Penemu gelombang elektromagnetik

Newton menganggap bahwa benda bercahaya menembakkan sejumlah partikel ke segala arah. Partikel ini tidak bermassa sehingga tidak dipengaruhi gravitasi. Hokum I Newton, partikel cahaya ini akan bergerak lurus dengan kecepatan tetap. Ketika partikel cahaya ini dihentikan oleh sebuah penghalang tak tembus cahaya suatu bayangan tajam akan dibentuk pada penghalang tersebut.

Pada tahun 1804 Thomas Young ilmuwan Inggris berhasil mendemonstrasikan interferensi cahaya yaitu fenomena di mana dua sumber cahaya koheren yang dihasilkan oleh celah ganda membentuk pita terang dan pita gelap secara bergantianpada layar. Fenomena ini menggugurkan teori Newton karena Newton tidak dapat menjelaskan fenomena interferensi cahaya ini

Augustin Fresnel, ilmuwan Perancis melakukan percobaan yang mirip dengan percobaan interferensi Young. Kegagalan Newton membuat Young dan Fresnel mengemukakan teori gelombang transversal cahaya. Keduanya memandang cahaya sebagai gelombang transversal yang merambat melalui suatu medium

James Clerk Maxwell mengajukan suatu teori gelombang elektromagnetik. Suatu medan listrik yang berubah – ubah menginduksikan medan magnetic yang juga berubah – ubah. Selanjutnya medan magnetic yang berubah – ubah ini menginduksi kembali mjedan listrik yang berubah – ubah. Demikian seterusnya sehingga diperoleh prose berantai dari pembentukan medan listrik dan medan magnetic yang merambat ke segala arah. Hasilnya adalah kehadiran gelombang elektromagnetik

Energy gelombang elektromagnetik terbagi sama dalam bentuk medan magnetic dan medan listrik. Medan magnetic dan medan listrik selalu tegak lurus dan keduanya saling tegak lusrus terhadap arah perambatan gelombang. Jadi gelombang elektromagnetik adalah gelombang transversal

Maxwell  menemukan bahwa cepat rambat gelombang elekromagnetik dapat dinyatakan oleh c = 1 / (µo εo)1/2
nilai c = 3,0 x 10^8 m/s tepat sama dengan kecepatan cahaya dalam vakum. Maxwell mengemukakan hipotesis bahwa cahaya adalah suatu gelombang elektromagnetik. Hipotesis Maxwell berhasil dibuktikan secara eksperimen oleh Heinrich Hertz

Arus listrik adalah aliran partikel – partikel bermuatan positif yang melalui konduktor

Arus listrik hanya mengalir pada rangkaian tertutup yakni suatu rangkaian yang bermula dari suatu titik, berkeliling dan akhirnya kembali lagi ke titik tersebut

Kuat arus listrik disebabkan oleh adanya beda tegangan listrik antara dua titik dalam rangkaian tertutup

Arah kuat arus listrik mengalir adalah dari titik berpotensial tinggi ke titik berpotensial rendah. Alat ukur arus listrik (ampermeter)

Alat ukur tegangan listrik (voltmeter)

Alat ukur hambatan listrik (ohmmeter)

Faktor – faktor yang mempengaruhi hambatan suatu pengahantar

1.       Suhu, makin besar suhu makin besar hambatannya

2.       Hambatan jenis kawat, makin besar hambatan jenis makin besar hambatan listriknya

3.       Luas penampang kawat, makin besar luas penampang kawat,makin kecil hambatannya

R = ρ L / A

Hukum I Kirchoff : pada rangkaian listrik yang bercabang junlah kuat arus yang masuk pada suatu titik cabang sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang itu

Susunan Seri penghambat listrik

Untuk penghambat yang disusun seri hambatan penggantinya sama dengan jumlah hambatan tiap penghambat

Empat prinsip sususan seri:

1.       Bertujuan memperbesar hamabatan suatu rangkaian

2.       Kuat arus yang melalui tiap penghambat sama

3.       Tegangan pada ujung hambatan seri sama dengan jumlah tegangan pada ujung tiap penghambat

4.       Susunan seri berfungsi sebagai pembagi tegangan

Kelemahan : jika salah satu lampu putus, maka seluruh lampu akan padam

Manfaat : sekring sengaja dipasang seri dengan rangkaian komponen lain untuk tujuan pengamanan.

Susunan paralel penghambat lsitrik

Untuk penghambat listrik yang disusun secara parallel maka hambatan penggantinya sama dengan jumlah kebalikan hambatan tiap penghambatnya

Empat prinsip susunan parallel

1.       Bertujuan memperkecil hambatan suatu rangkaian

2.       Tegangan pada ujung tiap komponen sama

3.       Kuat arus melalui hambatan pengganti parallel sama dengan jumlah kuat arus yang melalui tiap komponen

4.       Susunan parallel berfungsi pembagi arus

Manfaat : jika salah satu komponen rusak atau gagal komponen yang lain dalam rangkaian masih tetap dapat bekerja.

Perpindahan energy secara alami selalu terjadi dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu lebih rendah

Kalor adalah energy yang berpindah dari benda bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah ketika kedua benda bersentuhan

Suhu adalah derajat panas atau dinginnya suatu benda yang diukur oleh termometer, sedangkan kalor adalah sesuatu yang mengalir dari benda panas ke benda lebih dingin untuk menyamakan suhunya

Persamaan kalor Q = m c ∆t

Q = C ∆t

Keterangan :

Q = kalor (J)

m = massa (kg)

c = kalor jenis (J/kg°C)

C = kapasitas kalor 9 J/°C

Asas Balck

Qlepas = Qterima

Prinsip kekekalan energy: kalor yang dilepaskan oleh air panas (Qlepas) sama dengan kalor yang diterima air dingin (Qterima)

Calorimeter : alat untuk mengukur kalor

Perubahan wujud zat

Melebur : perubahan wujud dari padat menjadi cair

Membeku : perubahan wujud dari cair menjadi padat

Menguap : perubahan wujud air menjadi gas

Mengembun : perubahan wujud dari gas menjadi cair

Menyublim : perubahan wujud dari padat langsung menjadi gas

Deposisi : kebalikan dari menyublim yakni perubahan wujud langsung dari gas ke padat

Alat untuk mengukur suhu adalah termometer. Termometer memanfaatkan sifat termometerik zat untuk mengukur suhu. Sifat termometerik zat adalah sifat fisis yang berubah jika dipanaskan.

Selain termometer zat cair, jenis – jenis termometer lainnya adalah termometer bimetal, termometer hambatan, termokopel, termometer gas, dan pyrometer.

Kalibrasi termometer adlah kegiatan menetapkan skala sebuah termometer yang belum memiliki skala. Standar untuk suhu disebut titik tetap, ada dua titik tetap yaitu titik tetap bawah dan titik tetap atas.

Kalibrasi sebuah termometer adalah penetapan tanda – tanda untuk pembagian skala sebuah termometer. Langkah – langkah dalam mengkalibrasikan termometer:

1.      Menentukan titik tetap bawah

2.      Menentukan titik tetap atas

3.      Bagilah jarak antara kedua titik tetap menjadi beberapa bagian yang sama

4.      Kita dapat memperluas skala ini di bawah titik tetap bawah

Hubungan suhu dan panjang kolom raksa

θ / 100 = Xt – X0 / x100 – X0

suhu adalah ukuran kelajuan gerak partikel – partikel dalam suatu benda. Atau suhu adalah ukuran energy kinetic rata – rata partikel suatu benda

hubungan antara Celcius dan Kelvin

Kelvin = Celsius + 273

Satuan SI untuk suhu adalah Kelvin

Hubungan antara Fahrenheit dan Celcius

F : C = 9 : 5

(tf – 32) : tc = 9 : 5

Ilmu fisika yang mempelajari tentang cahaya disebut optika yang dibagi menjadi 2 yaitu optika geometris dan optika fisis

Optica geometris mempelajari tentang pemantulan dan pembiasan, sedangkan optika fisis mempelajari tentang polarisasi, interferensi, dan difraksi cahaya

Optika Geometris

Pemantulan

Pemantulan teratur : pemantulan cahaya oleh permukaan – permukaan halus

Pemantulan baur : pemantulan cahaya oleh permukaan – permukaan kasar

Hukum pemantulan :                         

Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar

Sinar datang (i) sama dengan sinar pantul (r)

Pemantulan pada cermin datar

Sifat :

a.       Maya

b.      Sama besar dengan bendanya

c.       Tegak dan berlawanan arah

d.      Jarak benda ke cermin sama dengan jarak bayangan dari cermin

Pemantulan pada cermin cekung

Sifat :

a.       Makin dekat letak benda di depan cermin cekung, makin besarbayangannya

b.      Bayangan nyata selalu di depan cermin dan terbalik, sedangkan bayangan maya selalu di belakang cermin, tegak, dan diperbesar

c.       Untuk s > 2f, bayangan nyata, terbalik, dan diperkecil

Untuk s = 2f bayangan nyata, terbalik, dan sama besar dengan bendanya

Untuk f < s < 2f bayangan nyata, terbalik, dan diperbesar

Untuk s = f bayangan berada di tak terhingga, maya, dan tegak

Untuk 0 < s < f bayangan maya, tegak, diperbesar

Nilai s + s’ maksimum sama dengan 4f

Pemantulan apda cermin cembung

Sifat :

Maya, tegak, dan diperkecil

Hukum I Newton adalah Setiap benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda itu

F = 0

Gaya adalah sesuatu yang menyebabkan perubahan gerak

Hukum II Newton adalah Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang beekrja pada suatu benda berbanding lurus dengan besar gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut

F = m a

Hokum III Newton adalah Apabila benda A melakukan gaya kepada benda B maka benda B akan melakukan gaya yang sama besarnya terhadap benda A tetapi arahnya berlawanan

F aksi = - F reaksi

Gerak melingkar adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran dan tiap satuan waktu menempuh busur lingkaran yang sama panjangnya. Atau gerak melingkar adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran dengan kelajuan tetap

Periode gerak melingkar adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu putaran sempurna. Periode diberi lambang T dalam Si satuannya adalah sekon

T = t / n

T = periode (s)

t = selang waktu unntuk menghasilkan n putaran

n = jumlah putaran selama t sekon

frekuensi adalah banyaknya putaran yang terjadi selama satu satuan waktu. Frekuensi dilambangkan dengan f dan satuan Hertz (Hz)

f = 1/T dan T = 1/f

gerak melingkar beraturan memiliki laju yang tetap tetapi kecepatannya berubah – ubah. Jika sebuah benda melakukan satu putaran waktu yang diperlukan (t) adalah T dan panjang lintasan yang ditempuh (s) sama dengan keliling lingkaran 2πR sehingga laju linear gerak melingkar beraturan adalah v = 2πR / T

kecepatan anguler ( kecepatan sudut) adalah besar busur yang dilewati tiap satuan waktu sedangkan kelajuan anguler adalah besar sudut pusat yang dilewati jari – jari tiap satuan waktu. Lambing kecepatan anguler adalah omega (ω) dan satuannya derajat per sekon

ω = 360° / T

besar sudut yang dilewati adalah 360. Jika besar sudut yang ditempuh dalam t sekon adalah θ berlaku

θ = ω t

Benda diam atau bergerak adalah relative, artinya apakah benda tersebut diam atau bergerak tergantung terhadap acuannya

Kelajuan adalah jarak tempuh yang ditempuh oleh benda yang bergerak dibagi waktu tempuh

V = s/t

Dengan s = jarak tempuh (m) dan t = waktu tempuh (s)

Kelajuan rata – rata = jarak tempuh total / waktu tempuh total

Kelajuan sesaat merupakan laju pada suatu saat. Laju sesaat = ∆s / ∆t

Perpindahan adlah perubahan kedudukan akhir terhadap kedudukan awal. Perpindahan adalah besaran vektor yang memperhatikan arah

Kecepatan adalah perpindahan tiap satuan waktu

Kecepatan rata – rata = selisih jarak / selisih waktu

Kecepatan sesaat = ∆ s / ∆t

Kecepatan relatif : adalah selisih dua kecepatan

Percepatan atau akselerasi adalah penambahan kecepatan tiap satuan waktu

a = perubahan kecepatan / perubahan waktu

percepatan rata – rata = ∆v / ∆t

percepatan sesaat adalah kecepatan rata – rata untuk selang waktu mendekati nol

Perlajuan adalah harga dari percepatan. Perlajuan merupakan harga dari percepatan yang tidak mengenal arah sehingga selalu positif. Dengan demikian perlajuan termasuk besaran scalar

BESARAN VEKTOR

Di samping besaran-besaran pokok yang telah kita pelajari yaitu massa, waktu, suhu, panjang, intensitas cahaya, kuat arus, dan jumlah zat, masih ada satu hal lagi dalam ilmu fisika yang perlu kita ketahui yaitu : sifat yang menyangkut arah.

Oleh karena itu besaran-besaran tersebut masih dapat dibagi dalam dua golongan yaitu : besaran Skalar dan besaran Vektor.

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

Contoh : panjang, massa, waktu, kelajuan, dan sebagainya.

Besaran Vektor : adalah Besaran yang ditentukan oleh besar atau nilainya dan arahnya.

Contoh : kecepatan, percepatan, gaya dan sebagainya.

Notasi Vektor

Secara grafis vektor dapat dilukiskan sebagai sebuah anak panah. Panjang anak panah menunjukkan nilai atau besar vektor dan anak panah menunjukkan arah vektor.

Vektor F di tulis : atau

Besar vektor  F ditulis // atau F

Contoh : F = // = 10 satuan.

1.      A = B, jika kedua vektor tersebut mempunyai panjang dan arah yang sama.



2.      adalah vektor yang panjangnya sama dengan panjang tetapi arahnya berlawanan dengan arah .



3.      k  adalah vektor yang panjangnya k kali panjang , dengan arah yang sama dengan  jika k positif.  Dan berlawanan dengan jika k negatif.



Sifat-sifat vektor.

1. +  =  +   Sifat komutatif.

2.  + (+) = (+) +  Sifat assosiatif.

3. a (+ ) = a  + a

4. // + // /+/

Operasi terhadap vektor.

RESULTAN DUA VEKTOR.

Untuk menentukan vektor resultan ( vektor pengganti ) 2 buah vektor dapat dilakukan dengan cara:

A. Jajaran genjang vektor.

a =  sudut antara A dan B

// =

arahnya :

B. Cara segitiga vektor.



a. Penjumlahan dua vektor



b. Pengurangan dua vektor



Untuk Selisih dilakukan penjumlahan dengan lawannya (invers jumlah).



C. Keadaan istimewa

·         Dua vektor yang membentuk sudut 0 o

      // = // + //

Arahnya R sama dengan arah kedua vektor

·         Dua vektor yang membentuk sudut 180o

    // = // - //   jika   // > //

Arahnya R sama dengan arah vektor

    // = // - //   jika   // < //

Arahnya R sama dengan arah vektor

·          Dua vektor yang saling tegak lurus.



// =

arah  : tg a =

 

D. Penguraian sebuah vektor.









 

E. Memadu/menjumlahkan beberapa vektor yang sebidang antara lain.

Ada beberapa cara untuk memadu beberapa vektor sebidang antara lain:

a. Cara Grafis.

1. Cara jajaran genjang.



AB  adalah resultan daridan

R  adalah resultan dari,  dan

2. Cara polygon



R  adalah resultan dari,  dan

b. Cara analitis.

Masing-masing vektor diuraikan menjadi komponen-komponen vektor searah sumbu x dan sumbu y dari sistem koordinat Cartesius.



Vektor

a

v x = v cos a

v y = v sin a

v1

v2

v3

a1

a2

a3

v1 x = v cos a1

v2 x = v cos a2

v3 x = v cos a3

v1 y = v sin a1

v2 y = v sin a2

v3 y = v sin a3

åv x = ................

åv y = ................

Resultan /R  / =

Arah resultan : tg q =

PENGAYAAN

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

Telah kita  lihat bagaimana suatu vektor diuarikan atas komponen-komponen pada sumbu x dan sumbu y. Untuk vektor yang terletak dalam ruang (3 dimensi), maka vektor dapat diuraikan atas komponen-komponen pada sumbu x, y dan z.



a, b, g = masing-masing sudut antara vektor A

              dengan sumbu-sumbu x, y dan z

 = x + y + z

                 atau

 = /x / + /y /+ /z /

/x / =  cos a

/y / =  cos b

/z  / =  cos g

Besaran vektor A



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

Vektor Satuan.

Vektor-vektor disebut vektor satuan karena besar ketiga vektor ini sama dengan 1.

 = 1

PERKALIAN VEKTOR.

a.       Perkalian vektor dengan skalar.

Suatu vektor jika dikalikan dengan suatu besaran skalar maka hasilnya adalah suatu vektor.

Contoh : Mengalikan vektor  dengan suatu skalar k hasilnya adalah suatu vektor pula yang besarnya :

              k dan arahnya searah dengan jika k > 0 berlawanan dengan jika k < 0

                                      

b.      Perkalian vektor dengan vektor.

Dalam perkalian vektor dengan vektor, kita mengenal dua bentuk perkalian , yaitu :

1. Perkalian titik (DOT PRODUCT)

2. Perkalian silang (CROSS PRODUCT)

Dalam Perkalian Titik antara vektor A dengan vektor B akan diperoleh besaran skalar.

Contoh :  ·  = C

C besaran skalar yang besarnya C = // · // cos q

dengan q adalah sudut antara  dengan

Dalam fisika misalnya, gaya ( F ), perpindahan (x) dan kerja (W) maka :  

W =  ·  = // · // cos q

Dalam Perkalian Silang antara vektor A dengan vektor B akan diperoleh besaran vektor.

Contoh :  x  =

 besaran skalar yang besarnya  = / / x // sin q

dengan q adalah sudut antara  dengan

Arah dari vektor  selalu tegak lurus bidang yang dibentuk oleh vektor  dan , menurut aturan sekrup kanan.

Dari vektor  diputar ke vektor .



Catatan :  x   x

                [ x  ] = - [ x  ]

Contoh besaran fisika yang merupakan hasil perkalian vektor adalah : luas, momen gaya dan gaya Lorentz.

Operasi Vektor Pada Vektor Satuan.

Penjumlahan.

4 + 3+ 5+ 3 - 5- 4 = ( 4 - 3 ) + ( 3 - 5 )+ ( 5 - 4 ) = 7 - 2+

Perkalian.

DOT PRODUCT

Sejenis

· = · cos 0o

= ( 1 ) · ( 1 )  ( 1 )

=   1

Tak Sejenis

·  = ·  cos 90o

= ( 1 ) · ( 1 )  ( 0 )

=   0

CROSS PRODUC

T

Sejenis

x = · sin 0o

= ( 1 ) · ( 1 )  ( 0 )

=   0

Tak Sejenis

Untuk mendapatkan hasil perkaliannya dapat digunakan diagram berikut ini.



Perjanjiaan tanda :

- Untuk putaran berlawanan arah jarum jam,

   tanda POSITIF.

- Searah jarum jam NEGATIF.

                                                    Pengukuran

                Dalam fisika banyak dilakukan pengukuran – pengukuran. Pengukuran yang dilakukan oleh orang zaman dahulu untuk mengukur tinggi atau panjang suatu benda, pada umumnya menggunakan jengkal, depa, hasta, dan lain sebagainya. Pengukuran suatu besaran dilakukan dengan membandingkan nilai besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan. Mengukur adalah membandingkan suatu besaran dengan besaran lain yang telah ditetapkan besaran (satuannya).

Satuan yang digunakan pada saat pengukuran dapat berupa satuan baku dan satuan tidak baku. Contoh pengukuran dengan satuan baku adalah mengukur panjang meja dengan menggunakan penggaris yang satuannya meter sedangkan pengukuran panjang meja dengan menggunakan jengkal, balpoin, pensil, lidi, tali dan sebagainya merupakan contoh pengukuran dengan satuan tidak baku.

                Untuk menentukan satuan standar dari suatu besaran harus diperhatikan syarat- syarat standar yang baik. Standar yang baik harus memenuhi :

1.       Tetap, tidak mengalami perubahan dalam keadaan apa pun

2.       Dapat digunakan secara internasional

3.       Mudah ditiru.

Alat ukur panjang dan ketelitiannya

a.       Mistar

Jarak antara dua goresan pendek berdekatan pada mistar yang biasa kita gunakan adalah 1 mm atau 0,1 cm. Nilai ini menyatakan skala terkecil mistar. Jadi, skala terkecil mistar adalah 1 mm atau 0,1 cm. Ketelitian mistar adalah setengah dari skala terkecilnya. Jadi, ketelitian atau ketidakpastian mistar adalah 0,5 mm atau 0,05 cm  

b.      Jangka Sorong

Pada umumnya jangka sorong digunakan untuk mengukur diameter dalam benda dan diameter luar benda. Jangka sorong terdiri atas dua bagian : rahang tetap dan rahang geser. Jangka sorong juga terdiri atas dua skala : skala utama dan nonius. Sepuluh skala utama panjangnya 1 cm sedangkan 10 skala nonius panjangnya 0,9 cm. Jadi beda satu skala nonius dengan skala utama adalah 0,01 cm atau 0,1 mm. jadi skala terkecil jangka sorong adalah 0,1 mm atau 0,01 cm. ketelitian jangka sorong adalah setengah dari skala terkecilnya, yaitu 0,05 mm atau 0,005 cm.

c.       Mikrometer Sekrup

Skala terkecil micrometer sekrup adalah 0,01 mm atau 0,001 cm. jadi ketelitian micrometer sekrup adalah 0,005 mm atau 0,0005 cm

Alat ukur waktu dan ketelitiannya

                Alat ukur waktu yang umum digunakandalam percobaan fisika adalah stopwatch. Pada stopwatch digital kita dapat langsung membaca selang waktu yang diukur pada layar stopwatch. Pada stopwatch analog jarak antara dua gores panjang yang ada angkanya adalah 2 sekon. Jarak ini dibagi 20 skala. Skala terkecilnya adalah 0,1 sekon. Jadi ketelitian stopwatch adalah 0,05 sekon