Halaman
175Fisika SMA/MA XBab VIGelombang ElektromagnetikSumber : http://www.fysioweb.nlHasil foto sinar-X atau Rontgen memperlihatkan gambar thorak. Sinar- X salahsatu dari gelombang elektromagnetik digunakan dalam bidang kedokteran untukmengetahui penyakit yang ada di dalam tubuh manusia misal patah tulang
176Fisika SMA/MA XPeta KonsepDeskripsiSpektrumGelombangElektromagnetikAplikasi GelombangElektromagnetikPada KehidupanSehari-hariSinar-X(Rontgen)Sinar gamma(J)PercobaanGelombangElektromagnetikSinar tampak(cahaya)Sinar ultraviolet (UV)Teori GelombangElektromagnetikSpektrum Ge-lombang Elektro-magnetGelombangradarSinar inframerah (IR)Energi GelombangElektromagnetikGelombangradioGelombangtelevisiIntensitasGelombangElektromagnetikKonsep dan PrinsipGelombang ElektromagnetikSetelah mempelajari bab ini, kalian diharapkan mampu:1. mendeskripsikan spektrum gelombang elektromagnetik, dan2. menjelaskan aplikasi gelombang elektromagnetik pada kehidupan sehari-hari.Tujuan Pembelajaran :<<<<<<<<<<<<<<<<
177Fisika SMA/MA XDalam kehidupan sehari-hari kita telah memahami tentang gelombang yangterjadi pada tali, gelombang pada permukaan air, gelombang pada permukaanair laut maupun gelombang bunyi. Gelombang-gelombang ini disebutgelombang mekanik. Gelombang mekanik adalah gelombang yangmemerlukan suatu medium untuk merambat. Pada bab ini akan dibahastentang suatu gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat,yaitu yang disebut gelombang elektromagnetik. Sinar X atau Rontgenmerupakan salah satu contoh gelombang elektromagnetik. Tentu kaliansudah tahu penggunaan Rontgen dalam kedokteran. Nah, untuk memahamigelombang elektromagnetik pelajarilah materi bab ini dengan saksama!amplitudoRuhmkorfpanjang gelombangcahayamedan magnetpermeabilitasfrekuensimedan listrikpermitivitasintensitasrapat energispektrumA. Deskripsi Spektrum Gelombang ElektromagnetikSeputar TokohPada sekitar tahun 1860, James Clark Maxwell (1831-1878), seorangfisikawan dari Scotlandia berhasil menemukan kaitan antara masalahtentang listrik dan magnetisme. Kaitan yang pertama adalah muatanlistrik yang mengalir (arus listrik) dapat menghasilkan medan magnetdi sekitar kawat berarus tersebut, seperti dijelaskan dalam HukumBiot-Savart atau hukum Ampere. Kaitan yang kedua adalah perubahanmedan magnet yang dapat menghasilkan gaya gerak listrik terinduksi,seperti dijelaskan dalam Hukum Faraday.Motivasi BelajarKata Kunci1. Teori Gelombang ElektromagnetikFaraday menemukan bahwa perubahan medan magnetdapat menghasilkan gaya gerak listrik terinduksi atau medanlistrik. Maxwell berpendapat bahwa perubahan medan listrikakan menimbulkan medan magnet. Perubahan medan magnetSumber : www.wikipedia
178Fisika SMA/MA Xdijelaskan pada Gambar 6.1. Perubahan magnet listrik danmedan magnet ditimbulkan dengan cara dua bola isolatorbermuatan positif dan negatif digetarkan sehingga jaraknyaberubah-ubah sesuai dengan frekuensi getaran tersebut.Perubahan medan magnet tersebut juga menimbulkan medanlistrik. Timbulnya medan listrik ini ditandai dengandipancarkannya gelombang elektromagnetik. Pada Gambar 6.2ditunjukkan perubahan medan listrik dan medan magnet yangmenimbulkan adanya gelombang elektromagnetik.Gambar 6.2Perambatan gelombang elektromagnetik yang tegak lurus arah medan listrik dan magnet.EBmedan magnetmedan listrikarah rambatgelombangPada Gambar 6.2 dijelaskan bahwa arah medan magnetselalu saling tegak lurus terhadap arah medan listrik, sedangarah rambat gelombang elektromagnetik selalu tegak lurusbaik terhadap medan listrik mampu terhadap medan mag-net sehingga gelombang elektromagnetik ini termasukgelombang transversal. Kecepatan perambatan gelombangelektromagnetik ini ditentukan oleh mediumnya yaitu:Gambar 6.1Perubahan medan magnet yang dapat menghasilkan gelombang elektromagnetik. (Bob Foster, 2003).
179Fisika SMA/MA X.... (6.1)dengan:Po= permeabilitas ruang hampa,Ho= permitivitas ruang hampa,c= laju perambatan gelombang elektromagnetik dalamruang hampa.Sebagai contoh perhitungan kecepatan perambatangelombang elektromagnetik ini diperoleh dengan memasuk-kan nilai Po= 4 uuuuu 10-7 Wb/Am (tetapan yang sering munculpada hukum Gauss) dan nilai Ho = 8,85 uuuuu 10-12 C/Nm2 (tetapanyang sering muncul pada hukum Biot-Savart dan hukumAmpere) ke persamaan (6.1) sehingga diperoleh nilai:c = 2,998 uuuuu 108 m/s atau sering didekati dengan 3 uuuuu 108 m/s.Nilai kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik initernyata sama dengan nilai kecepatan perambatan cahayadalam ruang hampa, dan menerka dengan benar bahwacahaya merupakan gelombang elektromagnetik.2. Percobaan Gelombang ElektromagnetikSampai akhir hayatnya ternyata Maxwell belum bisamembuktikan hipotesa tentang teori gelombang elektromag-netiknya.Pada tahun 1887, Heinrich Hertz ilmuwan fisika yangpertama kali menguji hipotesa Maxwellini dengan kumparan Ruhmkorf sepertiditunjuk-kan pada Gambar 6.3.Jika sakelar S digetarkan makakumparan Ruhmkorf akan menginduksi-kan pulsa tegangan pada keduaelektrode bola di sisi A sehingga terjadipercikan api karena adanya pelepasanmuatan. Percikan bunga api di sisi Adiikuti percikan bunga api pada keduaelektrode bola di sisi B. Berdasarkanpengamatan ini, disimpulkan terjadi pengiriman tenagagelombang elektro-magnetik dari sisi A (loop pengirim) ke sisiB (loop penerima).Dalam percobaan-percobaan selanjutnya, Hertz berhasilmengukur bagian gelombang elektromagnetik yang lain,seperti gelombang elektromagnetik frekuensi radio denganGambar 6.3Kumparan Ruhmkorf untuk membangkit-kan dan mendeteksi gelombang elektromagnetik (BobFoster, 2003)
180Fisika SMA/MA Xnilai frekuensi 100 MHz. Dengan nilai kecepatan perambatangelombang elektromagnetik ini seperti yang diramalkan olehMaxwell. Sifat-sifat cahaya seperti pemantulan, pembiasan,interferensi, difraksi dan polarisasi telah dibuktikan oleh Hertzterjadi juga pada gelombang elektromagnetik. Untukmenghargai jasa-jasa Hertz maka nama Hertz dipakai sebagaisatuan frekuensi dalam sistem SI.Berdasarkan pada uraian di atas, dapat disimpulkanbeberapa sifat gelombang elektromagnetik adalah sebagaiberikut:Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi padasaat yang bersamaan.Arah medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus.Kuat medan listrik dan magnet besarnya berbanding lurussatu dengan yang lain, yaitu menurut hubungan E = c.B.Arah perambatan gelombang elektromagnetik selalutegak lurus arah medan listrik dan medan magnet.Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalamruang hampa.Gelombang elektromagnetik merambat dengan laju yanghanya bergantung pada sifat-sifat listrik dan magnetmedium.Laju rambat gelombang elektromagnetik dalam ruanghampa merupakan tetapan umum dan nilainyac = 3 x 108 m/s.Gelombang elektromagnetik adalah berupa gelombangtransversal.Gelombang elektromagnetik dapat mengalami prosespemantulan, pembiasan, polarisasi, interferensi, dandifraksi (lenturan).Gelombang elektromagnetik merambat dalam arah garislurus.Gelombang elektromagnetik tidak disimpangkan olehmedan listrik maupun medan magnet karena tidakbermuatan listrik.3. Spektrum Gelombang ElektromagnetGelombang elektromagnet terdiri atas bermacam-macamgelombang yang frekuensi dan panjang gelombangnyaberbeda, tetapi semua gelombang-gelombang penyusun inimempunyai kecepatan rambat yang sama yaitu:Seputar TokohHertz (1857 - 1894)Heinrich Rudolf Hertzadalah penemu gelom-bang radio, yangsekaligus mendemons-trasikan gelombangradio dan menentukankelajuannya.(www.wikipedia)
181Fisika SMA/MA Xc = 3 u 108 m/s. Hubungan antara frekuensi gelombang f atauX, panjang gelombang O dan kecepatan perambatan c adalahsebagai berikut:c = fO.... (6.2)Spektrum gelombang elektromagnetik diurutkan mulaipanjang gelombang paling pendek sampai paling panjangadalah sebagai berikut:Sinar gamma (J)Sinar (rontgen)Sinar ultra violet (UV)Sinar tampak (cahaya tampak)Sinar infra merah (IR)Gelombang radar (gelombang mikro)Gelombang televisiGelombang radioSpektrum gelombang elektromagnetik ditunjukkan padaGambar 6.4 berikut.Gambar 6.4Spektrum gelombang elektromagnetik (Bob Foster, 2003)
182Fisika SMA/MA X4. Energi Gelombang ElektromagnetikKalau kita berada di tepi pantai, kita melihat ombak airlaut menghantam karang di pantai dan mendengar deburanombak. Kita mengetahui bagaimana bencana alam, tsunami(gelombang air laut) merobohkan bangunan-bangunan yangditerjangnya. Kita kena cahaya matahari, kita merasakankepanasan artinya kita menerima energi panas. Hal inimenunjukkan bahwa gelombang laut membawa energi.Bagaimana halnya dengan gelombang elektromagnetik ini?Gelombang elektromagnetik ini juga membawa energiyaitu dalam bentuk medan listrik dan medan magnet, sepertiditunjukkan pada Gambar 6.2. Kita tinjau suatu gelombangelektromagnetik yang menjalar ke arah sumbu x maka medanlistrik dan medan magnet sesaatnya dapat dinyatakan denganpersamaan berikut.E = Emsin (kx - Zt).... (6.3)B = Bmsin (kx - Zt).... (6.4)dengan:Em= amplitudo medan listrik,Bm= amplitudo medan magnet,k= tetapan angka gelombang, Z= frekuensi sudut, Z = 2 SfMaxwell berhasil menemukan hubungan antara ampli-tudo medan listrik dan amplitudo medan magnet yaitu:.... (6.5)dengan:c= laju perambatan gelombang elektromagnetik di ruanghampa. (c = 3 uuuuu 108 m/s).Perbandingan antara amplitudo medan listrik denganamplitudo medan magnetik dari suatu gelombangelektromagnetik selalu sama dengan laju perambatan cahayadalam ruang hampa.
183Fisika SMA/MA XGelombang elektromagnetik mempunyai amplitudo medan E = 500 V/m.Berapa amplitude medan magnetiknya?Penyelesaian:Amplitudo medan magnetik dapat diperoleh dengan menggunakanpersamaan (6.5) yaitu:Contoh SoalSuatu gelombang elektromagnetik mempunyai medanlistrik dan medan magnet, sehingga gelombang elektro-magnetik ini juga membawa tenaga atau rapat energi(besar energi per satuan volume). Rapat energi listrikdinyatakan sebagai berikut:.... (6.6)dengan:ue= rapat energi listrik (J/m3 atau Jm-3);Ho= permitivitas listrik = 8,85 uuuuu 10-12C2N-1m-2; danE= kuat medan listrik (N/C atau NC-1).Rapat energi magnet per satuan volume, um dinyatakansebagai berikut:.... (6.7)dengan:um= rapat energi magnet (J/m3 atau Jm-3),Po= permeabilitas magnet = 4 uuuuu 10-7 Wb A-1 m-1), danB= besar induksi magnet (Wb/m2 = T).
184Fisika SMA/MA X5. Intensitas Gelombang ElektromagnetIntensitas gelombang elektromagnetik biasanyadinyatakan dalam laju energi (daya) per satuan luaspermukaan yang tegak lurus arah rambat gelombangelektromagnetik. Laju energi (daya) per satuan luaspermukaan yang tegak lurus arah rambat gelombangelektromagnetik dinyatakan dengan suatu vektor yang disebutvektor Poynting. Vektor Poynting dinyatakan sebagai berikut:.... (6.8)Arah vektor US adalah searah dengan arah rambatgelombang elektromagnetik. Satuan US dalam sistem SIdinyatakan dalam W/m2.Laju energi rata-rata dapat diperoleh denganmemasukkan persamaan (6.3) dan (6.4) ke persamaan (6.8),sehingga diperoleh:.... (6.9)Jika fungsi kuadrat sinus dirata-ratakan terhadap ruangdan waktu akan diperoleh faktor . Laju energi rata-rataadalah:.... (6.10)
185Fisika SMA/MA XSuatu berkas cahaya laser He - Ne mempunyai frekuensi 4,7 uuuuu 1014 Hz (warnamerah). Hitunglah panjang gelombang cahaya laser tersebut.Penyelesaian:Hubungan panjang gelombang dengan frekuensi ditunjukkan padapersamaan (6.2): yaitu: c = fO atau dapat dituliskan , denganc = 3 uuuuu 108 m/s.Untuk cahaya merah: f1 = 4,7 uuuuu 1014 Hz sehingga:Jadi panjang gelombang berkas laser He-Ne adalah 632 nm.Contoh SoalContoh SoalSeseorang mengukur kedalaman laut dengan cara mengirimkan gelombangmikro sampai ke dasar laut dan kemudian mengamati pantulan gelombangmikro tersebut. Jika gelombang mikro yang dipantulkan terdeteksi dalamwaktu 6 Ps, maka hitunglah kedalaman laut tersebut!Penyelesaian:Laju rambat gelombang mikro adalah tetap, sehingga jarak yang ditempuhs = c't, dengan 't waktu perambatan gelombang. Jarak yang ditempuh:s = 2 x kedalaman laut (h), sehingga kedalaman laut:Diskusikan dengan teman kalian dan laporkan secara tertulis kepada guru kalian!Jika kita mempunyai sumber cahaya yang intensitasnya sangat tinggi(LASER), maka pikirkan dan buatlah suatu metode yang digunakan untukmengukur jarak antara bumi dan bulan.Inovatif : Wawasan Kewirausahaan
186Fisika SMA/MA XPikirkan dan buatlah suatu metode percobaan untuk membuktikan bahwagelombang elektromagnetik dapat merambat tanpa medium sedangkan bunyitidak dapat merambat tanpa medium.B. Aplikasi Gelombang Elektromagnetik pada KehidupanSehari-hariBerdasarkan kenyataan bahwa gelombang elektromag-netik terdiri atas banyak jenis sinar gamma (J), sinar (Ront-gen), sinar ultraviolet, sinar tampak, sinar infra merah,gelombang radar, gelombang televisi dan gelombang radio.Pada bagian ini akan dibahas tentang aplikasi gelombangelektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.1. Sinar Gamma (JJJJJ)Sinar gamma termasuk gelombangelektromagnetik yang mempunyaifrekuensi antara 1020 Hz 1025 Hz. Sinargamma merupakan hasil reaksi yangterjadi dalam inti atom yang tidak stabil.Sinar gamma mempunyai daya tembusyang paling kuat dibanding gelombang-gelombang yang masuk dalam kelompokgelombang elektromagnetik. Sinargamma dapat menembus pelat besi yangtebalnya beberapa cm. Penyerap yangbaik untuk sinar gamma adalah timbal.Aplikasi sinar gamma dalam bidangkesehatan adalah untuk mengobatipasien yang menderita penyakit kankeratau tumor. Sumber radiasi yang seringdigunakan pada pengobatan penyakit-penyakit ini adalahCobalt-60 atau sering ditulis Co-60. Salah satu alat untukmendeteksi sinar gamma adalah detektor Geiger - Muller. Adajenis detektor sinar gamma yang lain yaitu detektor sintilasiNaI-TI. Salah satu contoh penggunaan sinar gamma untukpengobatan pasien ditunjukkan pada Gambar 6.5.KeingintahuanSumber : http://www.alexian/camer.comGambar 6.5Penggunaan sinar gamma untukpengobatan pasien
187Fisika SMA/MA X2. Sinar-X (Rontgen)Sinar-X ditemukan oleh WilhemConrad Rontgen pada tahun 1895sehingga sering disebut sebagai sinarRontgen. Sinar-X termasuk gelombangelektromagnetik yang mempunyaifrekuensi antara 1016 Hz - 1020 Hz. Sinar-X merupakan hasil transisi elektron-elektron di kulit bagian dalam, transisiterjadi dalam atom. Sinar-X mempunyaidaya tembus terbesar kedua sesudahsinar gamma. Sinar-X dapat menembusdaging manusia. Sinar sering digunakandalam bidang kesehatan untukmengecek pasien yang mengalami patahtulang. Pasien yang mengalami patahtulang diambil fotonya dengan sinar-X.Sinar-X juga digunakan di bandara padapengecekan barang-barang penumpangdi pesawat. Di pelabuhan digunakanuntuk mengecek barang-barang (petikemas) yang akan dikirim dengan kapallaut. Salah satu contoh penggunaansinar-X untuk pengobatan pasien di-tunjukkan pada Gambar 6.6.3. Sinar Ultraviolet (UV)Sinar ultraviolet termasuk gelombang elektromagnetikyang mempunyai frekuensi antara 1015 Hz - 1016 Hz. Sinarultraviolet ini merupakan hasil transisi elektron-elektron padakulit atom atau molekul. Sinar ultraviolet tidak tampak dilihatoleh mata telanjang tetapi sinar ini dapat dideteksi denganmenggunakan pelat-pelat film tertentu yang peka terhadapgelombang ultraviolet. Matahari merupakan sumber radiasiultraviolet yang alami. Sinar ultraviolet yang dihasilkan olehmatahari tidak baik pada kesehatan khususnya kulit jikamengenai manusia. Manusia terlindungi dari sinar ultravio-let dari matahari karena adanya lapisan ozon di atmosfer yangberfungsi menyerap sinar ultraviolet ini. Aplikasi sinar ultra-violet ini banyak dipakai di laboratorium pada penelitianbidang spketroskopi, salah contohnya untuk mengetahuiunsur-unsur yang ada dalam bahan-bahan tertentu.Sumber : http://www.fysiowek.nlGambar 6.6Penggunaan sinar-X untuk pengobatanpasien, foto tengkorak dengan sinar rontgen
188Fisika SMA/MA X4. Sinar Tampak (Cahaya)Sinar tampak sering juga disebut sebagai cahaya. Sinartampak termasuk gelombang elektromagnetik yangmempunyai frekuensi antara 4,3 x 1014 Hz - 7 x 1014 Hz. Sinarultraviolet ini merupakan hasil transisi elektron-elektron padakulit atom atau molekul. Matahari merupakan sumber cahayatampak yang alami. Sinar tampak ini terdiri dari berbagaiwarna, dari warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, danungu. Kita semua bisa melihat warna benda karena bendamemantulkan warna-warna ini dan masuk kembali ke matakita. Banyak sekali aplikasi dari cahaya pada kehidupan kita,antara lain dengan cahaya kita bisa melihat indahnyapemandangan, kita dapat memotret sehingga gambarnyamenjadi berwarna seperti aslinya, kita dapat melihat televisiberwarna, dan sebagainya. Seperti juga sinar ultraviolet, sinartampak banyak dipakai juga dalam bidang spektroskopi untukmengetahui unsur-unsur yang ada dalam bahan.5. Sinar Inframerah (IR)Sinar inframerah ini merupakan hasil transisi vibrasi ataurotasi pada molekul. Sinar inframerah termasuk gelombangelektromagnetik yang mempunyai frekuensi di bawah 4,3 x 1014Hz sampai sekitar 3 Ghz. Sinar inframerah tidak tampakdilihat oleh mata telanjang tetapi sinar infra merah dapatdideteksi dengan menggunakan pelat-pelat film tertentu yangpeka terhadap gelombang inframerah. Pesawat udara yangterbang tinggi ataupun satelit-satelit dapat membuat potret-potret permukaan bumi, dengan mempergunakan gelombanginframerah. Seperti juga sinar ultraviolet dan sinar tampak,sinar inframerah banyak dipakai juga dalam bidang spektros-kopi untuk mengetahui unsur-unsur yang ada dalam bahan.6. Gelombang Radar (Gelombang Mikro)Gelombang mikro (microwave) mempunyai frekuensi3 GHz. Gelombang mikro ini dapat digunakan untuk alatkomunikasi, memasak, dan radar. Radar adalah singkatandari Radio Detection and Ranging. Antena radar dapat bertindaksebagai pemancar dan penerima gelombang elektromagnetik.
189Fisika SMA/MA XDi pangkalan udara, antena pemancar radar dapat berputarke segala arah untuk mendeteksi adanya pesawat terbangyang menuju atau meninggalkan pangkalan udara. Dalambidang transportasi, gelombang radar dipakai untukmembantu kelancaran lalu lintas pesawat di pangkalan udaraatau bandara. Gelombang radar digunakan juga pada bidangpertahanan yaitu untuk melengkapi pesawat tempur sehinggabisa mengetahui keberadaan pesawat musuh.7. Gelombang TelevisiGelombang televisi mempunyai frekuensi yang lebih tinggidari gelombang radio. Gelombang televisi ini merambat lurus,tidak dapat dipantulkan oleh lapisan-lapisan atmosfer bumi.Gelombang televisi banyak dipakai dalam bidang komunikasidan siaran. Pada proses penangkapan siaran televisi seringdiperlukan stasiun penghubung (relay) agar penangkapangambar dan suara lebih baik. Untuk televisi stasiun Jakarta, makadi wilayah Bandung diperlukan sebuah stasiun penghubungyang terletak di puncak gunung Tangkuban Perahu.Sumber : http://www.zen 7094.zeGambar 6.7.Sebuah antenapemancar televisiPenayangan siaran televisi untuk daerah yang lebih jauhlagi, misalnya untuk Indonesia bagian timur agar kualitasgambar dan suara bagus diperlukan sebuah satelit sebagaistasiun penghubung. Kita harus menyewa sebuah satelit yangbertindak sebagai stasiun penghubung, jika kita ingin melihatsiaran langsung dari luar negeri, seperti pertandingan sepakbola, tinju, dan sebagainya.
190Fisika SMA/MA X8. Gelombang RadioGelombang radio ini dipancarkan dari antena pemancardan diterima oleh antena penerima. Luas daerah yangdicakup dan panjang gelombang yang dihasilkan dapatditentukan dengan tinggi rendahnya antena. Gelombang ra-dio tidak dapat secara langsung didengar, tetapi energigelombang ini harus diubah menjadi energi bunyi olehpesawat radio sebagai penerima. Penggunaan gelombangradio untuk komunikasi ditunjukkan pada Gambar 6.8.Di samping hal ini, gelombang radio sering digunakanuntuk komunikasi yaitu penggunaan pesawat telepon, telepongenggam (hand phone), dan sebagainya.Diskusikan dengan teman kalian dan laporkan secara tertulis kepada guru kalian!Kita sering menggunakan telpon genggam (HP) untuk menghubungi teman,mengirim SMS, dan sebagainya. Coba buatlah skema penjalaran gelombangdimulai dari telpon genggam kita sampai ke telpon genggam teman kalian.Gambar 6.8. Penggunaan gelombang radio untuk komunikasiLife Skills : Kecakapan AkademikKeingintahuanSaat ini dalam proses pemesanan barang, pengiriman arsip sering digunakanmesin faximile. Jelaskan secara ringkas cara kerja mesin faximile. Diskusikandengan teman kalian dan laporkan hasilnya kepada guru kalian!
191Fisika SMA/MA X1. Perubahan medan listrik danmedan magnet menimbulkan ge-lombang elektromagnetik.2. Kecepatan perambatan gelombangelektromagnetik yaitu:3. Perubahan medan listrik danmedan magnet terjadi pada saatyang bersamaan.4. Arah medan listrik dan medan mag-net saling tegak lurus.5. Arah perambatan gelombang elek-tromagnetik selalu tegak lurus arahmedan listrik dan medan magnet.6. Gelombang elektromagnetik dapatmerambat dalam ruang hampa.7. Gelombang elektromagnetik me-rambat dengan laju yang hanyabergantung pada sifat-sifat listrikdan magnet medium.8. Laju rambat gelombang elektromag-netik dalam ruang hampa memerlu-kan tetapan umum dan nilainya:c = 3u108 m/s.9. Gelombang elektromagnetik berupagelombang transversal.10. Gelombang elektromagnetik dapatmengalami proses pemantulan,pembiasan, polarisasi, interferensi,dan difraksi (lenturan).11. Gelombang elektromagnetik me-rambat dalam arah garis lurus.12. Gelombang elektromagnetik tidakdisimpangkan oleh medan listrikmaupun medan magnet karenatidak bermuatan listrik.13. Kuat medan listrik dan medanmagnet besarnya berbanding lurussatu dengan yang lain, yaitu me-nurut hubungan E = cB.14. Hubungan antara frekuensi gelom-bang f atau X, panjang gelombangOdan kecepatan perambatan cadalah sebagai berikut c = fO.15. Urutan spektrum gelombangelektromagnetik diurutkan mulaipanjang gelombang paling pendeksampai paling panjang adalahsebagai berikut: sinar gamma (J),sinar (rontgen), sinar ultraviolet(UV), sinar tampak (cahaya tampak),sinar inframerah (IR), gelombangradar (gelombang mikro), gelombangtelevisi dan gelombang radio.16. Intensitas gelombang elektromag-netik dinyatakan dalam laju energi(daya) persatuan luas permukaanyang tegak lurus arah rambatgelombang elektromagnetik.17. Laju energi (daya) per satuan luaspermukaan dinyatakan dengansuatu vektor yang disebut vektorPoynting.18. Vektor Poynting dinyatakan sebagaiberikut:19. Arah vektor US adalah searahdengan arah rambat gelombangelektromagnetik.20. Satuan US dalam sistem SI dinyata-kan dalam W/m2.21. Lajur energi rata-rata adalah:Ringkasan
192Fisika SMA/MA XKerjakan di buku tugas kalian!A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat denganmemberi tanda silang (X) pada huruf a, b, c, d, atau e!1. Gelombang elektromagnetik tidak dipengaruhi olehmedan magnet maupun medan listrik. Hal ini karenagelombang elektromagnetik ....a. memiliki kecepatan tinggib. tidak bermassac. tidak bermuatan listrikd. tidak bermassa dan tidak bermuatan listrike. memiliki frekuensi tinggi2. Suatu perubahan medan listrik menghasilkan ....a. suatu gelombang magnetikb. gelombang bunyic. gelombang mekanikd. gelombang elektromagnetike. tidak ada yang istimewa3. Sifat-sifat gelombang elektromagnetik antara lain:(1) dapat merambat dalam ruang hampa(2) kelajuannya ke segala arah adalah sama(3) merupakan gelombang transversal(4) kelajuannya sama dengan kelajuan cahayaYang benar adalah pernyataan ... (Ebtanas tahun 1998)a. (1), (2), (3)b. (1), (2), (3), (4)c. (1), (3), (4)d. (2), (3), (4)e. (2), (4)4. Yang termasuk gelombang elektromagnetik adalah ...(Ebtanas tahun 1986)a. dapat didifraksikan tetapi tidak dapat dipolarisasikanb. dapat dipolarisasikan tetapi tidak dapat berinterferensic. dapat berinteferensi dan difraksid. dapat dibelokkan dalam medan listrik maupun medanmagnete. memerlukan medium untuk perambatannyaUji Kompetensi
193Fisika SMA/MA X5. Gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjanggelombang terpanjang adalah ....a. sinar gammab. sinar -Xc. sinar inframerahd. sinar ultra ungue. gelombang radio6. Urutan spektrum gelombang elektromagnetik yang benaruntuk variasi frekuensi besar ke frekuensi kecil adalah ....a. cahaya biru, cahaya hijau, sinar inframerah,gelombang radarb. cahaya hijau, cahaya biru, sinar -X, sinar gammac. sinar inframerah, sinar ultraviolet, cahaya hijau,cahaya birud. gelombang radar, cahaya hijau, cahaya biru,gelombang radioe. sinar -X, sinar gamma, cahaya biru, cahaya hijau7. Kecepatan perambatan gelombang elektromagnetiktergantung dari ....a. frekuensi gelombangb. panjang gelombangc. frekuensi dan panjang gelombangd. permitivitas dan permeabilitas mediume. nilainya selalu tetap8. Maxwell menghitung bahwa laju cahaya dalam vakumdihasilkan oleh persamaan . Satuan c adalahm/s dan satuan Ho adalah C2/(Nm2), maka satuan Poadalah ....a. N-1A2b. NA-2c. NA2d. Wbm-2Ae. T A/m9. Persamaan gelombang elektromagnetik yang menyata-kan hubungan E, B, dan c secara benar adalah ....a.d.b. E = cBe.c. c = EB
194Fisika SMA/MA X10. Daya rata-rata radiasi gelombang elektromagnetik padasuatu titik berjarak 0,5 m adalah 400 watt, maka kuatmedan listrik maksimumnya adalah ....a. 210 V/mb. 310 V/mc. 410 V/md. 510 V/me. 610 V/mB. Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan singkat danjelas!1. Tentukan rentang panjang gelombang (dalam vakum)untuk cahaya tampak yang memiliki tentang frekuensiantara 4 x 1014 Hz (cahaya merah) dan 7,9 x 1014 Hz(cahaya ungu). Nyatakan jawabanmu dalam nanometer!2. Berkas sinar X yang dihasilkan dalam suatu mesin sinarX memiliki panjang gelombang 2,1 nm. Berapa frekuensisinar X ini?3. Kedalaman laut diukur dengan mengirim gelombangmikro sampai ke dasar laut. Ternyata pulsa pantulmuncul setelah 8 Ps. Tentukan kedalaman laut tersebut.4. Medan listrik maksimum suatu gelombang elektromagnetdi suatu tempat adalah 200 N/C. Cepat rambat gelom-bang elektromagnetik dalam ruang hampa 3 x 106 m/sdan permetivitas listrik untuk ruang hampan 8,85 x 10-12C/Nm2. Hitung laju energi rata-rata tiap satuan luasgelombang elektromagnetik!5. Suatu gelombang elektromagnetik dalam vakum memilikiamplitude medan listrik 210 V/m. Hitung amplitudemedan magnetiknya!6. Suatu sistem radar mengirim pulsa-pulsa gelombang ra-dio dengan panjang gelombang sangat pendek. Berapamikrosekon setelah sebuah pulsa dikirim dan dipantulkanoleh sebuah pesawat terbang yang berada 30 km jauhnyaakan diterima oleh stasiun rada?
195Fisika SMA/MA X7. Medan magnetik dalam suatu gelombang elektromagnetik memiliki puncak1,77 x 10-8. Berapa besar energi yang diangkut oleh gelombang ini per meterpersegi per sekon?8. Sebuah sumber cahaya monokhromatik memancarkan daya elektromagnetik100 W merata ke segala arah.a. Hitung rapat energi listrik rata-rata pada jarak 1 m dari sumber!b. Hitung rapat energi magnetik rata-rata pada jarak yang sama dari sumber!c. Tentukan intensitas gelombang pada lokasi itu!9. Medan listrik dalam suatu gelombang elektromagnetik dapat dinyatakandengan persamaan gelombang berjalan: Ey = 100 sin (107x - wt) (dalam SI).Tentukan amplitude dari medan magnetik yang terkait, panjang gelombangserta frekuensinya!10. Filamen sebuah lampu pijar memiliki hambatan 150 : dan membawa arus dc1 A. Filamen memiliki panjang 8 cm dan jari-jari 0,9 mm.a. Hitung vektor poynting pada permukaan filamen!b. Tentukan besar medan magnetik dan medan listrik pada permukaanfilamen!RefleksiSetelah mempelajari bab ini, seharusnya kalian memahami tentang:1. sifat gelombang elektromagnetik,2. spektrum gelombang elektromagnetik,3. energi gelombang elektromagnetik, dan4. menjelaskan aplikasi gelombang elektromagnetik pada kehidupan sehari-hari.Apabila ada bagian-bagian yang belum kalian pahami, pelajarilah kembalisebelum melanjutkan pada bab berikutnya.
196Fisika SMA/MA XUji Kompetensi Akhir Semester 2Kerjakan di buku tugas kalian!Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat denganmemberi tanda silang (X) pada huruf a, b, c, d, atau e!1. Sebuah lup dengan jarak fokus 6 cm digunakan untukmengamati sebuah benda dengan jarak baca 25 cm, makajarak benda, perbesaran lup, dan perbesaran linearnyamasing-masing adalah ....a.b.c.d.e.2. Sebuah mikroskop mempunyai jarak fokus objektif danokuler masing-masing 0,9 cm dan 5 cm. Jarak antara lensaobjektif dan okuler adalah 13 cm. Sebuah benda terletak1 cm di muka lensa objektif. Perbesaran bayangannyaadalah ....a. 35 kalid. 60 kalib. 45 kalie. 70 kalic. 50 kali3. Dalam sebuah mikroskop, bayangan yang dibentuk olehlensa objektif adalah ....a. nyata, tegak, diperbesarb. nyata, terbalik, diperkecilc. maya, tegak, diperbesard. nyata, terbalik, diperbesare. maya, terbalik, diperbesar4. Perbesaran sudut suatu teleskop dengan fob = 75 cm danfok = 25 cm adalah ....a. 3 kalid. 50 kalib. 5,3 kalie. 100 kalic. 18,75
197Fisika SMA/MA X5. Mata dapat melihat sebuah benda, apabila terbentukbayangan ....a. sejati, tegak di retinab. sejati, terbalik di retinac. maya, tegak di retinad. maya, terbalik di retinae. maya, tegak di lensa mata6. Titik jauh penglihatan seseorang 100 cm di muka mata.Orang ini memerlukan kacamata dengan lensa yangdayanya (dalam dioptri) ....a. 0,5d. -3b. 0,3d. -1c. 37. Titik dekat seseorang terletak pada 120 cm di depan mata.Untuk melihat dengan jelas suatu benda yang terletak30 cm di depan mata, kekuatan lensa kacamata yangharus dipakai adalah (dioptri) ....a. 1,5d. -2,5b. -1,5e. 3,5c. 2,58. Seorang pria yang menggunakan lensa dengan kekuatan3 dioptri harus memegang surat kabar paling dekat25 cm di depan matanya agar dapat membaca denganjelas. Jika pria itu melepaskan kacamatanya dan tetapingin membaca surat kabar dengan jelas, berapa jauhsurat kabar itu paling dekat ke matanya?a. 30 cmd. 150 cmb. 75 cme. 200 cmc. 100 cm9. Sebuah lup mempunyai jarak fokus 5 cm, dipakai melihatsebuah benda kecil yang berjarak 5 cm dari lup.Perbesaran anguler lup itu adalah ....a. 2 kalid. 5 kalib. 4 kalie. 6,25 kalic. kali
198Fisika SMA/MA X10. Seorang bermata normal yang bertitik dekat 25 cmmengamati benda dengan lup. Jarak antara mata denganlup 5 cm ternyata mata berakomodasi maksimum, hinggalup menghasilkan perbesaran sudut 5x, maka jarak bendadi depan lup adalah sejauh ....a. 4 cmd. 5 cmb. 4,16 cme. 5,25 cmc. 4,5 cm11. Sebuah mikroskop mempunyai objektif yang berjarak titikapi 2 cm. Sebuah objek diletakkan 2,2 cm di bawahobjektif. Jika perbesaran okuler 10 kali maka perbesaranmikroskop itu ....a. 100 kalid. 220 kalib. 110 kalie. 300 kalic. 200 kali12. Jarak titik api objektif dan okuler sebuah mikroskopberturut-turut adalah 1,8 cm dan 6 cm. Pada pengamatanmikroorganisme dengan menggunakan mikroskop inioleh mata normal tidak berakomodasi, jarak antaraobjektif dan okuler 24 cm. Dalam hal ini mikroorganismeterletak di muka objektif sejauh .... (dalam cm).a. 1,9d. 2,4b. 2e. 2,5c. 2,213. Jarak titik api lensa objektif dan okuler dari teropongbintang berturut-turut adalah 150 cm dan 30 cm. Bilateropong bintang dipakai oleh mata normal tidakberakomodasi, maka panjang teropong adalah ....a. 30 cmd. 180 cmb. 120 cme. 210 cmb. 150 cm14. Sebuah teropong dipakai untuk melihat bintang yangmenghasilkan perbesaran 6 kali. Jarak lensa objektifterhadap okuler 35 cm. Teropong ini digunakan denganmata tak berakomodasi. Maka jarak fokus okulernyaadalah ....a. 3,5 cmb. 5 cmc. 7 cmd. 10 cme. 30 cm
199Fisika SMA/MA X15. Pada saat membaca jarak terdekat yang dapat dilihatseorang kakek rabun dekat adalah 40 cm. Kekuatan lensakacamata yang diperlukan adalah ....a.d.b.e.c.16. Agar supaya sebuah bohlam listrik 25 Volt, 100 wattdapat bekerja dengan layak ketika dihubungkan dengansumber DC 125 volt maka diperlukan tambahanhambatan listrik .... (UM-UGM 2003, Kode 322)a. 25 ohm secara serib. 25 ohm secara paralelc. 20 ohm secara paraleld. 20 ohm secara serie. 20 ohm secara seri dan 25 ohm secara paralel17. Sebuah bola lampu listrik dibuat 220 V/50 W, yang manadari pernyataan-pernyataan berikut yang benar ....a. dayanya selalu 50 wattb. tegangan minimum diperlukan untuk menyalakanadalah 220 Vc. hambatannya 484 ohmd. diperlukan aliran arus sebesar ampere untukmenyalakannyae. menghabiskan energi sebesar 50 joule dalam 1 detikbila dihubungkan dengan sumber tegaangan 220 V18. Suatu galvanometer dengan hambatan dalam Rg ingindijadikan voltmeter. Galvanometer tersebut menunjukkanskala penuh saat arus yang melaluinya sebesar Ig. Jikavoltmeter yang dirancang diharapkan dapat menunjuk-kan skala penuh pada pengukuran tegangan sebesar V,maka hambatan depan yang harus dipasang secara seridengan galvanometer tersebut harus berharga .... (SPMB2004, Kode 550, Regional III)c. (RgIg - V)Ig
200Fisika SMA/MA X19. Alat pemanas listrik memakai 5 A apabila dihubungkandengan sumber 110 V. Hambatannya adalah .... (dalamohm).a. 0,05d. 110b. 5e. 550c. 2220. Susunan tiga buah hambatan yang besarnya samamenghasilkan hambatan 2 :. Jika susunannya diubah,maka dapat dihasilkan hambatan 1 :. Besar hambatantersebut adalah .... (SPMB 2004, Kode 150, Regional I)a. 1 Ωd. 4 Ωb. 2 Ωe. 5 Ωc. 3 Ω21. Sebuah bateri dihubungkan dengan sebuah hambatanlistrik menghasilkan arus listrik 0,6 A. Jika padarangkaian tersebut ditambahkan sebuah hambatan listrik4 ohm dan dihubungkan secara seri dengan hambatanyang pertama maka arus akan turun menjadi 0,5 A makagaya gerak listrik (ggl) bateri adalah ....a. 4 Vd. 12 Vb. 5 Ve. 24 Vc. 6 V22. Dua buah beban listrik dengan hambatan yang sama,yaitu R ohm, dihubungkan dengan saluran listrik PLNdengan tegangan V volt; berturut-turut dirangkai paralelsehingga dihasilkan daya P1, kemudian dirangkaian seridengan daya P2. Maka perbandingan daya P1 dan P2adalah .... (UMPTN 200, Kode 22, Rayon C)a. 1 : 1d. 1 : 4b. 1 : 2e. 4 : 1c. 2 : 123. Sebuah kawat konduktor mempunyai panjang L,diameternya D, hambatannya R. Jika diameternyadiperkecil menjadi tapi volumenya tetap, makahambatan listriknya menjadi ....a. 0,25 Rb. 0,5 Rc. Rd. 2 Re. 4 R
201Fisika SMA/MA X24. Sebuah amperemeter mempunyai hambatan 18 ohm danberdaya ukur 10 mA. Agar daya ukur ampere meningkatmenjadi 100 mA, harus dipasang hambatan .... (SPMB2003, Kode 721, Regional I).a. 0,8 ohm seri dengan amperemeterb. 0,8 ohm paralel dengan amperemeterc. 2,0 ohm seri dengan amperemeterd. 2,0 ohm paralel dengan amperemetere. 8,0 ohm seri dengan amperemeter25. Suatu amperemeter yang ideal, seharusnya mempunyaihambatan dalam yang besarnya ....a. tak terhinggad. kecilb. besar sekalie. nolc. sembarang26. Medan listrik dalam suatu gelombang elektromagnetikdinyatakan dengan Ey = 20 sin (2Suuuuu 105xZt) dalam SI,frekuensi gelombang elektromagnetik tersebut adalah ....a. 3 uuuuu 108 Hzd. 2Suuuuu 105 Hzb. 3 uuuuu 1010 Hze. 2Suuuuu 105 Hzc. 3 uuuuu 1013 Hz27. Radiasi dari matahari mencapai bumi diperkirakandengan kelajuan 1350 J/det.m2. Dengan mengasumsihanya terdapat satu gelombang elektromagnet, makakerapatan energi total yang terbawa oleh gelombangelektromagnetik adalah ....a. 4,5 uuuuu 10-6 J/m3d. 9 uuuuu 106 J/m3b. 4,5 uuuuu 106 J/m3e. 9 uuuuu 10-12 J/m3c. 9 uuuuu 10-5 J/m328. Kuat medan listrik maksimum dari gelombangelektromagnetik adalah 1000 N/C, diketahui pulabahwa gelombang elektromagnetik tersebut merambat didalam ruang hampa yang mempunyai P0 = 4Suuuuu 10-7 WbA-1m-1. Intensitas gelombang tersebut adalah ....a. 1,33 W/m2d. 2,66 kW/m2b. 2,66 W/m2e. 1,33 MW/m2c. 1,33 kW/m2
202Fisika SMA/MA X29. Nilai perbandingan panjang gelombang antara gelombangmikro (f = 2,4 x 109 Hz) yang digunakan untuk pemasakmicrowave dengan gelombang radio (f = 6 x 105 Hz) yangdipancarkan dari sebuah stasiun radio AM adalah ....a. 6 x 104d. 2,5 x 10-4b. 5 x 104e. 1,6 x 10-4c. 4 x 10-430. Pernyataan yang benar tentang kerapatan energigelombang elektromagnetik di bawah ini adalah ....a. kerapatan energi sebanding dengan kuat medan listrikb. kerapatan energi sebanding dengan kuat medanmagnetikc. kerapatan energi berbanding terbalik dengan kuatmedan listrikd. kerapatan energi berbanding terbalik dengan medanmagnetike. kerapatan energi sebanding dengan kuadrat medanmagnetik atau sebanding dengan kuadrat medan listrik31. Ionosfer adalah suatu daerah gas terionisasi dalamatmosfer atas. Ionosfer bertanggung jawab terhadap ....a. warna biru langitb. pelangic. komunikasi radio jarak jauhd. menyaring sinar ultraviolet dari mataharie. kemampuang satelit mengorbit bumi32. Gelombang-gelombang elektromagnetik mengangkut ....a. panjang gelombangd. arus listrikb. muatan listrike. energic. frekuensi33. Medan listrik maksimum dalam suatu gelombangelektromagnetik di suatu tempat adalah 100 N/C. Cepatrambat gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa3.108 m/s dan permitivitas listrik untuk ruang hampa8,85.10-12 C/Nm2. Laju energi rata-rata tiap satuan luasgelombang elektromagnetik tersebut di atas ....(Ebtanas tahun 1998).a. 26,550 W/m2d. 8,850 W/m2b. 17,700 W/m2e. 2,950 W/m2c. 13,275 W/m2
203Fisika SMA/MA X34. Untuk amplitude kuat medan listrik tertentu, laju energirata-rata per satuan luas gelombang elektromagnetikadalah 90,0 W/m2. Jika amplitude kuat medan listrikditingkatkan menjadi dua kali semula maka energi rata-rata per satuan luas gelombang elektromagnetik sekarangadalah .... (dalam W/m2).a. 22,5e. 360b. 45,0d. 180c. 90,035. Jika daya radiasi total matahari a watt dan lintasan bumimengelilingi matahari berupa lingkaran yang jari-jarinyab meter, maka intensitas cahaya matahari di bumi adalah.... (dalam watt/meter2)36. Urutan gelombang elektromagnetik berikut denganfrekuensi menurun adalah ....a. sinar X, sinar inframerah, gelombang mikro, dangelombang radiob. sinar inframerah, sinar X, gelombang mikro, dangelombang radioc. sinar X, gelombang mikro, sinar inframerah, dangelombang radiod. sinar X, gelombang radio, sinar inframerah, dangelombang mikroe. gelombang radio, gelombang mikro, sinar inframerah,dan sinar X37. Sifat-sifat berikut:1) Berasal dari perubahan medan listrik dan medanmagnet secara periodik.2) Memerlukan medium untuk merambat.3) Memiliki kecepatan rambat 3 uuuuu 108 m/s di ruanghampa, dan4) Merupakan gelombang longitudinalYang merupakan sifat-sifat gelombang elektromagnetikadalah ....a. (1), (2), dan (3)d. (4)b. (1) dan (3)e. (1), (2), (3), dan (4)c. (2) dan (4)
204Fisika SMA/MA X38. Seorang pilot pesawat tempur menembakkan radaruntuk mengetahui jarak pesawatnya dengan pesawatmusuh yang ada di hadapannya. Piranti pemancar danpenerima radar yang ia gunakan mencatat waktu yangdiperlukan sejak radar ditembakkan hingga diterimakembali adalah 50 Ps. Ini berarti ia dan pesawat musuhterpisah pada jarak ....a. 3,5 kmb. 5,5 kmc. 7,5 kmd. 9,5 kme. 15 km39. Sebuah rangkaian isolator menghasilkan kuat medanlistrik maksimum 3S x 104 N/C. Hitung laju rata-ratadari energi gelombang elektromagnetik yang dipancar-kan ....a.b.c.d.e.40. Gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensiterkecil adalah ....a. sinar gammab. sinar Xc. sinar inframerahd. sinar ultra ungue. gelombang radio
205Fisika SMA/MA XDaftar PustakaIssac A. 1985. Dictionary of Physics. Sphere Books Ltd: London.Jardine J. 1989. Physics Through Applications. Oxford: Oxford University Press.Lafferty, P. 2001. Jendela Iptek, ”Gaya dan Gerak (Terjemahan). Jakarta: Balai Pustaka.Nordling C. dan Osterman. 1987. Physics Handbook, Student Edition, Chartwell-BrattLtd. Lud: Sweden.Sumartono P.S. 1994. Fisika, FMIPA-UGM. Yogyakarta: UGM Press.Tippler P.A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik, Jilid 1. Alih Bahasa Prasetio L danRahmad W.A. Edisi ketiga. Jakarta: Erlangga.
206Fisika SMA/MA XLAMPIRAN
207Fisika SMA/MA XAmperemeter: Alat untuk mengukur besar kuat arus listrik.Amplitudo: Simpangan terjauh dari suatu benda yang berositasi.Angka signifikan: Angka berarti yang harus diberikan pada prosespengukuran.Arus listrik: Jumlah muatan listrik yang melewati suatu luaspenampang dar penghantar listrik tiap satu satuanwaktu.Arus listrik bolak-balik : Suatu arus listrik yang sedemikian sehinggamenghasilkan arahnya berubah-ubah denganfrekuensi tetap.Arus searah: Suatu arus listrik yang aliran netto muatannya hanyadalam satu arahAsas Black: Suatu asas yang menyatakan panas yang berikansama dengan panas yang diterima.Beda potensial lsitrik: Selisih besar potensial listrik antara dua buah titikCoulomb: Satuan muatan listrik dalam sistem satuaninternasionalCelcius: Satuan muatan listrik dalam sistem satuan internasionalDaya: Kemampuan untuk melakukan usaha tiap satu satuanwaktu.Daya akomodasi mata : Daya suatu mata untuk mengatur kecembungan lensamataElektron: Suatu partikel elemeter yang mempunyai massa diam8,109558 x 10-31 kg dan muatan negatip sebesar1,602192 x 10-19 coulomb.Energi: Kemampuan untuk melakukan usaha.Fahrenheit: Satuan suhu suatu benda yang diukur dengantermometer FahrenheitFrekuensi: Kelajuan dari suatu pengulangan kejadian yangteratur.Gaya aksi: Gaya yang ditimbulkan oleh suatu benda terhadapbenda lain yang saling bersentuhan.Glosarium
208Fisika SMA/MA XGaya gesek: Gaya yang arahnya menentang arahgerak benda pada suatu permukaanyang saling bersentuhan dan besarnyatergantung kondisi permukaan yangsaling bersentuhan tersebut.Gaya gravitasi bumi: Gaya tarik yang ditimbulkan oleh bumiterhadap suatu benda.Gaya reaksi: Gaya yang ditimbulkan oleh suatu bendayang merupakan perlawanan terhadapgaya aksi yang ditimbulkan oleh bendalain yang saling bersentuhan.Gaya normal: Gaya reaksi bidang terhadap suatubenda dan arahnya tegak lurus bidangdimana benda berada.Gaya luar: Suatu gaya dari luar yang dikena-kanpada suatu benda atau system.Gelombang: Gelombang elektromagnetik.Gerak lengkung: Gerak benda pada lintasan lengkung.Gerak lurus: Gerak pada lintasan lurus.Gerak lurus beraturan: Gerak lurus dengan kecepatan konstan.Gerak lurus berubah beraturan: Gerak lurus dengan percepatan konstan.Gerak melingkar: Gerak benda dengan lintasan gerak padalingkaran.Gerak melingkar beraturan: Gerak melingkar dengan kecepatansudut tetap/konstan.Gerak melingkar berubah beraturan : Gerak melingkar dengan percepatansudut tetap.Hukum Ohm: Hukum yang menyatakan bahwategangan listrik sebanding dengan kuatarus.Hukum I Kirchhoff: Hukum yang menyatakan bahwa arusyang masuk titik cabang = arus keluar.Hukum II Kirchhoff: Hukum yang menyatakan bahwa dalamrangkaian tertutup, jumlah aljabar gglpenurunan tegangan = 0.Hukum II Newton: Percepatan benda berbanding lurusdengan gaya luar yang bekerja padanyadan berbanding terbalik dengan massabenda.
209Fisika SMA/MA XHukum III Newton: Dua benda saling berinteraksi, benda utamamelakukan gaya pada benda kedua (Faksi) yang samabesar tetapi berlawanan dengan gaya yang dilakukanoleh kedua benda (Freaksi).Intensitas: Daya per satuan luasan.Iris: Bagian dari mata yang berfungsi memberi warna padamata.Joule: Satuan usaha dalam SI, besarnya sama dengan kerjayang dilakukan oleh gaya 1 Newton untuk memindah-kan benda sejauh 1 meter.Kelvin: Skala suhuKalor: Energi yang diberikan oleh benda yang bersuhu tinggike benda yang bersuhu rendah.Kalor jenis: Banyaknya kalor yang diperlukan atau dilepaskansetiap kilogram massa untuk menaikkan/menurun-kan suhu satu Kelvin atau satu derajat Celcius.Kalor uap: Banyaknya kalor yang diperlukan setiap kilogram zatuntuk menguap pada titik didihnya.Kamera: Alat optik yang mampu merekam suatu pemandangansecara permanen pada pelat film.Kapasitas kalor: Jumlah kalor yang diperlukan/dilepaskan jika suhubenda tersebut dinaikkan atau diturunkan.Kecepatan rata-rata: Perpindahan suatu benda dibagi waktu yangdiperlukan benda tersebut untuk berpindah.Kecepatan sesaat: Kecepatan pada waktu tertentu.Kecepatan sudut: Sudut yang ditempuh tiap satuan waktu.Kelajuan: Gerak per satuan waktuKelajuan rata-rata: Gerak yang ditempuh dibagi waktu yang diperlukanKelembaban: Sifat benda untuk mempertahankan kedudukannya.Konduksi: Proses perpindahan kalor melalui suatu zat tanpadisertai perpindahan partikel tersebut.Konveksi: Proses perpindahan kalor.Konversi satuan: Mengubah satuan pengukuran.Kumparan Ruhmkorf : Alat yang digunakan untuk menyelidiki gelombangelektromagnetik.Laju perambatan: Besar kecepatan gelombang merambat.Lensa objektif: Lensa yang berada terdekat dengan benda.
210Fisika SMA/MA XLensa okuler: Lensa yang berada dekat dengan mata.Lup: Lensa yang digunakan untuk melihat benda-benda kecil.Medan listrik: Daerah di sektiar muatan listrik yang masih dipengaruhioleh gaya listrik.Metode grafis: Metode operasi penjumlahan/pengurangan vektordengan grafis.Mikroskop cahaya : Mikroskop yang menggunakan cahaya sebagai sumberpenglihatan.Mikroskop elektron : Mikroskop yang mempunyai perbesaran lebih dari 1 jutakaliMuai panjang: Pertambahan panjang karena kenaikan suhu.Muai luas: Perubahan luas suatu benda karena perubahan suhu.Muai volum: Perubahan volum suatu benda karena perubahan suhu.Multimeter: Alat ukur listrik yang dapat digunakan untuk mengukurkuat arus, tegangan dan hambatan.Ohm: Satuan hambatan listrikOhmmeter: Alat untuk mengukur besar hambatan listrikPanjang gelombang : Jarak antara 1 puncak dengan puncak atau satu lembahdengan lembah pada gelombang.Penghantar: Benda yang dapat menghantar.Percepatan: Perubahan kecepatan dalam waktu tertentu.Percepatan rata-rata : Percepatan benda yang bergerak selang waktu t1 dan t2.Percepatan sesaat: Percepatan benda pada waktu tertentu atau 't o 0 ('tmendekati nol).Perlambatan: Percepatan yang bertanda negatif, kecepatannya semakinberkurang.Periskop: Teleskop yang digunakan di kapal selam.Permeabilitas: Dilambangkan Po, suatu tetapan yang nilainya :4 x 10-7 WbA-1m-1Permitivitas: Dilambangkan Ho, suatu tetapan yang nilainya :8,85 x 10-12 C2N-1m-2Pupil: Celah lingkar yang lebarnya diatur oleh iris dan bergunauntuk mengatur cahaya yang masuk ke mata.Rapat arus: Besar kuat arus listrik persatuan luas penampang.Rapat energi: Tenaga : energi dikalikan medan kuadrat.
211Fisika SMA/MA XRetina: Lapisan serat syaraf yang mengandung struktur indracahaya dan menyampaikan informasi ke otak.Sinar gamma: Gelombang elektromagnetik dengan frekuensi =1020 Hz - 1025 HzSinar tampak: Gelombang elektromagnetik dengan frekuensi =4,3 x 1014 Hz - 7 x 1014 HzSinar ultraviolet: Gelombang elektromagnetik dengan frekuensi =1015 Hz - 1016 HzSinar X: Gelombang elektromagnetik dengan frekuensi =1016 Hz - 1020 HzSuhu: Tingkat derajat panas suatu benda/sistem.Tegangan: Beda potensial antarujung-ujung penghantar.Termometer: Alat untuk mengukur suhu.Teropong bias: Teropong yang menggunakan lensa untuk menangkapbayangan.Teropong Hubble : Teropong yang digunakan untuk mengamati benda-bendaangkasa.Teropong pantul : Teropong yang menggunakan cermin untuk menangkapbayangan.Titik dekat mata : Jarak terdekat di mana lensa memfokuskan cahaya yangmasuk tepat jatuh di retina.Titik jauh mata: Jarak terjauh di mana lensa memfokuskan cahaya tepat diretina.Titik tripler air: Suatu titik, di mana fasa uap, cair dan padat beradabersama-sama dalam keadaan setimbang.Vektor: Suatu besaran yang punya nilai dan arah.Volt: Satuan tegangan listrikVoltmeter: Alat untuk mengukur besar tegangan listrik.Watt: Satuan daya.Wattmeter: Alat untuk mengukur daya.
212Fisika SMA/MA XIndeks SubjekAAberasi 81aksi 55,62,191Akurat 3amperemeter 164,165,166,167,168,169,170,171,177,207Amplitudo 183,188angka signifikan 5,6arus 9,11,23,125,126,147,148,149,150,151,152,153,155,156,157,158,159,160,161,163,164,165,166,167,168,169, 170,171,173,174,175,176,177,183,202,206,207,209Arus bolak-balik 163arus searah 160,161,173Asas Black 110,133,135Bbeda potensial 147,148,150,152,156,158,160,165,166,167,168,169,170,171,173,177besaran 1,2,5,7,8,9,12,14,15,22,23,31,44,111,146,147,149besaran pokok 7,9,149besaran turunan 12,14,149Ccahaya 12,49,82,83,84,85,89,90,91,92,95,100,101,125,130,182,185,187,188,190,191,193,197,199,200,201,202,209celcius 111,126,136,138,140coulomb 149,150,160,170Ddaya 79,81,93,96,23,131,161,168,169,171,189,191,192,197,202,207,209dimensi 9,14,24,56Eelektron 8,31,91,92,125,148,150,151,152,172,173,192,193emisivitas 131,136energi 109,111,112,116,118,119,123,124,125,130,131,132,133,134,136,140,141,147,160,170,183,187,189,190,194,197,199,201,202,206,208,209,211energi rata-rata 189,190,199,201,209FFahrenheit 4,11,24,111,112,136,140frekuensi 3,45,48,163,199Ggalvanometer 164,165,166,167,168,169,174,175,206gaya aksi 55,62gaya gerak listrik 148,150,158,170,173,176,177,183,207gaya gesek 67,68gaya gravitasi 52,53,61gaya luar 49,50gaya normal 62gaya reaksi 55,62gelombang 3,8,10,181,182,183,184,185,186,187,188,189,190,191,192,193,194,195,196,197,198,199,200,201,202,208,209,210,211,125,130,131,136gelombang elektromagnetik 130,131,136,181,182,183,184,185,186,187,188,189,191,192,193,194,195,197,198,199,200,201,202,208,209,210,211gelombang inframerah 193gelombang mikro 8,193gelombang radar 191,194,197,200gelombang televisi 187,194gerak lengkung 31,62gerak lurus 30,31,38,42,63gerak lurus beraturan 38,63gerak Lurus Berubah Beraturan 40,63gerak melingkar 31,44,45,58,62,64gerak melingkar beraturan 30,31,45,47,48,73gerak melingkar berubah beraturan 31,47,58gesekan 49,55,56Hhambatan 147,148,150,152,153,155,156,157,158,161,163,164,165,166,167,168,169,170,171,172,173,174,175,176,177,202,206,207Hukum I Kirchoff 155hukum I Newton 50,61hukum II Kirchoff 171Hukum II Newton 50Hukum III Newton 54,55,62Hukum Ohm 146,152,170Iintensitas 82,182,183,189,197,208iris 82,100Jjarak perpindahan 57joule 115,116,126,129,135,138,140,160,161,171,173,175,206KKalor 109,110,111,112,113,115,118,119,120,123,124,128,130,133,134,135,136,138,139,140kalor jenis 112,113,114,115,133,134,136,138,139,140kalor lebur 118,135,138,139,140kalor uap 119kamera 88,89,90,97,99,101kapasitas kalor 112,115,119,120
213Fisika SMA/MA Xkawat 145,148,149,151,152,153,154,164,170,176kecepatan rata-rata 33,34,35,63,71kecepatan sesaat 35,64kecepatan sudut 46,47,58,62,64,67,70kelajuan 31,32,33,38,47,48,55,59,60,61,69,70,73,199,208kelajuan rata-rata 32,33kelembaman 49,61kelvin 111,113,115,126,135kerucut 82kesetimbangan fase 117Kirchoff 155,171komunikasi 194,195,209konduksi 124,125,134,136,139,141konveksi 124,128,129,130,134,136konversi satuan 13kumparan Ruhmkorf 185Llaju 30,34,35,36,45,58,64,65,67,73,125,128,130,147,169,185,186,188,189,196,197,200,201,209,211laju energi 132,189,197,201,209laju perambatan 185,188lensa 81,82,91,94,101,102,203,204,205lensa kristalin 82lensa objektif 91,92,93,94,95,103,104,105listrik 116,133,145,146,147,148,149,150,152,153,155,156,157,158,160,161,162,163,164,165,166,167,168,169,170,171,173,174,176,177,183,184,185,186,187,188,189,195,196,197,197,199,200,201,202,206,207,208,209,210,211Lup 86,97,101Mmassa 5,8,9,10,14,15,44,48,50,51,54,61,67,112,113,118,119,123,125,128,135,138,140,173mata berakomodasi maksimum 105mata tak berakomodasi 105medan 125,183,184,185,186,187,188,,188,189,195,196,197,199,200,201,202,208,209,210,211medan listrik 183,184,185,186,187,188,189,195,196,197,199,200,201,202,208,209,210,211medan magnetik 125,188,202,,208,209medium 131,183,186,191,196,200,210mekanika 31,48,61metode analitis 19metode Grafis 16,17metode poligon 16,17mho 153mikroskop cahaya 90,92mikroskop elektron 91,92muatan 147,148,149,150,151,160,162,170,183,185,209multimeter 146,169,171,172Nnon-ohmik 152,170Oohm 152,153,161,165,167,168,172,173,174,175,176,177,206,207ohmik 152,170ohmmeter 164,169,171Ppanjang gelombang 186,190,194,197,200,201,202,208,209pararel 171penghantar 145,147,149,150,151,152,153,170penjalaran 195perambatan 184,185,186,188,191,195,197,200percepatan 15,23,30,31,35,36,37,40,42,44,47,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73percepatan gravitasi 42,44,52,53,54,55,57,62,66,67,68,69,71,73Percepatan rata-rata 36,59,63Percepatan Sentripetal 59Percepatan sesaat 37,63periskop 95,98,101perlambatan 37,38,42,43,44,69,70permeabilitas 185,189,200Permitivitas 183potensial 147,148,150,152,153,156,158,160,165,166,167,168,169,170,171,173,174,177pupil 82,100Rradar 182,187,191,194,197,200,202,210radiasi 191,192,201,209rangkaian 146,147,148,150,155,156,157,158,159,160,164,166,168,169,170,171,173,176,207,211rapat arus 149,151,170rapat energi 183,189rapat energi listrik 189rapat energi magnetik 202reamur 111,112,140ruang hampa 185,186,188,196,199,201,208,209,210Ssatuan 3,4,5,7,8,10,11,12,13,15,22,23,37,40,45,46,51,64,65,112,116,148,149,150,153,161,164,166,167,168,170,171,185,189,197,200,201,209sel 90,91seri 155,156,157,158,164,166,167,168,170,171,172,173,174,175,176,177signifikan 3sinar 85,95,99,125,130,181,182,183,186,187,191,192,193sinar gamma 191,192,197,200,211sinar inframerah 193sinar tampak 191,193,197sinar ultraviolet 191,192,193,197,200,209sinar X 201,210,211sistem cgs 12Spektrum 182,183,186,187suhu 4,11,12,15,23,24,111,112,113,114,115,117,118,119,120,121,122,124,125,126,128,129,130,131,132,133,134,135,136,137,138,139,140,141,152,170
214Fisika SMA/MA XTtegangan 23,48,54,67,70,150,152,154,156,157,158,159,160,161,162,163,164,166,167,168,169,170,171,172,173,174,175,176,177,185,206,207termometer 111,135teropong 81,93,95,98teropong Hubble 95Titik dekat 81,101,103Titik Kritis 111Titik tripel 118,135Vvektor 2,15,16,17,18,19,20,21,22,23,25,26,32,35,44,59,189,198,202vektor Poynting 189,198volt 150,152,153,158,160,166,174,176,177,206voltmeter 164,166,167,168,169,171,175,177,206volume 13,15,23,113,117,121,122,123,189Wwatt 125,129,131,141,161,168,171,174,201,206,209wattmeter 164,168,171Wheatstone 168,171
215Fisika SMA/MA XIndeks PengarangAampere 9,11,149,150,152,153,160,164,170,173,175,177,206,207Antoni van Leeuwenhoek 91Ccoulomb 149,150,160,170DDaguerre 89FFaraday 183GGalileo 93George Simon Ohm 148HHans Lippershey 93Heinrich Hertz 185Hertz 45,185Hubble 95,97IIssac Newton 51James Clark Maxwell 183James Prescott Joule 115Janssen 91Joseph Niepce 88Joule 115,160,161,171,173,175,206KKirchoff 155,171Nnewton 14,30,48,49,50,51,54,55,56,61,62,65Oohm 146,148,152,157,170,171,206,207RRontgen 181,182,183,191,192SSumartono 9,10,213TTipler 7,9,10,18, 82,83,90,95,60,19,121,125,126,131,149WWilhem Conrad Rontgen 192ZZacharias Janssen 91
216Fisika SMA/MA XKonstanta FisikaKonstanta StefanVPercepatan gravitasi bumig10 m/s2Radius bumiRKecepatan cahayacMuatan elektronePermeabilitas ruang hampaP0Permitivitas ruang hampaH0
217Fisika SMA/MA XKunci JawabanBab I Uji KompetensiA.1. cB.1. 43,21o3. c3.5. d5. 6,2 N6. d7. 5 N9. b9. Fx = Fy = 5 NR = 10 NBab II Uji KompetensiA.1. d3. c5. a7. b9. bB.1. 20 km,5. 5 ms-220 km/jam7. 0,4 S3. 10 m9. 3 sekonBab III Uji KompetensiA.1. aB.1. 2,6 cm, 0,5 kali3. c3. -105. d5. 39 cm7. b9. dBab IV Uji KompetensiA.1. bB.1. -25,6oC3. c3. 7,8oC5. a5. 1,005 - 10 j6. c7. 0,025 kg9. c9. 1452 watt/m2Bab V Uji KompetensiA.1. cB.1. 95 km3. b3. 0,66 :5. c5. 12 V6. c9. c11. a13. b15. a17. c19. dBab VI Uji KompetensiA.1. cB.1. 380 nm s.d.3. b750 nm5. e3. 1200 km7. c5. 7 x 10-7 T9. b7. 37 mw/m29. A = 100O = f = Uji Kompetensi Akhir Semester GasalA.1. bB.1. 20 km,3. a20 km/jam5. b3.7. c5. 10 m.s-19. e11. c13. e15. bUji Kompetensi Akhir Semester GenapA.1. a15. e3. b17. e5. c19. d7. e21. a9. d23. c11. c25. e13. c
218Fisika SMA/MA X
ISBN 978-979-068-802-5 (nomor jilid lengkap)ISBN 978-979-068-805-6Harga Eceran Tertinggi (HET) Rp11.495,-