Halaman
GELOMBANG GELOMBANG ELEKTROMAGNETIKELEKTROMAGNETIKGELOMBANGELEKTROMAGNETIKSPEKTRUM GELOMBANGELEKTROMAGNETIKGELOMBAG ELEKTROMAGNETIKDALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARILANDASAN DASARHIPOTESIS GELOMBANGELEKTROMAGNETIKPERCOBAAN HERTZKONSEP GELOMBANGELEKTROMAGNETIK- BIDANG KEDOKTERAN- BIDANG KOMUNIKASI- BIDANG INDUSTRI6Setelah mempelajari materi "Gelombang Elektromagnetik" diharapkan Anda dapatmenyusun deret gelombang elektromagnetik berdasarkan frekuensi atau panjanggelombang serta mengindentifikasi penggunaan gelombang elektromagnetik dalamkehidupan sehari-hari.
Gelombang bunyi, gelombang tali, gelombang permukaan air merupakangelombang mekanik, karena dalam perambatannya memerlukan zat peran-tara. Cahaya termasuk dalam spektrum gelombang elektromagnetik, karenaperambatan cahaya dapat terjadi tanpa zat perantara.Bagaimana gelombang elektromagnetik terbentuk? Apa sajakah yang ter-masuk dalam spektrum gelombang elektromagnetik?Perhatikan uraian di bawah ini.A. SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIKAda tiga aturan penting yang mendasari munculnya konsep gelombangelektromagnetik.1) Muatan listrik menghasilkan medan listrik di sekitarnya dengan kuat yangdilukiskan oleh hukum Coulomb.2) Aliran muatan (arus) listrik menghasilkan medan magnet di sekitarnyadengan kuat yang dilukiskan oleh hukum Biot-savart.3) Perubahan medan magnet menghasilkan medan listrik dengan aturanseperti dilukiskan oleh hukum induksi Faraday.James Clark Maxwell(1831 – 1879) terdorong untuk melengkapi aturan-aturan tersebut di atas sebab ia yakin bahwa aturan-aturan alam ini mestinyasederhana dan rapi.(Sumber: Admin Adjis)Gambar 6.1 James Clark MaxwellMaxwell berpikir "Kalau perubahan medan magnet menghasilkan medanlistrik, mengapa perubahan medan listrik tidak menghasilkan medan mag-net?"Menurut aturan Faraday, perubahan medan magnet B menghasilkanmedan listrik E yang arahnya tegak lurus B dan besarnya bergantung pada lajuperubahan B terhadap waktu.Dengan aturan Faraday tersebut Maxwell meyakini perubahan medanlistrik E akan menghasilkan medan magnet B yang tegak lurus E dan besarnyabergantung pada laju perubahan E terhadap waktu.Gelombang Elektromagnetik160
Keyakinan Maxwell ini dikemukakan pada tahun 1864 sebagai hipotesiskarena tidak mudah untuk ditunjukkan dengan percobaan. Sebagai gambaranuntuk membuktikan hipotesis Maxwell perhatikan uraian berikut.Gambar 6.2 Gambar 6.2 menyatakan dua bola isolator yang satu diberi muatan positifdan yang lain muatan negatif. Kedua bola diikatkan pada pegas. Jika keduabola digetarkan, maka jarak kedua muatan itu berubah-ubah terhadap waktu.Perubahan jarak kedua muatan menunjukkan perubahan medan listrik yangditimbulkan. Dengan perubahan medan listrik ini, Maxwell meyakini akan ter-jadi medan magnet. Medan magnet yang terjadi akan mengalami perubahanterhadap waktu.Kita tahu bahwa perubahan medan magnet dapat menimbulkan medanlistrik. Perubahan-perubahan medan magnet dan medan listrik itu terjadisecara berkala dan berantai yang menjalar ke segala arah. Karena perubahanberkala yang menjalar lazimnya disebut dengan gelombang, maka gejala ter-sebut dapat dinamakan gelombang eletromagnetik. Penggambaran perambat-an gelombang elektomagnetik seperti tampak pada gambar 6.3 berikut.Gambar 6.3 Rambatan gelombang elektromagnetikDari gambar 6.3 terlihat besar medan listrik berubah-ubah (ditunjukkanoleh simpangan gelombang E) dan besar medan magnet juga berubah-ubah(ditunjukkan oleh simpangan gelombang B).Berapakah kecepatan merambat gelombang elektromagnetik?EBarahperambatanE B c+-Fisika SMA/MA Kelas X161
Maxwell ternyata tidak hanya meramalkan adanya gelombang elektro-magnetik, tetapi ia juga mampu menghitung kecepatan merambat gelombangelektomagnetik.Menurut perhitungan, kecepatan merambat (C) dari gelombang ini hanyabergantung pada dua besaran yaitu permitivitas listrik εodan permeabilitasmagnet μomenurut hubungan:εo= 8,85 x 10-12C2/Nm2μo= 4πx 10-7wb/AmJika harga itu dimasukkan dalam persamaan di atas, diperoleh: C = 3 x 108m/sBetapapun indahnya hipotesis Maxwell namun tetap tidak akan diterimasebelum ada eksperimen yang sanggup menguji kebenaran ramalan-ramalannya.Setelah beberapa tahun Maxwell meninggal dunia, Heinrich RudolfhHertz(1857 – 1894), seorang fisikawan Jerman, untuk pertama kali berhasilmelakukan eksperimen yang dapat menunjukkan gejala perambatan gelom-bang elektromagnetik.(Sumber: Admin Adjis)Gambar 6.4 Heinrich Rudolf HertzDalam percobaannya, sebagai penghasil gelombang digunakan alat yangserupa dengan induktor Ruhmkoff. Perhatikan gambar 6.5 di bawah ini.Gambar 6.5 Perambatan gelombang elektromagnetikJika P digetarkan, maka terjadi getaran pada rangkaian kawat Q yang nampaksebagai loncatan bunga api di A. Jika kawat B yang tidak bermuatandidekatkan dengan A ternyata di B terjadi juga loncatan bunga api. Ini menun-jukkan bahwa ada pemindahan energi (perambatan) elektromagnetik dari A ke B.PQABCo=1εμ . oGelombang Elektromagnetik162
Gelombang elektromagnetik adalah suatu bentuk energi, umumnyadihasilkan oleh elektron-elektron yang bergetaran. Gelombang elektromag-netik dipancarkan oleh benda alam, seperti matahari. Ada juga yang dapatdihasilkan oleh alat buatan manusia, misalnya gelombang radio. Yangmembedakan gelombang-gelombang elektromagnetik adalah panjang gelom-bangnya. Gelombang elektromagnetik ini memiliki spektrum yang amat lebardari λ= 108m sampai λ= 10-17m, perhatikan gambar 6.6 di bawah ini.(Sumber: Admin Adjis)(a)(b)Gambar 6.6 Spektrum gelombang elektromagnetikHubungan antara frekuensi (f) dan panjang gelombang (λ) dinyatakandengan:C = cepat rambat gelombang elektromagnetik di udara.Contoh soal 6.11. Sebuah pemancar radio bekerja pada frekuensi 5 MHz. Berapakah panjanggelombang radio yang terpancar dari pemancar radio tersebut?Penyelesaian : Diketahui: f = 5 MHz = 5.106HzDitanya: λ= ...?λ=Cf10-1510-1010-510010510510010101015102010201025frekuensi dalam cycle per detikpanjang gelombang dalam metersinar gammasinar Xsinar ultraungucahayagelombanginfra merahradar dan televisigelombang radioFisika SMA/MA Kelas X163
Jawab:Uji Pemahaman 6.1Kerjakansoal berikut!1. Sebutkan tiga aturan dasar yang melandasi pemikiran Maxwellsehingga ia mengemukakan hipotesis "Perubahan medan listrik dapatmenimbulkan medan magnet"?2. Mengapa nilai cepat rambat gelombang elektromagnetik di suatumedium selalu tetap?3. Pemancar radio bekerja pada gelombang 50 meter. Berapakah frekuensidari pemancar radio tersebut?B. GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK DALAM KEHIDUPANDari gambar 6.6 (a), tampak adanya keterkaitan erat antara gelombangelektormagnetik dengan kehidupan sehari-hari. Perhatikan uraian di bawahini.1. Gelombang radioGelombang radio mempunyai panjang gelombang antara 30 m sampai30.000 m.Gelombang radio meliputi:(LW = long wave), gelombang panjang(MW = medium wave), gelombang menengah(SW = short wave), gelombang pendek(VHF = very high frequency), gelombang frekuensi tinggi(UHF = ultra high frequency), gelombang frekuensi sangat tinggiGelombang radio digunakan untuk mebawa isyarat bunyi dan isyaratgambar melalui jarak yang jauh.Gelombang radio dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer yang ada diatmosfer dan cara membawa isyarat bunyi tersebut dengan mengadakanperubahan amplitudo atau AM (amplitudo modulation).λλ===cf di mana C = 3 . 10 m/s . 10 . 10 m6863360Gelombang Elektromagnetik164
Fisika SMA/MA Kelas X165Gambar 6.7 Pantulan gelombang radio oleh ionosferGambar 6.8 Proses amplitudo modulationPada frekuensi yang lebih tinggi, sektira 108hertz, gelombang elektromag-netik dapat menembus lapisan ionosfer. Sebagai alat komunikasi diperlukanjasa satelit untuk menangkap gelombang itu dan memancarkannya lagi ketempat-tepat yang lebih jauh. Misalnya, pada pesawat televisi dan pesawatradio FM menggunakan gelombang ini sebagia pembawa informasi dengancara mengadakan perubahaan frekuensi atau FM (frequency modulation).Gambar 6.9 Pancaran gelombang mikro digunakan untuk menyalurkan gambar televisi ataupercakapan telepon ke pelbagai penjuru dunia melalui satelit komunikasi.Gambar 6.10 Proses frequency modulationGelombang bunyiGelombang radioGelombang FM+Gelombang bunyiGelombang radioGelombang AM+ionosferBUMI
2. Gelombang TVGelombang TV mempunyai panjang gelombang sekitar 3 m. GelombangTV tidak dipantulkan oleh lapisan ionosfer, sehingga dalam membawa isyaratinformasi jarak jauh diperlukan satelit.3. Gelombang mikroGelombang mikro adalah gelombang radio yang mempunyai panjanggelombang terpendek. Pancaran gelombang mikro yang diteruskan olehsatelit, digunakan untuk menyalurkan percakapan telepon atau gambar tele-visi ke pelbagai penjuru dunia. Dengan cara inilah kita di Indonesia dapatmenyaksikan langsung pertandingan-pertandingan olahraga di luar negeri.Gelombang mikro juga dapat menghasilkan panas. Hal ini dapat dilihatpada penggunaannya dalam oven gelombang mikro untuk memanaskanmakanan dengan cepat.(Sumber: Clip art)Gambar 6.11 Stasiun Bumi merupakan penyalur telekomunikasiGelombang radar termasuk gelombang mikro yang dapat digunakanuntuk mendeteksi jarak. Bagaimana formula jarak yang terdeteksi oleh gelom-bang radar? Perhatikan uraian di bawah ini.Gambar 6.12 Pemancar radarGelombang Elektromagnetik166
Gelombang radar yang ditangkap oleh pesawat radar setelah dipantulkanoleh pesawat udara menempuh jarak 2s (bolak-balik). Jika cepat rambatgelombang radar di udara sama dengan c, maka2s = c . t4. Sinar inframerahSinar inframerah dipancarkan oleh semua benda yang panas. Sinarinframerah dapat menembus kabut dan awan. Dengan film khusus untuksinar inframerah, dapat dibuat potret dari benda yang tertutup oleh kabut.(Sumber: Admin Adjis)Gambar 6.13(a) Gambar 6.13(b) Potret inframerah yang diambil dari satelit Potret inframerah bagian dalam tubuh manusia5. Gelombang cahayaJika suatu benda menjadi sangat panas, benda itu akan memancarkancahaya. Cahaya ini adalah satu-satunya gelombang elektromagentik yangdapat ditangkap oleh mata manusia.6. Sinar ultravioletSinar ultraviolet terdapat dalam sinar matahari. Sinar ini tak tampak olehmata tetapi dapat merusakkan retina mata. Bila kita terlalu lama kena sinarmatahari, kulit kita lebih gelap karena radiasi sinar ultraungu.Sc= . t2Fisika SMA/MA Kelas X167
Gelombang Elektromagnetik1687. Sinar X dan sinar gammaSinar-X dan sinar gamma mempunyai panjang gelombang terpendek diantara semua gelombang elektromagnetik. Gelombang-gelombang ini mem-punyai daya tembus besar, baik melalui tubuh manusia maupun benda-bendapejal seperti timah hitam. Sinar-X digunakan untuk membuat foto rontgen.(Sumber: Admin Adjis)Gambar 6.14 Daya tembus sinar-X berguna untuk "melihat" bagian dalam benda tanpa perlu membukanyaTabel berikut memuat beberapa penggunaan khusus dari gelombangelektromagnetik dan beberapa sumber gelombang tersebut. Tampaklah bahwacahaya hanya merupakan bagian kecil dari spektrum elektromagnetik.Tabel Spektrum elektromagnetikGelombangPenggunaanSumber (buatan manusia)Gelombang radio:LWMWradiopemancar radioSWVHFradio stereopemancar TVUHFtelevisigelombangsatelit komunikasi rangkaian elektronik, yang mikroradardi dalamnya elektron-elektronoven gelombang digetarkanmikroInframerahpemanas listriklogam pijar (benda panas)Cahaya tampakpenerangan listrik benda pijar yang sangat panasUltraungulampu ultraungu gas yang berpijarSinar-Xfoto rontgentabung sinar-XSinar gammasemacam fotobahan radioaktifrontgen daribenda-bendalogam
Contoh soal 6.21. Pesawat radar digunakan untuk mendeteksi pesawat udara yangmelaluinya. Ternyata pesawat radar dapat menangkap gelombangradarnya setelah dipantulkan oleh pesawat udara dalam waktu 0,1 sekon.Berapakah jarak pesawat radar dan pesawat udara saat itu?Penyelesaian:Diketahui: Δt = 0,1 sekonDitanya: S = ...?Jawab:Uji Pemahaman 6.2Kerjakan soal berikut!1. Apakah yang dimaksud dengan frequency modulation?2. Mengapa Indonesia sangat membutuhkan satelit untuk memperlancararus komunikasi?3. Pemancar radar sedang mendeteksi keberadaan pesawat udara yangberjarak 1500 m dari pesawat radar. Berapakah waktu yang diperlukanoleh pesawat radar untuk menangkap kembali gelombang radar sete-lah dipantulkan oleh pesawat udara tersebut?- Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang terjadi karena adanyaperubahan medan listrik menjadi medan magnet, perubahan medanmagnet menjadi medan listrik secara berkala dan kontinu.- Dalam perambatan gelombang elektromagnetik arah medan listrik E danmedan magnet B tegak lurus arah rambatnya.- Cepat rambat gelombang elektromagnetik di udara :- Percobaan Hertz dapat menunjukkan rambatan gelombang elektromag-netik- Panjang gelombang spektrum gelombang elektromagnetik terbentangantara λ= 108m sampai 10-17m.co==13εμ . x 10 o8msSC== . t=3 . 10 . 0,12 . 10 m87Δ215,Fisika SMA/MA Kelas X169RRRaannggkkuummaann
- gelombang elektromagnetik- cepat rambat gelombang elektro-magnetik- permitivitas listrik- permeabilitas magnet- Maxwell- Hertz- spektrumGelombang Elektromagnetik170KATA KUNCIUJI KOMPETENSIA. Pilih salah satu jawaban yang paling benar!1. Di bawah ini yang merupakankelompok gelombang elektro-magnetik dengan urutanfrekuensi makin besar adalah....a. gelombang radio, ultra-violet, dan inframerahb. sinar gamma, sinar-X, danultravioletc. sinar merah, sinar kuning,sinar birud. radar, gelombang TV, dangelombang radioe. sinar-X, inframerah, dangelombang radio2. Gelombang elektromagnetikdengan panjang gelombang 6 x10-17m di udara merambat de-ngan kecepatan 3 x 108m/s.Gelombang elektromagnetikdengan panjang gelombang 1,2x 10-6m di udara merambatdengan kecepatan ....a. 1,5 x 108m/sb. 6 x 108m/sc. 9 x 108m/sd. 3 x 108m/se. 3,6 x 108m/s3. Gelombang elektromagnetikyang dapat digunakan untukmendeteksi jarak adalah ....a. radarb. gelombang radioc. gelombang TVd. inframerahe. sinar-X4. Gelombang elektromagnetikyang dapat digunakan untukmemotret bagian dalam tubuhmanusia adalah ....a. sinar-Xb. inframerahc. cahaya tampakd. sinar-X dan cahaya tampake. sinar-X dan inframerah5. Gelombang elektomagnetikdengan panjang gelombang5000 Å merambat di udara.Frekuensi gelombang tersebutadalah ....a. 6 x 1014Hzb. 6 x 1015Hzc. 1,5 x 1015Hzd. 1,67 x 1015Hze. 1,67 x 1014Hz
6. Sebuah pemancar radio bekerjapada frekuensi 6 MHz. Panjanggelombang dari gelombangradio yang terpancar adalah ....a. 1,8 md. 50 mb. 3,6 me. 5000 mc. 20 m7. Gelombang elektromagnetikyang dihasilkan oleh unsurradioaktif adalah .....a. gelombang mikrob. sinar-Xc. laserd. radare. sinar gamma8. Pesawat radar sedang mende-teksi posisi sebuah pesawat ter-bang. 0,04 sekon setelah gelom-bang radar terpancar dandipantulkan pesawat terbang,gelombang radar dapatditangkap lagi oleh pesawatradar tersebut. Jarak pesawatradar dan pesawat udaraadalah ....a. 1200 md. 1200 kmb. 6000 me. 6000 kmc. 8000 m9. Di bawah ini yang menggam-barkan gelombang AM adalah....a.b.c.d.e.10. Yang dapat merusak kulit kitajika terkena oleh gelombangelektromagnetik melalui proseskimia adalah ....a. sinar-Xb. inframerahc. sinar gammad. cahaya tampake. ultravioletFisika SMA/MA Kelas X171B. Kerjakan soal-soal di bawah ini dengan benar!1. Di antara ketiga aturan yang mendasari munculnya konsep gelombangelektromagnetik, aturan manakah yang paling kuat berpengaruh? Beripenjelasan!2. Apakah yang terjadi jika kulit kita menyerap:a. pancaran ultravioletb. pancaran ultraungu3. Jenis pancaran sinar apakah yang:a. dihasilkan oleh benda yang panas,b. dapat ditangkap oleh mata,c. dapat merusak retina!4. Sebutkan kelebihan dan kekurangan dari pemancar radio yang meng-gunakan sistem AM dan FM!5. Bagaimanakah hubungan panjang gelombang (λ) dan frekuensi (f)dalam perambatan gelombang elektromagnetik di udara? Buktikan!
Ulangan Semester 21721. Titik dekat seorang presbiopiadalah 50 cm. Apabila ia hen-dak membaca buku yang dile-takkan pada jarak 25 cm makaia memerlukan kacamata yangberukuran ....a. -2 dioptri b.1⁄2 dioptri c. +1⁄2dioptrid. + 2 dioptrie. + 4 dioptri2. Mata dapat melihat sebuahbenda apabila terbentuk ba-yangan ....a. sejati, tegak di retinab. sejati, terbalik di retinac. maya, tegak di retinad. maya, terbalik di retinae. maya, tegak di lensa mata3. Seorang menggunakan lensakacamata -2 dioptri ini berarti ti-tik dekat mata orang tersebut ....a. 25 cmd. 400 cmb. 200 cme. 100 cmc. 50 cm4. Sebuah mikroskop mempunyaipanjang tubus 18 cm. Jarak titikapi lensa objektif = 0,9 cm danjarak titik api lensa okuler = 5cm. Untuk benda yang terletak1 cm dari lensa objektif diper-oleh perbesaran linier ....a. 35 kalib. 60 kali c. 45 kalid. 50 kalie. 11,25 kali5. Seorang dapat melihat denganjelas jika benda berada padajarak 120 cm atau lebih. Agardapat mengamati benda padajarak 20 cm dari mata, orangtersebut harus memakai kaca-mata dengan lensa berjarak titikapi ....a. 24 cm d. -17,14 cmb. 17,14 cm e. 18,24 cmc. -24 cm6. Agar dapat melihat secara nor-mal, seorang harus menggu-nakan kacamata dengan lensaberkekuatan -0,125 dioptri. Halini menunjukkan bahwa ....a. jarak titik dekat mata orangtersebut 8 meterb. jarak titik dekat mata orangtersebut 12,5 meterc. jarak titik jauh mata orangtersebut 12,5 meterd. jarak titik jauh mata orangtersebut 8 metere. jarak titik dekat mata orangtersebut 20,5 meter7. Sebuah lup digunakan untukmelihat benda kecil denganberakomodasi maksimum olehorang bermata normal dandapat membentuk bayanganmaya sampai 9 kali besar ben-danya. Kekuatan lup tersebutadalah ....a. 5,45 D d. 32 Db. 3,125 D e. 36 Dc. 9 DULANGAN SEMESTER IIA. Pilihlah satu jawaban yang paling benar!
Fisika SMA/MA Kelas X1738. Naiknya raksa atau alkoholpada pipa kapiler suatu ter-mometer memperlihatkanbahwa ....a. raksa atau alkohol mengala-mi pemuaian panjangb. pemuaian volum zat padatlebih cepat daripada zat cairc. pemuaian zat cair lebihbesar daripada zat padatd. hanya raksa dan alkoholyang mengalami pemuaianvolume. raksa atau alkohol mem-punyai sifat Kapilaritas9. Tepat pada saat skala reamurdan Fahrenheit menunjukkanangka yang sama, skala Celciusmenunjukkan angka ....a. 25,6d. 32b. 24e. 32,6c. 25,610. Batang kuningan pada suhu10oC mempunyai panjang 2 m.Batang kuningan dipanasi sam-pai 100oC. Jika a kuningan =10-5/oC maka pertambahanpanjangnya ....a. 0,4 mmd. 2 mmb. 1,2 mme. 2,4 mmc. 1,8 mm11. 100 gram dari -5oC dicampurdengan 200 gram air dari 30oCpada tekanan 1 atm. Kalor jenises 0,5 kal/groC dan kalor lebures 80 kal/gram. Jika hanya ter-jadi pertukaran kalor antara airdan es maka pada akhir ....a. suhu seluruhnya di atas100oCb. suhu seluruhnya di bawah 0oCc. suhu seluruhnya 0oC dansemua es leburd. suhu seluruhnya 0oC dansemua air membekue. suhu seluruhnya 0oC dansebagian es melebur12. Kapasitas kalor suatu benda 5J/K, artinya ....a. untuk menaikkan suhubenda diperlukan kalor 5jouleb. untuk menaikkan suhubenda 1 kelvin diperlukankalor 5 joulec. benda memiliki kalor 5 jouled. benda hanya mampumenerima kalor 5 joulee. jika benda bersentuhandengan benda lain akanmemberikan kalor 5 joule.13. Sebuah benda pada suhu 20oCpanjangnya 1 meter. Jika koe-fisien muai panjangnya 5.10-4/oCmaka panjang benda pada suhu50oC adalah ....a. 101,5 cmd. 113,5 cmb. 105,3 cme. 115,8 cmc. 108 cm14. Volum minyak pada suhu 26oCadalah 10 liter dan pada suhu46oC menjadi 10,18 liter. Makakoefisien muai ruang minyak....a. 0,0009/oC d. 0,0028/oCb. 0,0018/oC e. 0,009/oCc. 0,18/oC15. Sebuah lampu pijar 100 W; 220V; menyala pada tegangan 220V selama 10 jam. Energi listrikyang digunakan lampu tersebutadalah .... KWh.a. 1d. 20b. 2e. 22c. 10
Ulangan Semester 217416. Tiga lampu dengan spesifikasimasing-masing 10 W/110 V, 20W/110 V dan 60 W/110 V,dirangkai paralel pada tegang-an 110 V, maka jumlah dayalampu itu adalah ....a. 90 wattd. 10 wattb. 60 watte. 6 wattc. 20 watt17.R = 10 ΩC = 10 μCE = 5 Vr = 10 ΩMaka nilai I adalah ....a.2⁄5Ab.4⁄5Ac.5⁄7Ad.3⁄8Ae. 018. Pada elemen volta, kutub posi-tifnya terbuat dari keping ....a. seng b. timbalc. karbond. tembagae. timbal dioksida19. Rangkaian seperti pada gambarR1= R2 = R4 = 2 Ω, R3= 3 Ω. GGLbaterai E = 6 V dan hambatandalamnya 0,25. Arus pada R3adalah ....a. 1,15 Ab. 0,96 Ac. 0,75 Ad. 0,65 Ae. 0,50 A20. Sebuah keluarga menyewalistrik PLN sebesar 500 wattdengan tegangan 110 volt. Jikauntuk penerangan keluarga itumenggunakan lampu 100 watt,220 volt, maka jumlah lampumaksimum yang dapatdipasang ....a. 5 buahb. 10 buahc. 15 buahd. 20 buahe. 25 buah21. Jika tegangan listrik di rumahmengalami penurunan 20%dari tegangan semula makadaya listrik pada alat-alat listrikdi rumah mengalami ... darisemula.a. penurunan 36%b. kenaikan 36%c. penurunan 64%d. kenaikan 64 %e. penurunan 80%22. Pada reaksi pemakaian aki tim-bul asam sulfat elektroda positif(PbO2) dan elektroda negatif(Pb) akan diubah menjadi .... a. PbSO4b. PbO2c. PbSO2d. Pb2+e. H2O23. Seberkas sinar X dengan pan-jang gelombang 1.5Å mempu-nyai frekuensi....a. 1.b. 2c. 3d. 4e. 5ER1R2R3R4RrECCRR
Fisika SMA/MA Kelas X17524. Urutan spektrum gelombangelektromagnetik yang benaruntuk variasi frekuensi besar kefrekuensi kecil adalah ....a. cahaya biru, hijau, sinarinfra merah, gelombangradarb. cahaya hijau, biru, sinar x,sinar gammac. sinar infra merah, sinarultraviolet, cahaya hijau,birud. gelombang radar, cahayahijau, biru, gelombang radioe. sinar x, sinar gamma,cahaya biru, hijau25. Perhatikan pernyataan berikut!1) di udara kecepatannya cen-derung sebesar 3 x 108m/s2) dapat merambat di ruanghampa3) dapat mempengaruhi lem-peng film4) merupakan gelombang lon-gitudinalPernyataan yang merupakansufat gelombang elektromag-netik adalah ...a. 1) dan 2)d. 2), 3), dan 4)b. 1), 2) dan 3) e. 3) dan 4)e. 1) dan 4)B. Jawablah soal-soal di bawah ini!1. Seorang bermata normal mengamati benda kecil menggunakan lupdengan mata berakomodasi maksimum. Ternyata perbesaran sudutyang diperolehnya 4 kali. Berapakah kekuatan lensa lup tersebut?2. Sebuah kubus yang panjang rusuknya 10 cm dan mempunyai emisivi-tas = 0,8 dipanasi sampai bersuhu 500 K, berapa joule energi kalor yangterpancar dari keseluruhan bidang sisi kubus selama 10 menit?3.Perhatikan percabangan rangkaianlistrik di samping jika i2= i3; i4= 2i2;i5= 4i3dan i1= 16 mA. Hitung nilai i2,i3, i4dan i5!4. Tiga hambatan yang sama dirangkai seri dan dihubungkan denganbeda potensial tertentu, ternyata daya listrik yang timbul sebesar 10watt. Jika ketiga hambatan itu kemudian dirangkai paralel dandihubungkan dengan beda potensial yang sama maka berapa dayalistrik yang timbul?5. Apakah manfaat sinar gamma di bidang kedokteran dan pertanian?i1i2i3i5i4
Glosarium176GLOSARIUMAAkomodasi: kemampuan lensa mata untuk mencembung atau memipihAnomali air: sifat keanehan dari air pada suhu 0oC sampai dengan 4oCCCross product : hasil kali silang antara dua vektorDDeviasi: pembelokan arah rambat cahayaDot product: hasil kali titik antara dua vektorEEfisiensi trafo : perbandingan daya sekunder dan daya primerEter: zat yang diasumsikan sebagai medium perambatan gelom-bang elektromagnetik di hampa udaraGGaya gerak listrik : beda potensial sumber listrik selama tidak mengalirkanarus listrikGaya sentripetal : gaya penggerak benda yang melakukan gerak melingkaryang arahnya menuju titik pusat lingkaranHHambatan jenis : konstanta hambatan suatu penghantarIIndeks bias: nilai kerapatan medium secara optikKKalor laten: kalor yang tersimpan yang digunakan untuk merubahwujud zatKalori: satuan kalor
Fisika SMA Kelas XII177Koefisien pemuaian : suatu nilai konstanta dari setiap jenis zat yang memuaiKoordinat polar : koordinat untuk menyatakan posisi dari titik partikel yangmelakukan gerak melingkarMMassa gravitasi : massa benda yang dapat dari hasil bagi gaya berat bendadan percepatan gravitasiMassa kelembaman : massa benda yang didapat dari perbandingan gayayang bekerja pada benda dan percepatan yang timbulpada bendaMedan penglihatan : daerah pandang mataMedium: zat perantara rambatan gelombangNNonius: yaitu skala yang terletak pada rahang sorong pada jangkasorongNotasi ilmiah : cara menyatakan angka-angka yang terlalu berdasar atauterlalu kecil dalam bentuk a x 10n di mana -10 < a < 10 dann = bilangan bulatPPerbesaran sudut : perbandingan antara sudut lihat dengan alat dan sudutlihat tanpa alatPercepatan sentripetal: percepatan pada gerak melingkar yang arahnyamenuju pusat lingkaranPolarisasi: timbulnya gelembung gas pada kutub positifsumber listrikPunctum proksimum (pp) : jarak terdekat yang dapat terlihat jelas denganmata berakomodasi maksimumPunctum rematum (pr) : jarak terjauh yang dapat terlihat jelas denganmata tanpa berakomodasiRRadian: satuan sudut datarResultan vektor: hasil jumlah dari beberapa vektor
GlosariumSShortnormal (Sn) : jarak titik dekat normalSifat termometrik : sifat-sifat benda yang berubah karena dipanaskanSkala putar: yaitu skala yang terletak pada selubung luar darimikrometer sekrupTTegangan jepit: beda potensial sumber listrik selama mengalirkan aruslistrikTegangan polarisasi : tegangan rugi sumber listrikTitik api: titik tempat berkumpulnya sinar-sinar sejajar setelahdikumpulkanTitik beku: suhu pada saat zat cair sedang membeku pada tekanan1 atmTitik didih: suhu pada saat zat cair sedang mendidih pada tekanan1 atmTubus: jarak antara lensa objektif dan lensa okuler1 kalori = 4,18 joule1 radian = 57,32o178
Fisika SMA Kelas X179ckNsdhLgdSDVWAckNsRRWAYaIndeksAakomodasi, 78, 81, 84, 85, 86 Alternatif Current (AC), 150amperemeter, 128, 129, 130, 131, 140,141Amplitudo Modulation, 164, 165angka penting, 8, 9, 10appature, 80asas black, 101Bbeda potensial, 128, 131, 133, 142, 147,151, 152Ccelcius, 94, 95, 96,cross product, 22Ddiafragma, 80dinamika partikel, 53dioptri, 79, 89, 90Direct Current (DC), 149dot product, 22Eemetrop, 74Ffahrenheit, 94film, 80foto rontgen, 168frekuensi, 41, 45, 50, 51Frequensi Modulation, 164GGay-Lussac, 111gaya berat, 57, 58, 63gaya sentripetal, 42, 43, 44, gaya, 14, 15, 16, 17,1 8, 19, 20, 21, 22, 24gelombang elektromagnetik, 160, 161,162, 163, 164, 165, 168gelombang mikro, 172, 173gerak melingkar, 38, 39, 40, 41, 42, 43,45, 46, 49gerak rotasi, 30gerak translasi, 32GGL, 135, 136, 137, 147, 151, 152gravitasi, 48, 63Hhipotesa Maxwell, 167, 170hukum Boyle, 111hukum I kirchoff, 141hukum II kirchoff, 147hukum I Newton, 52, 54, hukum II Newton, 43, 47, 54, 56hukum III Newton, 57hukum kelembaman, 54IINDEKS
IndeksIinduktor Ruhmkoff, 170iris, 74ionosfer,isobarik, 110, 123isokhorik, 110, 123isolator, 101, 114, 116isotermis, 111Jjangka sorong, 4, 5, 6, 7, 11Kkalor, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104,114, 115, 116, 117, 118, 119, 120kalor beku, 103kalor embun, 103kalor sublim, 103kalor uap, 111kalori, 98, 111kalorimeter, 111kecepatan sudut, 42, 46, 54kelajuan linier, 41, 42, 43kelvin, 94, 95kereta dinamika, 33, 35kinematika partikel, 30komponen vektor, 20konduksi, 114, 115, 117, 119, 120konduktor, 114, 120konveksi, 114, 116, 117, 118, 119, 120, kornea, 78kuat arus, 128, 131, 133, 135, 140, 141,146, 152Llambang dimensi, 14, 15lensa mata, 78lensa objektif, 82, 73, 84, 85, 86lensa okuler, 82, 83, 84, 85, 86long wave, 164Mmedan magnet, 160, 161medan listrik, 160, 161medium wave, 164mikrometer sekrup, 7mikroskop, 78, 82miopi, 78mistar, 4, 5, 8, 11multiflier, 128musschenbroek, 107Ooptik, 78Pparalel, 130, 142, 144, 147, 150percepatan sentripetal, 42, 43, 49percobaan Hertz,periode, 41, 42, 48, 50, 51permeabilitas magnet, 162permitivitas listrik, 162poligon gaya, 15, 16presbiopi, 79pupil, 78Rradar, 172, 173, 174, 176radian, 39, 40, 42, 44180
Fisika SMA Kelas X181radiasi, 114, 119, 120reamur, 94, 97, 98, 99rel presisi, 34, 35resultan, 16, 17, 18, 19, 20, 21retina, 78Sseri, 120, 141, 146, 147short wave, 164shunt, 132shutter, 80sifat termometrik, 94skala nonius, 6, 7speedometer, 32spektrum, 159, 163, 168Ttegangan jepit, 135, 136termometer, 94, 95, 96, 101teropong, 78, 84, 85, 86transformator, 128trolly, 53, 54, 55Uultra high frekuency, 164Vvektor,1 5, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23,24very high frekuency, 164voltmeter, 128, 129, 130, 131
FISIKASMA Kelas X182KURIKULUM BERBASIS KOMPETENSI, KOMPETENSI DASAR MATAPELAJARAN FISIKA UNTUK SMA. ALONSO - Finn, 1992, Dasar-dasar Fisika Universitas Edisi kedua (terjemahan),Jakarta: Penerbit Erlangga. Alvin, H., 1998 ; 3000 Solved Problem in Physics, New York : McGraw–Hill BookCompany. Bueche, F.J 1991, Teori dan Soal-soal Fisika (terjemahan). Jakarta: PenerbitErlangga. Halliday-Resnick, 1984, Fisika Jilid 2 Edisi ketiga (terjemahan), Jakarta: PenerbitErlangga. Sears, F.W-Zemarnsky, MW 1963, Fisika untuk Universitas (terjemahan),Bandung: Penerbit Bina Cipta. Surya, Y, 1996, Olimpiade Fisika, Edisi Pertama, Jakarta: Penerbit PT. PrimatikaCipta Ilmu. Fishbane, P.M., Et all, 1993, Physics for Scientists and Engineers Extended Version,New Jersey: Prentice Hall, Inc. Hakim L. Malasan-Moh. Ma’mur Tanudidjaja, Jagad Raya, Pelengkap Buku IPBAuntuk SMU kelas 1, 2, 3. Departemen Pendidikan danKebudayaan, 1999. – Serway, R.A. dn Faughn, R. A. dan Faughn, J. S., 1999, College Physics,USA:Harcourt Brace College Publishers. Moh Ma’mur Tanudidjaja, Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa untuk SekolahMenengah Umum. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Standford, A. L. dan Tonner, J.M., 1985, Physics for Students of Science andEngineering, Orlando: Academic Press, Inc. Soendjojo Dridjo Soemarto, Drs. Mpd, dkk. Materi pokok Pendidikan IPA 2,Modul U. T. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Proyekpenataran guru SD setara D2, Jakarta 1990 Wajong, P. Drs. dkk, Bumi dan Antariksa 2 untuk SMP, Departemen Pendidikandan Kebudayaan, 1994. DAFTAR PUSTAKA
Fisika SMA Kelas XKUNCI JAWABAN183BAB 1A.1. C3. DFR2= F12+ F22+ 2F1F2cos α1200 = 3F2F = 20 N5. A7. CS . u = 3,5 mS . P = 0,20 mm +H.U = 3,70 mm9. BB.1. a. Karena perpindahan adalah perubah-an posisib. Tidak samac. Jarak, panjang lintasan yang ditempuhperpindahan, dan perubahan posisi3. a. FRmaks= F1+ F2= 35 Nb. FRmin= F1– F2= 5 Nc.5.BAB 2A.1. BS = 5 x 36 = 180 m3. B5. C7. D9. CSyarat benda seimbang ΣF = 011. Ba ~ αa ~ 1⁄m13. E15. CB.1. vPQ= vP– vQ50 = VP– 70VP= 120 m/shAhBVoAtAgtAVoBtBgtBtBtBtBtBtBtB=−=−+− + = −==122122202 52250522004()(), sekonSa==−1220 04 . 4 . 20 = 40 m=5 ms2rs=0rrrraaaa . b = . b cos 0 = 0 cos =0 . b|= . b sin . 8 . 12 No2αααα48610340 3|==FF2Roo== 0 = ,4272 =5,29sinsin,sin,sinsinsinβαβββ1 530 41602F FFFFFFRRR= cos == 0,41 N121212400 225 3003++++α|.,rrabbb . b|= a . b sin sin 30oα==140 1252LAMPIRAN
Kunci Jawaban3. Gerakan dari A ke Bvt= vo+ at140 = 0 + 2t1t1= 20 sekonSAB= vot1+ 1⁄2at12= 400 mSBC= SAC– SAB= 200 mGerakan dari B ke CSBC= V2. t2200 = 40 . t2t2= 5 sekont = t1+t2= 25 sekon5.7.ΣF = m . aF1+ F2cos α= m . a2 + 0,5 = 2aa = 1,25 m/s29. a. vt12= vo2+ 2ah1vt12= 6400 + 3600vt1= 100 m/svt2= vo2– gt2⇒vo2= vt10 = 100 = 10t2t2= 10 sekonb.BAB 3A.1. A3. B5. Dfob< sob< 2fob7. Asok< fok9. BB.1.3.fpcmss fsss==+=+===100 10020 511111520 5100105100200,,, cm'1111251501501002ss fffcmpfD+====='±11111501501002ss fffcmpfD+=∞−==−==−'hvotgthhgh222122221000 50021500230 000173 2=−+=−+====h2= 500 mh=h1 mvtvt m/s.,Svt atSo=+=+120122 . 1,25 . 100S = 62,5 mFsmvRNWmvRvvv=−=−====2206 02002202200800242,,,,,, . m/s184
Fisika SMA Kelas X5. a.b. d = s'ob+sokd = 12 + 8,18d = 20,18 cmBAB 4A.1. A3. A5. E7. E9. CB.1.Δl= lo. α. ΔtΔl= 10 . 11 . 10-6. 10 = 11 . 10-4mx = 1⁄2Δl= 5,5 . 10-4mx = 0,55 mm3.5.BAB 5A.1. C3. C5. D7. Dv1= v2i1. R1= i2. R2300 = 10 . i2i2= 30 mAvTvTvvvv112205300232020532====,, liter-v1= 0, 03 literΔvTvTvvvvhvA1122402932313242 732273200 1365====== =,,, cm3-v1= 2,73 cm3 cmΔΔHHKTLKTLKtLKtLttto12111222229020180 260===−==ΔΔ±± CpTpTppTTTo1122112222932586313==== K Cfobpobcmfokpokcmlensa objektifsobsobfobsobsoblensa okulersoksoksokfoksokssok====+=+===− − =−+=−==100 10025100 10010111161141250 545111114110818=4 = 10 cm cm cm=sobsob x sns'''''''(),γokok=126 x 408,18 kaliγ=978,185
Kunci Jawaban1869. B11. D13. B15. BB.1. Q = i . t = 0,1 x 1200 = 120 C3.a.b.5. i2= i – i1i2= 0,6 – 0,1 = 0,5 Av1= v2i1. R1= i2. R20,1 . 500 = 0,5 . R2R2= 100 ΩΒΑΒ 6Α.1. C3. A5. A7. E9. CB.1. Aturan Faraday "Perubahan medan magnetmenimbulkan medan listrik"Sebab menurut Maxwell "Aturan alam seder-hana dan teratur"3. a. inframerahb. cahaya tampakc. ultraungu5. a.b.λ=cfλ~1ffcf===λ356 . 10 . 10 . 10 Hz8-714iERAFrvBEivivBEiiivBDivivBDivBD=+=+=======− =========2019 1183168160543054515200252520025 A . Rp2 olt A A . Rp1 oltRs1 A20 A,,,,RRRRRRRsppsppAF1112225152011201202201010 6 161116116216878419=+ ==+===+==+===++=ΩΩΩΩΩiii3i2i1i4CDAFBE7Ω4Ω16Ω5Ω6Ω15Ω20ΩΕ= 20Vr= 1ΩivRvARRvEiRR== =−+=+=−=2210420 00012104100 000 . 104 = 100 k..ΩΩ11 11110115530612tt ttt=+=+== menit