunakan persamaan (2) diperoleh:

(Δpd / l) = Δnλ ................................................... (5)

Untuk dua garis terang mapun dua garis gelap berurutan dapat dikatakan ikatakan nilai Δn =1, sehingga jarak antara dua garis terang maupun jarak antara dua garis gelap berurutan dapat diperoleh dengan persamaan:

(Δpd / l) = λ ................................................................ (6)

3. Interferensi pada Lapisan Tipis

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering melihat fenomena yang ditimbulkan oleh interferensi cahaya. Sebagai contoh timbulnya garis-garis berwarna yang tampak pada lapisan tipis minyak tanah yang tumpah di permukaan air, warna-warni yang terlihat pada gelembung sabun yang mendapat sinar matahari, serta timbulnya warna-warni pada cakram padat (compact disc).

Gambar 3. Timbulnya warna-warni pada compact disk menunjukkan adanya interferensi.

Pola interferensi pada lapisan tipis dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu panjang lintasan optik dan perubahan fase sinar pantul.

Gambar 4. Interferensi cahaya pada lapisan tipis.

Dari Gambar 4, sinar AB merupakan sinar monokromatik yang datang pada permukaan pelat tipis. Sebagian sinar AB dipantulkan oleh permukaan bidang batas udara dan pelat (sinar BE) dan sebagian lagi dibiaskan ke dalam medium pelat (sinar BC). Sinar BC dipantulkan oleh permukaan bidang batas pelat dan udara (sinar CD). Sinar CD dipantulkan oleh permukaan atas dan sebagian lagi dibiaskan keluar film (sinar DF). Sinar BE dan DF datang bersamaan di mata kita.

Sinar datang dengan sudut datang i pada lapisan tipis dengan ketebalan d dan indeks bias n, sehingga sinar mengalami pemantulan dan pembiasan dengan sudut bias r. Dengan mempertimbangkan kedua faktor di atas, dapat ditentukan syarat-syarat terjadinya interferensi berikut ini.

1. Syarat terjadinya interferensi maksimum (terang)

2n.d.cos r = (m – 1/2) λ ; m = 1, 2, 3, ............ (7)

2. Syarat terjadinya interferensi minimum (gelap)

2n.d.cos r = mλ ; m = 0, 1, 2, ....................... (8)

4. Cincin Newton

Cincin Newton adalah pola interferensi yang terbentuk oleh sebuah lensa yang sedikit cembung yang diletakkan di atas sebuah keping gelas datar. Bila cahaya monokromatik dipantulkan oleh kedua permukaan yang berdekatan ke mata pengamat dengan sudut tertentu, titik singgung lensa akan terlihat sebagai sebuah lingkaran gelap dikelilingi sederet cincin terang dan gelap.

Gambar 5. Cincin Newton untuk Memperagakan Interferensi.

Pola interferensi cincin Newton ini terjadi jika cahaya dengan panjang gelombang λ, datang dari atas dengan arah tegak lurus. Jika R adalah jari-jari kelengkungan lensa dan r adalah jari-jari kelengkungan gelap dan terang hasil interferensi, maka akan terjadi hal-hal berikut ini.

Gambar 6. Pola Interferensi Cincin Newton terjadi jika cahaya datang dari atas dengan arah tegak lurus.

1. Interferensi maksimum (lingkaran terang), jika:

r_t² = (n – 1/2) λ .R; n = 1, 2, 3, ...................... (9)

dengan rt adalah jari-jari lingkaran terang ke-n.

2. Interferensi minimum (lingkaran gelap), jika:

r_g² = n. λ .R; n = 0, 1, 2, ................................ (10)

dengan rg adalah jari-jari lingkaran gelap ke-n.

Contoh Soal 1 :

Dua celah yang berjarak 1 mm, disinari cahaya merah dengan panjang gelombang 6,5 × 10^-7 m. Garis gelap terang dapat diamati pada layar yang berjarak 1 m dari celah. Hitunglah jarak antara gelap ketiga dan terang pusat, serta jarak antara terang kedua dengan garis terang keempat!

Penyelesaian:

Diketahui: 

d = 1 mm = 10^-3 m

λ = 6,5 × 10^-7 m

l = 1 m

Ditanya: a. p = ... ?

b. Δp = ... ?

Pembahasan :

Teori Tentang Resistor

    Fungsi resistor dapat diumpamakan dengan sekeping papan yang dipergunakan untuk menahan aliran air di selokan. Dengan memakai tahana papan ini, maka arus air bias terhambat alirannya. Perumpamaan ini dapat kita terapkan dalam tahanan listrik.Makin besar papan yang dipergunakan dalam menahan air, makin kecil air yang mengalir.
Arus listrik atau aliran listrik dinyatakan dalam ampere (A), sedangkan tegangan dinyatakan dalam volt (V).
Jadi resistor berfungsi untuk :
<!–[if !supportLists]–>- <!–[endif]–>Menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian
elektronika.
<!–[if !supportLists]–>- <!–[endif]–>Menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika.
<!–[if !supportLists]–>- <!–[endif]–>Membagi tegangan.
<!–[if !supportLists]–>- <!–[endif]–>Bekerja sama dengan transistor dan kondensator dalam suatu rangkaian untuk membangkitkan frekuensi tinggi dan frekuensi rendah.
Fungsi resistor yang menghambat arus listrik tersebut dimungkinkan karena resistor memiliki kemampuan menghambat laju electron didalam rangkaian elektronika. Hambatan yang ditimbulkan oleh resistor ini mengakibatkan arus dalam rangkaian akan menjadi berkurang. Besar atau nilai hambatan listrik suatu resistor telah dirancang terlebih dahulu oleh pabrik pembuatnya. Namun demikian, nilai hambatan yang ada dapat saja berubah bila resistor dioperasikan pada suhu yang tidak sesuai.
Berdasarkan jenis hambatannya, resistor dibagi atas :
– Resistor tetap, nilsi hambannya tetap :
a. Resistor kawat logam, misalnya tahanan dari kawat logam yang digulung dipermukaan pipa tabung kaca.
b. Resistor arang, resistor ini paling banyak digunakan pada rangkaian alat-alat elektronika transistor.
– Resistor variabel :
Nilai hambatannya dapat diubah sesuai dengan yang dibutuhkan. Resistor variabel disebut juga potensiometer
<!–[if !supportLists]–>a. <!–[endif]–>Resistor variable arang yang merupakan potensiometer, dapat diputar atau digeser.
<!–[if !supportLists]–>b. <!–[endif]–>Resistor variabel kawat logam.
Berdasarkan bahan pembuatnya, resistor tebuat dari bahan seperti :

1. Logam, misalnya besi, wolfram dan aluminium
2. Campuran logam, misalnya nikrom
3. Bahan non logam, misalnya karbon, keramik berlapis logam.
4. Semikonduktor

Resistor arang diberi kode warna untuk mempermudah menentukan ukurannya. Kode warna diciptakan oleh RMA (radio manufactures association) yang merupakan perkumpulan pabrik-pabrik radio di Eropa dan Amerika. Kode warna yang ditetapkan oleh RMA ini menentukan besarnya ukuran resistor (tahanan).
Resistor diukur dengan ohm, dalam praktek sehari-hari peminat elektronika harus dapat menentukan ukuran resistor pada waktu membaca kode warna resistor tersebut. Untuk menguji kebenarannya kita dapat menggunakan ohmmeter yang ada pada AVO-meter.