Halaman
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN2GELOMBANG BUNYI DAN CAHAYAFISIKA KELAS XIPENYUSUNISSI ANISSA, M.PdSMAN 1 PROBOLINGGO
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN3DAFTAR ISIPENYUSUN........................................................................................................................................2DAFTAR ISI.......................................................................................................................................3GLOSARIUM......................................................................................................................................5PETA KONSEP..................................................................................................................................6PENDAHULUAN..............................................................................................................................7A. Identitas Modul......................................................................................................7B. Kompetensi Dasar................................................................................................7C. Deskripsi Singkat Materi.....................................................................................7D. Petunjuk Penggunaan Modul..............................................................................8E. Materi Pembelajaran............................................................................................8KEGIATAN PEMBELAJARAN 1..................................................................................................9GELOMBANG BUNYI......................................................................................................................9A.Tujuan Pembelajaran...........................................................................................9B.Uraian Materi........................................................................................................9C.Rangkuman.........................................................................................................18D.Penugasan Mandiri............................................................................................19E.Latihan Soal........................................................................................................20F.Penilaian Diri......................................................................................................23KEGIATAN PEMBELAJARAN 2...............................................................................................25PEMANTULAN, PEMBIASAN, DAN DISPERSI CAHAYA................................................25A.Tujuan Pembelajaran.........................................................................................25B.Uraian Materi......................................................................................................25C.Rangkuman.........................................................................................................28D.Penugasan Mandiri............................................................................................29E.Latihan Soal........................................................................................................29F.Penilaian Diri......................................................................................................34KEGIATAN PEMBELAJARAN 3...............................................................................................35DIFRAKSI, INTERFERENSI, DAN POLARISASI CAHAYA...............................................35A.Tujuan Pembelajaran.........................................................................................35B.Uraian Materi......................................................................................................35C.Rangkuman.........................................................................................................40D.Penugasan Mandiri............................................................................................41E.Latihan Soal........................................................................................................41F.Penilaian Diri......................................................................................................45
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN4EVALUASI.......................................................................................................................................46KUNCI JAWABAN.........................................................................................................................50DAFTAR PUSTAKA......................................................................................................................51
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN5GLOSARIUMGelombang mekanik: gelombang yang membutuhkan medium dalam perambatannyaGelombang longitudinal: gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambtannyaFrekuensi:Banyaknya getaran dalam tiap sekonIntensitas:energi bunyi yang tiap detik (daya bunyi) yang menembus bidang setiap satuan luas permukaan secara tegak lurusTaraf intensitas: logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dengan intensitas ambang pendengaranEfek Doppler: peristiwa naik atau turunnya frekuensi gelombang bunyi yang terdengar penerima bunyi ketika sumber bunyi bergerak mendekat atau menjauhGelombang longitudinal: Gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatannyaRefraksi: perubahan arah rambat cahaya ketika berpindah darisatu medium ke medium lain karena kerapatan optiknya berbedaDispersi:peristiwapenguraiancahayapolikromatikmenjadi cahayamonokromatik melalui pembiasan atau pembelokanDifraksi: pembelokan cahaya ketika melewati celah sempitCelah tunggal:celah yang sangat kecil untuk dilewati cahayaKisi:sebaris celah sempit yang saling berdekatan dalam jumlah banyak.Interferensi: paduan dua gelombang atau lebih menjadi satu gelombang baruketika memiliki beda fase yang samaPolarisasi: peristwa terserapnya sebagian atau seluruh arah getar gelombang.Refleksi: atau pemantulan adalah pembalikan arah cahaya karena mengenai sebuah permukaanbenda
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN6PETA KONSEPGELOMBANGGelombang BunyiCepat rambatDawaiPipa OrganaTerbukaTertutupIntensitasEfek DopplerGelombang CahayaPemantulanPembiasanDispersiDifraksiCelah tunggalCelah banyak (Kisi)InterferensiPolarisasi
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN7PENDAHULUANA. Identitas ModulMata Pelajaran: Fisika Kelas: XIAlokasi Waktu: 3 x 4 JPJudul Modul: Gelombang Bunyi dan CahayaB. Kompetensi Dasar3.10Menerapkan konsep dan prinsip gelombang bunyi dan cahaya dalam teknologi4.10Melakukan percobaan tentang gelombang bunyi dan/atau cahaya, berikut presentasi hasil percobaan dan makna fisisnya misalnya sonometer,dan kisi difraksiC. Deskripsi Singkat MateriSalam Cerdas bagi Generasi Muda yang Hebat! Bagaimana kabar Anda hari ini? Semoga selalu sehat, semangat, dan luar biasa. Walau banyak aral yang melintang yakinlah bahwa semua itu akan menjadikan Anda menjadi semakin unggul, dan berprestasi dalam segala hal. Selamat belajar kembali dalam Modul Fisika yang GEMAS (Gampang, Edukatif, Menyenangkan, dan Asyik).Coba Anda ingat kembali ketika terdapat fenomena petir di langit. Biasanya Anda akan sontak menutup telinga sesaat setelah terlihat kilat dari kaca jendela kamar Anda. Anda menutup telinga tentunya karena bunyi halilintar yang akan terdengar setelah kilat terlihat. Mengapa antara kilat dan halilintar tidak bersama-sama sampai ke Bumi? Apa saja perbedaan gelombang bunyi dan gelombang cahaya?Pada modul ini, Anda akan mempelajari tentang karateristik gelombang bunyi dan gelombang cahaya beserta fenomena-fenomena yang menyertainya. Anda akan tahu lebih jelas perbedaan antara gelombang bunyi dan gelombang cahaya dengan belajar menerapkan sifat-sifat gelombang bunyi dan cahaya dalam teknologi. Pada uraian materi tentang gelombang, Anda akan belajar tentang perambatan bunyi di berbagai medium, sumber bunyi pada dawai dan pipa organa, intensitas bunyi dan taraf intensitas serta fenomena efek doppler yang erat dalam kehidupan sehari-hari. Sifar-sifat gelombang cahaya seperti pemantulan, pembiasan, dispersi, difraksi, intreferensi dan polariasi juga akan Anda pelajari . Harapannya dengan mempelajari materi ini, Anda akan mampu menerapkan konsep dan prinsip gelombang bunyi dan gelombang cahaya dalam berbagai kegiatan di kehidupan sehari-hari dan tentunya pemanfaatanya dalam berbagai bidang terutama dalam teknologi. Gambar 1. Petir. Sumber.https://parade.com/
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN8D. Petunjuk Penggunaan ModulSebelum mempelajari modul in lebih lanjut, sebaiknya ikuti petunjuk penggunaannya sebagai berikut.1.Pelajari daftar isi modul dengan cermat dan teliti.2.Pelajari setiap kegiatan belajar ini dengan membaca berulang-ulang sehingga kalian benar-benar paham dan mengerti3.Jawablah latihan soal dengan tepat kemudian cocokkan hasil jawaban kalian dengan kunci jawaban yang sudah tersedia4.Untuk mengembangkan kemampuan berpikir kreatif dan kritis, Anda dapat mengerjakan penugasan mandiri pada kegiatan belajar. Anda dapat memilih salah satu penugasan pada kegiatan belajar 5.Catatlah kesulitan yang kalian temui dalam modul ini untuk ditanyakan pada guru saat tatap muka. Bacalah referensi lain yang berhubungan dengan materi modul agar pengetahuan Anda bisa bertambah.6.Kerjakan evaluasi untuk mengetahui sejauh mana ketercapaian materi yang sudah kalian dapatkan. 7.Lakukan penilaian diri di akhir pembelajaran. E. Materi PembelajaranModul ini terbagi menjaditigakegiatan pembelajaran dan di dalamnya terdapat uraian materi, contoh soal, soal latihan dan soal evaluasi.Pertama :Gelombang BunyiKedua : Pemantulan, Pembiasan, dan Dispersi CahayaKetiga: Difraksi, Interferensi, dan Polarisasi
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN9KEGIATAN PEMBELAJARAN 1GELOMBANG BUNYIA.Tujuan PembelajaranSetelah mempelajari kegiatan belajar 1 ini, Anda diharapkan mampu menerapkan konsep dan prinsip gelombang bunyi meliputi cepat rambat bunyi, bunyi pada dawai, pipa organa, intensitas, dan efek doppler. Anda juga diharapkan memiliki kemampuan untuk mempresentasikan penerapan gelombang bunyi dalam kehidupan sehari-hari dalam bentuk laporan imiah. B.Uraian MateriPernah merasa bingung kenapa saat berbicara di alam terbuka, suaraAndabisa terdengar sampai jauh? Apalagi kalau Andaberada di atas gunung, suara lantang dari penduduk bisa terdengar sampai puncak gunung. Hal tersebut bisa terjadi karena adanya karakteristik dari gelombang bunyi. Penasaran?Ayo,belajar mengenai konsep gelombang bunyi bersama-sama.Gelombang Bunyi adalah gelombang yang merambat melalui medium tertentu. Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik yang digolongkan sebagai gelombang longitudinal.Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia. Bunyi/ suara dapat terdengar karena adanya getaran yang menjalar ke telinga pendengar. Lalu bagaimana cara menentukan cepat rambat bunyi? Simak uraian berikut.1.Cepat Rambat BunyiBunyi merupakan gelombanglongitudinal yang dapat merambat dalam medium padat, cair, dan gas. Cepat rambat bunyi tergantung pada sifat-sifat medium rambat, maka bunyi mempunyai cepat rambat yang dipengaruhi oleh duafaktor yaitu :a.Kerapatan partikel medium yang dilalui bunyi. Semakin rapat susunan partikel medium maka semakin cepat bunyi merambat, sehingga bunyi merambat paling cepat pada zat padat.b.Suhu medium, semakin panas suhu medium yang dilalui maka semakin cepat bunyi merambat.Cepat rambat bunyidapat dihitung dengan menggunakan persamaan :Keterangan :v : cepat rambat bunyiλ : panjang gelombang bunyif : frekuensi bunyiCepat rambat bunyi tergantung pada mediumnya:Gambar 2. Orang berteriak di puncak gunungSumber. https://travelingyuk.com/V = λ . f
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN10a.Cepat rambat bunyi di dalam medium gasb.Cepat rambat bunyi di dalam medium zat cairc.Cepat rambat bunyi di dalam medium zat padatContoh SoalTentukan kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam air, jika diketahui modulus Bulk air 2,25 x 109Nm-2dan massa jenis air103 kgm-3. Tentukan pula panjang gelombangnya, jika frekuensinya 1 kHz.Penyelesaian:Diketahui B = 2,25 x 109Nm-2; ρ = 103kgm-3 ; f = 103HzKecepatan perambatan bunyi𝑣=√𝐵𝜌𝑣=√2,25𝑥109103= 1500𝜆=𝑣𝑓=15001000𝜆=1,5𝑚2. DawaiKetika Anda memainkan gitar di bagian depan (dekat leher gitar), pasti bunyinya nyaring. Itu artinya, semakin pendek jaraknya, frekuensinya semakin tinggi (berbanding terbalik). Begitu pula dengan massa jenis, dan luas permukaan senarnya.Yang dimaksud dengan luas permukaan senar di sini penampang dari senar / dawai dan tentu kecil sekali kan penampangnya?Artinya, semakin kecil luas permukaannya maka frekuensinya besar. Adapun variabel yang berbanding lurus terhadap frekuensi adalah gaya. 𝑣=√𝛾𝑅𝑇𝑀𝑟v = cepat rambat bunyi(m/s)γ =tetapan Laplace R =tetapan gas umum (J/mol K)T =suhu mutlak (K)Mr =massa molekul relatif (kg/mol)𝑣=√𝐵𝜌v = cepat rambat bunyi(m/s)B=modulus Bulk (N/m2) 𝜌=massa jenis zat cair (kg/m3)𝑣=√𝐸𝜌v = cepat rambat bunyi (m/s)B = modulus Young (N/m2) 𝜌= massa jenis zat padat (kg/m3)Gambar 3. Orang bermain gitarSumber. zonabanten.pikiran-rakyat.com/
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN11CobaAnda kamu memetik gitar dengan lebih kencang, pasti suaranya lebih nyaring. Bandingkan dengan petikan yang lembut dan pelan, pasti bunyi yang keluar akan lebih rendah.Gitar merupakanalat musik yang menggunakan dawai sebagai sumber bunyinya. Gitar dapat menghasilkan nada-nada yang berbeda dengan jalan menekan bagian tertentu pada senar itu saat dipetik. Nada yang dihasilkan dengan pola paling sederhana disebut nada dasar, kemudian secara berturut-turut pola gelombang yang terbentuk menghasilkan nada atas ke 1, nada atas ke 2, nada atas ke 3dan seterusnya.Baca dengan baik uraian tentang nada-nada pada dawai.Nada DasarNada Dasarterjadi apabila sepanjang dawai terbentuk 1/2 gelombangseperti pada gambar. Tali dengan panjang L membentuk ½ λ Sehingga : L = ½ λ maka λ = 2L Maka frekuensi nada dasar adalah,Nada Atas ke 1 Nada atas ke 1terjadi apabila sepanjang dawai terbentuk 1 gelombang.Tali dengan panjang L membentuk 1 λ . L = 1 λ maka λ = LFrekuensi nada atas ke 1 adalah,Nada Atas ke 2Nada atas ke 2terjadi apabila sepanjang dawai terbentuk 1 ½gelombang.Tali dengan panjang L membentuk 1 ½ λ atau 3/2 λL = 3/2 λ maka λ = 2/3 LFrekuensi nada atas ke 2 adalah,𝒇𝒐=𝒗𝟐𝑳𝒇𝟏=𝟐𝒗𝟐𝑳=𝒗𝑳𝒇𝟏=𝟑𝒗𝟐𝑳Gambar 4. Nada dasar dawaiGambar 5. Nada atas ke 1 dawaiGambar 6. Nada atas ke 1 dawai
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN12Berdasarkan data diatas dapat diambil kesimpulan bahwa frekuensi nada atas ke n Frekuensi-frekuensi dan seterusnya disebut frekuensi alami atau frekuensi resonansi. Perbandingan frekuensi-ferkuensi di atas, yaitu3. Pipa OrganaAdapun sumber bunyi yang menggunakan kolom udara sebagai sumber getarnya disebut juga pipa organacontohnya pada seruling, terompet, atau piano.Pipa organa dibagi menjadi pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup.a.Pipa organa terbukaNada dasarJika sepanjang pipa organa terbentuk 1/2 gelombang , maka nada yang dihasilkannya disebut nada dasarL = ½ λ maka λ = 2Lsehingga persamaan frekuensi nada dasar untuk pipa organa terbukaNada atas ke 1𝐟𝟎∶𝐟𝟏∶𝐟𝟐=𝟏∶𝟐: 3𝒇𝒐=𝒗𝟐𝑳Gambar 8. Nada dasar pipa organa terbukaGambar 7. Seruling dan terompet contoh pipa organa
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN13Jika sepanjang pipa organa terbentuk 1 gelombang , maka nada yang dihasilkannya disebut nada atas ke 1Pipa organa dengan panjang L, dimana L = 1 λ maka λ = LFrekuensi nada atas ke 1 adalahNada atas ke 2Jika sepanjang pipa organa terbentuk 3/2 gelombang , maka nada yang dihasilkannya disebut nada atas ke 2. Pipa organa dengan panjang L, dimana L = 3/2 λ maka λ = 2/3 LPersamaan nada atas ke 2 yaituBerdasarkan data diatas dapat diambil kesimpulan bahwa frekuensi nada atas ke n pada pipa organa terbuka dapat ditentukan dengan rumusPerbandinganfrekuensi nada-nada yang dihasilkan oleh sumber bunyi berupa pipa organa terbuka dengan frekuensi nada dasarnya merupakan bilangan bulat dengan perbandinganb.Pipa organa tertutupNada dasarJika sepanjang pipa organa terbentuk 1/4 gelombang, maka nada yang dihasilkannya disebut nada dasar L = ¼ λ maka λ = 4L𝒇𝟏=𝟐𝒗𝟐𝑳=𝒗𝑳𝒇𝟏=𝟑𝒗𝟐𝑳𝐟𝟎∶𝐟𝟏∶𝐟𝟐=𝟏∶𝟐: 3Gambar 9. Nada atas 1 pipaorgana terbukaGambar 10.Nada atas ke 2 pipa organa terbukaGambar 11. Nada dasarpipa organatertutup
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN14Persamaan pipa organa tertutup untuk nada dasar adalahNada atas ke 1Jika sepanjang pipa organa terbentuk 3/4 gelombang , maka nada yang dihasilkannya disebut nada atas ke 1L = ¾ λ maka λ = 4/3 Persamaan pipa organa tertutup untuk nada atas ke 1 adalahBerdasarkan data diatas dapat diambil kesimpulan bahwa frekuensi nada atas ke n pada pipa organa tertutup dapat ditentukan dengan rumus:Perbandingan frekuensi nada-nada yang dihasilkan oleh sumber bunyi berupa pipa organa tertutup dengan frekuensi nada dasarnya Contoh SoalSebuahpipa organa yang terbuka kedua ujungnya memiliki nada dasar dengan frekuensi sebesar 300 Hz. Tentukan besar frekuensi dari :a) Nada atas pertamab) Nada atas keduac) Nada atas ketigaPembahasanPerbandingan nada-nada pada pipa organa terbuka memenuhi:dengan:foadalah frekuensi nada dasarf1adalah frekuensi nada atas pertamaf2adalah frtekuensi nada atas keduadan seterusnya.a)Nada atas pertama (f1)f1/ fo= 2/1f1= 2 × fo= 2× 300 Hz = 600 Hz𝒇𝒐=𝒗𝟒𝑳𝒇𝒐=𝟑𝒗𝟒𝑳𝐟𝟎∶𝐟𝟏∶𝐟𝟐=𝟏∶𝟑: 5Gambar 12. Nada atas ke 1pipa organatertutup
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN15b)Nada atas kedua ( f2)f2/ fo= 3 / 1f2= 3 × fo= 3 × 300 = 900 Hzc)Nada atasketiga( f3)f3/ fo= 4/ 1f3= 4× fo= 3 × 300 = 1200 Hz4. Intensitas dan Taraf IntensitasKetika bel tanda masuk sekolah berdering, pernahkah Anda tidak mendengarnya dengan jelas? Kira-kira kenapa hal itu bisa terjadi? Anda sudah pasti bisa menduga bahwa Anda tidak bisa mendengar dengan jelas karena posisi Anda yang agak jauh dari bel sebagai sumber bunyinya. Sebaliknya jika Anda berada dekat dengan sumber bunyi, tentu terdengar dengan jelas bahkan kadang sampai memekakkan telinga. Inilah yang dinamakan dnegan Intensitas Bunyi.a.Intensitas BunyiIntensitas adalah besaran untuk mengukur kenyaringan bunyi. Intensitas bunyi yaitu energi bunyi yang tiap detik (daya bunyi) yang menembus bidang setiap satuan luas permukaan secara tegak lurus. Rumus intensitas bunyi di suatu titik oleh beberapa sumber bunyiDapat diketahui intensitas gelombang bunyi pada suatu titik berbading terbalik dengan kuadrat jarkanya dari sumber bunyi, maka perbandingan intensitas bunyi di dua tempat yang berbeda jaraknya terhadap satu sumber bunyi adalah :𝑰𝟏𝑰𝟐=𝒓𝟐𝟐𝒓𝟏𝟐Ternyata kuat bunyi yang terdengar oleh telinga tidak berbanding lurus dengan besarnya intensitas bunyi. Misalnya, jika intensitas awal 10-5Wm-2dan dinaikkan menjadi 2 x 10-5Wm-, ternyata telinga kita tidak mendengar bunyi dua kali lebih kuat, bahkan telinga merasa mendengar bunyi yang hampir sama kuatnya.Oleh karena jangkauan intesitas bunyi yang dapat didengar manusia sangat besar maka dibuatlah suatu besaran yang menyatakan intensitas dalam bilangan yang lebih kecil. Besaran ini dinamakan taraf intensitas bunyi disingkat TI.b.Taraf IntensitasBunyiYang dimaksuddengan taraf intensitas bunyi adalah logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dengan intensitas ambang pendengaran.𝐼=𝑝𝐴=𝑃4𝜋𝑟2Keterangan :I : Intensitas bunyi (W/m2)P : Energi tiap waktu atau daya (W)A : Luas (m2)𝑇𝐼=10log𝐼𝐼𝑜keterangan:TI = taraf intensitas bunyi (dB decibel)I = intensitas bunyi (watt/m2)Io = intensitas ambang pendengaran (Io= 10-12Watt/m2)
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN16Jika terdapatbeberapa sumber bunyi yang identik maka taraf intensitasnya menjadi :Contoh Soal1.Intensitas gelombang bunyi pada jarak 5 m dari sumber bunyi adalah 2×10-4watt/m².Pada jarak 10 m dari sumber bunyi intensitasnya adalah ...Pembahasan : 𝐼1𝐼2=𝑟22𝑟122.10−4𝐼2=10252𝐼2=0,5.10−42.Sebuah sumber gelombang bunyi dengan daya 50 W memancarkan gelombang ke medium sekelilingnya yang homogen. Intensitasradiasi gelombang tersebut pada jarak 10𝐼=𝑃𝐴=𝑃4𝜋𝑟2=504𝜋.100=0,125𝜋m dari sumber adalah ... .5.Efek DoplerPerhatikan gambar kereta api di atas. Analogikan kecepatan kereta identik dengan kecepatan rambat gelombang. Panjang gerbong kereta api sekitar 12,5 meter. Jika kereta bergerak dengan kecepatan 72 km/jam = 20 m/s maka kita dapat identikkan dengan gelombang sebagai berikut :λ=12,5mv=20m/sMaka frekuensi gelombang adalahf=v.λ=20.12,5=1,6Hz.Atau periode gelombang adalahT=1/f=0,625s.Ini artinya, tiap gerbong akan melewati kita yang sedang berdiri setiap 0,625 detik.Sekarang,bagaimanajika berjalan ke arah datangnya kereta? Kalau ini dilakukan maka Anda akan melihat datangnya gerbong lebih cepat. Gerbong berikutnya akan mencapai kita lebih cepat daripada kalau kita berdiri. Ini berarti periode tibanya gerbong yang kita ukur lebih kecil atau frekuensi yang kita ukur lebih besar.Sebaliknya, pada saat bersamaan kita bergerak searah gerak kereta, maka gerbong berikutnya akan mencapai kita lebih lambat. Periode tibanya gerbong yang kita deteksi menjadi lebih panjang. Atau frekuensi yang kita ukur menjadi lebih kecil. Jadi frekuensi tibanya gerbong yang kita ukur sangat bergantung pada keadaan kita.Diam, bergerak ke arah datangnya kereta, atau bergeraksearah gerak kereta akan menghasilkan catatan frekuensi yang berbeda. Hal serupa bergantung pada gelombang. Dan fenomena ini dinamakahefek Doppler.𝑇𝐼𝑛=𝑇𝐼1+10log𝑛keterangan:n = jumlah sumber bunyiGambar 13. Analogi kereta sebagai gelombangSumber : http://profmikra.org/?p=298)
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN17Efek Dopleradalah peristiwa naik atau turunnya frekuensi gelombang bunyi yang terdengar penerima bunyi ketika sumber bunyi bergerak mendekat atau menjauh.Contoh efek Dopler dapat dilihat pada gambar dibawah. Pada saat sumber suara diam, kedua penerima mendengar besar frekuensi yang sama. Saat sumber suara bergerak, salah satu penerima mendengar frekuensi yang lebih besar dari sebelumnya dan penerima lain mendengar frekuensi yang lebih kecil dari sebelumnya. Persamaan Efek Doppler adalah :Dalam rumus efek Doppler ada beberapa perjanjian tandavsbernilai positif (+) jika sumber bunyi menjauhi pendengar.vsbernilai negatif (-) jika sumber bunyi mendekati pendengar.vpbernilai positif (+) jika pendengar mendekati sumber bunyi.vpbernilai negatif (-) jika pendengar menjauhi sumber bunyi.Contoh SoalSetelah kamu mengetahui rumus efek Doppler di atas, sekarang kita kerjakan contoh soal iniyuk!1.Sebuah kereta api bergerak dengan kecepatan 72 km/jam mendekati stasiun sambil membunyikan peluit yang berfrekuensi 940 Hz. Kecepatan bunyi di udara340 m/s. Bunyi yang didengar oleh orang yang beada di stasiun berfrekuensi...Diketahui:vs= 72 km/jam = 20 m/s (sumber bunyi mendekati pendengar (-))vp= 0 m/s (pendengar diam)fs= 940 Hzv = 340 m/sDitanya:fp?Jawab:𝑓𝑝=𝑉+𝑉𝑃𝑉−𝑉𝑆𝑓𝑠𝑓𝑝=340320940𝑓𝑝=988,752.Sumber bunyi memancarkan bunyi dengan frekuensi 500 Hz saling mendekat dengan pendengar. Kecepatan sumber bunyi 40 m/s dan kecepatan pendengar 50 m/s. Jika 𝑓𝑝=𝑉±𝑉𝑝𝑉±𝑉𝑠.𝑓𝑠Keterangan :fp = frekuensi pendengar (Hz)fs= frekuensi sumber bunyi (Hz)vp= kecepatan pendengar (m/s)vs= kecepatan sumber bunyi (m/s)v = cepat rambat udara (340 m/s)Gambar 14. Tanda untuk Efek Doppler
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN18kecepatan bunyi di udara adalah 340 m/s, frekuensi bunyi yang didengar oleh pendengar adalah...Diketahui:fs= 500 Hzvs= 40 m/s (sumber bunyi mendekati pendengar (-))vp= 50 m/s (pendengar mendekati sumber bunyi (+))v = 340 m/sDitanya:fP?Jawab:𝑉+𝑉𝑃𝑉−𝑉𝑆𝑓𝑠=𝑓𝑝390340−40500=𝑓𝑝390300500=650𝐻C.Rangkuman1.Gelombang Bunyi adalah gelombangmekanik yang merambat melalui medium tertentudengan arah sejajr dengan arah rambatannya.2.Cepatrambat bunyi tergantung pada mediumnya :medium gasmedium zat cairmedium zat padat3.Frekuensinada atas ke n pada dawai dapat ditentukan dengan persamaan :4.Padapipa organa terbuka, untuk menentukan frekuensi nada atas ke n dapat ditentukan dengan persamaan 5.Frekuensinada atas ke n pada pipa organa tertutup dapat ditentukan dengan persamaan :𝑣=√𝛾𝑅𝑇𝑀𝑟v = cepat rambat bunyi (m/s)γ = tetapan Laplace R = tetapan gas umum (J/mol K)T = suhu mutlak (K)Mr = massa molekul relatif (kg/mol)𝑣=√𝐵𝜌v = cepat rambat bunyi (m/s)B = modulus Bulk (N/m2) 𝜌= massa jenis zat cair (kg/m3)𝑣=√𝐸𝜌v = cepat rambat bunyi (m/s)B = modulus Young (N/m2) 𝜌= massa jenis zat padat (kg/m3)
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN196.Intensitas adalah besaran untuk mengukur kenyaringan bunyi. Intensitas bunyi yaitu energi bunyi yang tiap detik (daya bunyi) yang menembus bidang setiap satuan luas permukaan secara tegak lurus. 7.Taraf intensitas bunyi adalah logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dengan intensitas ambang pendengaran.Jika terdapat beberapa sumber bunyi yang identik maka taraf intensitasnya menjadi :8.Efek Dopler adalah peristiwa naik atau turunnya frekuensi gelombang bunyi yang terdengar penerima bunyi ketika sumber bunyi bergerak mendekat atau menjauh.D.Penugasan Mandiri𝐼=𝑝𝐴=𝑃4𝜋𝑟2𝑇𝐼=10log𝐼𝐼𝑜keterangan:TI = taraf intensitas bunyi (dB decibel)I = intensitas bunyi (watt/m2)Io = intensitas ambang pendengaran (Io= 10-12Watt/m2)𝑇𝐼𝑛=𝑇𝐼1+10log𝑛keterangan:n = jumlah sumber bunyi𝑓𝑝=𝑉±𝑉𝑝𝑉±𝑉𝑠.𝑓𝑠Keterangan :fp = frekuensi pendengar (Hz)fs= frekuensi sumber bunyi (Hz)vp= kecepatan pendengar (m/s)vs= kecepatan sumber bunyi(m/s)v = cepat rambat udara (340 m/s)MARI BEREKSPLORASI!Setelah mempelajari gelombang bunyi, buatlah sebuah laporan yang mengkaji penerapan gelombang bunyi dalam kehidupan sehari-hari. Anda bisa mengkaji minimal lima kegiatan atau 5 benda yang prinsip kerjanya menerapkan gelombang bunyi. Lengkapilah dengan gambar apabila Anda memang mendokumentasinya sendiri. Jika mengkaji dari literatur maka Anda harus menyertakan sumbernya. Laporkan hasil eksploransi Anda dengan membuat tabel pengamatan seperti berikut.. Anda bisa mengerjakan dengan format lain namun tetap memuat komponen sesuai dengan tabel. Selamat Bereksplorasi.
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN20NoNama BendaPrinsip KerjaGambar/FotoKomponenbendapenerapan gelbunyiAlasanE.Latihan Soal Cobalah menguji kemampuan Anda dengan menyelesaikanlatihan soal pada kegiatan belajar 1 tanpa melihat terlebih dahulu pembahasan. Berikutnya, cocokkan hasil jawaban Anda dengan kunci jawaban dan pembahsan yang tersedia. Pahami langkah-langkahnya untuk memudahkan Anda memahaminya dan mampu menerapkan pada varisasi soal yang lain. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat!1.Dua batang logam A dan B masing-masing memiliki besar modulus Young 0,2 x 1011Pa dan 4 x 1011Pa. apabila perbandingan antara massa jenis logam A dan B adalah 20 : 1, perbandingan cepat rambat bunyi pada logam A dan B adalah ,,,,,A.1 : 2B.1 : 4C.1 : 10D.1 : 20E.1 : 402.Frekuensi bunyi dari suatu sumber bunyi oleh seorang pengamat akan terdengar........A.Bertambah, jika sumber bunyi dan pengamat bergerak searah dengan pengamat di depan dan kelajuan sumber bunyi lebih besar daripada kelajuan pengamatB.Bertambah, jika sumber bunyi diam dan pengamat mendekati sumber bunyiC.Berkurang, jika pengamat diam dan sumber bunyi diam menjauhi pengamatD.Tetap, jika sumber bunyi dan pengamat diam tetapi medium bergerak relative menuju pengamatE.Semua jawaban benar3.Pipa organa terbuka yang panjangnya 25 cm menghasilkan frekuensi nada dasar sama dengan frekuensi yang dihasilkan oleh dawai yang panjangnya 150 cm. jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/sdan cepat rambat gelombang transversal pada dawai 510 m/s, mak dawai menghasilkanA.Nada dasarB.Nada atas pertamaC.Nada atas keduaD.Nada atas ketigaTabel Pengamatan
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN21E.Nada atas keempat4.Pipa organa menghasilkan resonansi berturut-turut dengan frekuensi48 Hz, 800 Hz dan 1120 Hz. Nada dasar pipa organa tersebut adalah ......A.80 HzB.160 HzC.180 HzD.240 HzE.360 Hz5.Pada pipa organa terbuka nada atas kedua dihasilkan panjang gelombang sebesar x dan pada pipa organa tertutup nada atas kedua dihasilkan panjang gelombang sebesar y. bila kedua pipa panjangnya sama, maka y/x = .....A.2 : 1B.3 : 4C.4 : 3D.5 : 6E.6 : 56.Kereta bergerak dengan kelajuan 72 km/jam menuju stasiun sambil membunyikan pluitnya. Bunyi pluit kereta api tersebut terdengar oleh kepala stasiun dengan frekuensi 720 Hz. Kelajuan suara di udara 340 m/s, frekuensi peluit kereta api tersebut adalah ......A.640 HzB.680 HzC.700 HzD.720 HzE.760 Hz7.Sebuah mobil ambulans bergerak dengan kelajuan 30 m/s sambil membunyikan sirine yang menghasilkan fekuensi 900 Hz. Perbedaan frekuensi yang terdengar oleh seseorang yang diam di pinggir jalan ketika mobil ambulans mendekati dan menjauhinya jika cepat rambat bunyi di udara saat itu 340 m/s adalah sekitar ......A.30 HzB.60 HzC.95 HzD.135 HzE.180 Hz8.Perhatikan gambar berikut.A dan B merupakan sumber bunyi yang memancar ke segala arah. Energy bunyi yang dipancarkan A dan B masing-masing 1,2 W dan 0,3 W. agar intensitas bunyi yang diterima C dari A dan B sama besarnya, maka C terletak.....A.10 m dariA dan 2 m dari BB.9 m dari A dan 3 m dari BC.8 m dari A dan 4 m dari BD.7 m dari A dan 5 m dari BE.1 m dari A dan 11 m dari BAB12 mC
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN22PembahasanSoal Latihan1.DGunakan persamaan :𝑣𝐴:𝑣𝐵=√𝐸𝐴𝜌𝐴:√𝐸𝐵𝜌𝐵𝑣𝐴:𝑣𝐵=√0,220:√41𝑣𝐴:𝑣𝐵=0,1:2𝑣𝐴:𝑣𝐵=1:202.E𝑣𝑠=−;𝑣𝑝=−𝑠→𝑝→;𝑣𝑠>𝑣𝑝𝑚𝑎𝑘𝑎𝑓𝑝>𝑓𝑠(bertambah)Pilihan jawaban b𝑣𝑠=0;𝑣𝑝=+𝑠←𝑝;𝑚𝑎𝑘𝑎𝑓𝑝>𝑓𝑠(bertambah)Pilihan jawaban c𝑣𝑠=+;𝑣𝑝=0𝑝∙𝑠→;𝑚𝑎𝑘𝑎𝑓𝑝<𝑓𝑠(berkurang)Pilihan jawaban d𝑣𝑠=0;𝑣𝑝=0𝑠∙𝑝;𝑚𝑎𝑘𝑎𝑓𝑝>𝑓𝑠(tetap)Pilihan jawaban e : semua jawaban benar3.D𝑓𝑜𝑝𝑖𝑝𝑎𝑜𝑟𝑔𝑎𝑛𝑎𝑡𝑒𝑟𝑏𝑢𝑘𝑎=𝑓𝑜𝑑𝑎𝑤𝑎𝑖𝑣2𝑙=𝑛+12𝑙𝑥𝑣3402×14=𝑛+12×1,5510680=(𝑛+1)×5103→𝑛=34.B.Perbandingan frekuensi di atas:𝑓𝑛:𝑓𝑛+1:𝑓𝑛+2:480:800:1120→3:5:7Ini menunjukkan perbandingan frekuensi untuk pipa organa tertutup untuk 𝑓1:𝑓2:𝑓3=3:5:7dan 𝑓0:𝑓1=1:3, maka 𝑓0=𝑓13=4803=160𝐻𝑧5.EHubungan panjang pipa dengan panjang gelombang untuk pipa organa terbuka adalah 𝑙=12𝜆0,𝜆1,32𝜆2,......Untuk nada atas kedua berlaku :𝑙=32𝜆2𝑎𝑡𝑎𝑢𝜆2=32𝑙→𝑥=32𝑙Hubungan panjang pipa dengan panjang gelombang untuk pipa organa tertutup adalah 𝑙′=14𝜆0,34𝜆1,54𝜆2,......
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN23Untuk nada atas kedua berlaku :𝑙′=54𝜆2𝑎𝑡𝑎𝑢𝜆2=45𝑙′→𝑦=45𝑙′Karena panjang kedua pipa sama (l=l’) maka perbandingan panjang gelombang adalah 6/56.B.vs= 72 km/jam = 20 m.ssumber mendekati pendengar, vs= -20 m/s, maka𝑓𝑠=𝑣−𝑣𝑠𝑣×𝑓𝑝=340−20340×720=677,7𝐻𝑧7.E.sumber bunyi mendekati pengamatvp= 0, vs= +30 m/s𝑓𝑝1=340+0340−30×900=987𝐻𝑧sumber bunyi menjauhi pengamat𝑓𝑝1=340+0340+30×900=827𝐻𝑧Maka, perbedaan frekuensi yang didengar = 987-827 = 160 Hz8.Cmisalkan jarak C dari A adalah rAsehingga jarak C dari B adalah rB= (12 –rA) m. agar diC intensitas bunyi dari A sama dengan intensitas bunyi dari B, maka :𝐼𝐴=𝐼𝐵𝑃𝐴𝑟𝐴2=𝑃𝐵𝑟𝐵21,2𝑟𝐴2=0,3(12−𝑟𝐴)24𝑟𝐴2=1(12−𝑟𝐴)2→𝑟𝐴=8𝑚𝑟𝐵=12−8=4𝑐𝑚F.Penilaian DiriBagaimana Kemampuan Anda sekarang? Mari cek kemampuan diri Anda dengan mengisi tabel berikut! Berilah tanda (√) pada kolom yang sesuai dengan Anda!NoPertanyaanYATIDAK1.Saya dapat memahami konsep cepat rambat bunyi pada berbagai medium2.Saya dapat menerapkan prinsip bunyi pada dawai3.Saya dapat menerapkan prinsip bunyi pada pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup4.Saya dapat memahami tentang intensitas bunti dan taraf intensitas5Saya dapat memahami Efek Doppler6Saya dapat mempresentasikan penerapan gelombang bunyi dalam kehidupan sehari-hari dalam bentuk laporan ilmiah
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN24Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, terutama pada bagian yang masih "Tidak". Bila semuajawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya.
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN25KEGIATAN PEMBELAJARAN 2PEMANTULAN, PEMBIASAN, DAN DISPERSI CAHAYAA.Tujuan PembelajaranSetelah Anda telah mempelajari kegiatan belajar 1, berikutnya pelajarilah kegiatan belajar 2. Diharapkan setelah mempelajari kegiatan belajar 2 ini, Anda dapat menerapkan konsep dan prinsip gelombang cahaya yang meliputi pemantulan, pembiasan, dan dispersicahaya. Anda juga diharapkan mampu melakukan percobaan pemantulan cahaya secara mandiri. B.Uraian MateriSetiap hari kitamerasakan pengaruh Matahari yang menyinari Bumi. Siang hari tampak terang tidak seperti malam hari, pakaian basah menjadi kering, dan terasa panas menyengat ketika kita berjalan di siang hari. Hal ini dikarenakan radiasi cahaya matahari dapat mencapai permukaan bumi. Cahaya merupakan salah satu bentuk energi yang dapat kita lihat dan kita rasakan pengaruhnya. Cahaya termasuk gelombang karena memiliki sifat-sifat yang sama dengan gelombang. Termasuk gelombang apakah cahaya itu? Mengapa demikian?Cahaya adalah gelombang elektromagnetik karena bisa merambat tanpa memerlukan medium perantara. Cahaya juga merupakan gelombang transversal yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah getarnya. Pada kegiatan belajar dua ini, Anda akan belajar tentang sifat-sifat gelombang cahaya meliputi pemantulan, pembiasan da, dispersi cahaya. Silahkan Anda pelajari uraian materi tentang sifat-sifat gelombang cahaya berikut ini. 1.PemantulanPasti Anda pernah bercerminkan? Bayangan Anda dan bayangan di cermin pasti sama persis, mulai dari tinggi hingga jaraknya.Bayangan pada cermin tersebut adalah contoh dari peristiwa pemantulan cahaya. Apa itu peristiwa pemantulan cahaya? Simak, penjelasannya dengan seksama. Pemantulancahaya adalah pembalikan arah cahaya karena mengenai sebuah permukaan. Pemantulan cahaya dapat terjadi pada permukaan yang mengkilap, salah satu contohnya adalah cermin.Hukum pemantulan cahaya yang dikemukakan olehSnellius(1591 -1626). Bunyi hukum pemantulan cahaya sebagai berikut:a.Sinar datang, garis normal, dan sinarpantul terletak pada suatu bidangdatar.b.Besar sudut datang sama denganbesar sudutpantul.Gambar 15. bercerminGambar 16. Hukum pemantulan cahaya
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN26Jenis-jenis PemantulanPemantulan TeraturBerkas sinar-sinar sejajar dipantulkan sejajar juga banyak sinar pantul yang mengenai mata pengamat sehingga benda tampak bersinar terang terjadi pada benda-benda yang permukaannnya halus (rata) seperti kaca, baja, dan aluminium.Pemantulan baur (difus)Berkas sinar-sinar sejajar dipantulkan ke segala arah hanya sedikit sinar pantul yang mengenai mata pengamat sehingga benda tampak suram terjadi pada benda yang mempunyai permukaan kasar (tidak rata).Mudahnya, perbedaan pemantulan teratur dan pemantulan baur yaitu saat kamu bercermin di cermin yang bersih itulah yang disebut pemantulan teratur, sedangkan saat kamu bercermin di cermin yang kotor itulah yang disebut pemantulan baur.2.PembiasanCoba Anda perhatikan, terkadang Anda melihat genangan air di jalan raya, namun ketika mendekat, ternyata tidak genangan air apapun. Itulah yang kita kenal dengan istilah fatamorgana. Atau ketika kolam renang atau sungai yang airnya jernih terlihat seperti dangkal.Padahal kolam renang atau sungai tersebut sebenarnya dalam. Peristiwa-peristiwa tersebut merupakan contoh dari pembiasan cahaya. Apa itu peristiwa pembiasan cahaya?Pembiasancahaya merupakan peristiwa perubahan arah rambat cahaya ketika berpindah dari satu medium ke medium lain yang kerapatan optiknya berbeda. Penyebab terjadinya pembiasan cahaya dibagi menjadi 2 yaitu:1.Ketika sinar datang dari medium yang kurang rapat menuju medium yang lebih rapat maka sinar datang akan dibiaskan mendekati garis normal. Contohnya ketika sinar datang melalui medium udara menuju air.2.Ketika sinar datang dari medium yang lebih rapat menuju medium yang kurang rapat maka sinar datang akan dibiaskan menjauhi garis normal. Contohnya ketika sinar datang melalui medium air menuju udara.Gambar 17. Pemnatulan Teratur dan pemantulan baurGambar 18. FatamorganaGambar 19. Pembiasan Cahaya
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN27Pembiasan cahaya dijelaskan menggunakan Hukum Snelliusn1sin 𝜃𝑖= n2sin 𝜃𝑟keterangan : n1= indeks bias medium 1𝜃1= sudut datangn1= indeks bias medium 2𝜃1= sudut bias3.DispersiAnda tentu sering sekali melihat pelangi. Warnanya yang beraneka rupa menjadi salah satu fenomena yang sangat dinanti ketika hujan usai bahkan biasanya Anda mungkin bermain dengan benda-benda nbening untuk membuat warna pelangi. Warna pelangi merupakan peristiwa penguraian cahaya yang dikenal dengan istilah dispersi. Dispersiadalah peristiwa penguraiancahayapolikromatik (putih) menjadicahaya-cahayamonokromatik (me, ji, ku, hi, bi, ni, u) pada prisma lewat pembiasan atau pembelokan. Hal ini membuktikan bahwacahayaputih terdiri dari harmonisasi berbagaicahayawarna dengan berbeda-beda panjang gelombang.Gejala dispersi cahaya juga bisa diamati dari sebuah prisma. Seberkas sinar menuju prisma dengan sudut datang i. Sinar tersebut kemudian meninggalkan prisma dengan sudut keluar r’. Besarnya sudut penyimpangan antara sinar yang menuju prisma dengan sinar yang meninggalkan prisma disebut sebagai sudut deviasi. Besar sudut deviasi tergantung pada besar kecilnya sudut datang. Sudut deviasi terkecil disebut sudut deviasi minimum. Sudut deviasi minimum terjadi jika:Sudut deviasi terkecildisebut deviasi minimum, terjadi jika i = r’= i’serta i’+ r =𝛽. Besarnya sudut deviasi pada prisma dirumuskan dengan :Contoh Soal1.Seseorang menyinari sebuah kaca tebal dengan sudut 30° terhadap garis normal. Jika cepat rambat cahaya di dalam kaca adalah 2 × 108m/s, tentukan indeks bias kaca dan sudut biasnya.Gambar 20. Pelangi (haipedia.com)𝛿𝑚=𝑖′+𝑟′−𝛽Gambar 21. Dispersi pada prismaKeterangan :δm = sudut deviasi minimum𝛽’= sudut pembias prisma
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN28Penyelesaian:Diketahui:θi= 30°v2= 2 × 108m/sDitanyakan: n2(indeks bias kaca) danθrJawab:■Untuk mencari indeks bias kaca, gunakan persamaan:n=c=3 × 108m/s=1,5v2 × 108m/sJadi, indeks bias kaca adalah 1,5■Untuk mencari sudut bias, gunakan hukum Snellius.sinθi=n2sinθrn1sin 30°=1,5sinθr1sinθr=0,51,5sinθr=0,33θr=sin−1(0,33)θr=19,27°Jadi, besar sudut biasnya adalah 19,27°.2.Sebuah prisma terbuat dari kaca (n = 1,5) memiliki sudut pembias 60° diletakkan dalammedium air. Jika seberkas sinar datang ari air (n=1,33) memasuki prisma, berapakah sudut deviasi minimum prisma tersebut? Penyelesaian : Diketahui : np = 1,5 na = 1,33 β = 60° Ditanyakan: sudut deviasi minimumJawab : 𝛿𝑚𝑖𝑛=(𝑛𝑝𝑛𝑎−1)𝛽𝛿𝑚𝑖𝑛=(1,51,33−1)60𝑜𝛿𝑚𝑖𝑛=(1,17−1)60𝑜𝛿𝑚𝑖𝑛=10,2𝑜𝛿𝑚𝑖𝑛=(1,17−1)60𝑜𝛿𝑚𝑖𝑛=10,2𝑜C.RangkumanRangkuman materi kegiatan belajar ini adalah sebagai berikut.1.Pemantulan cahaya adalah pembalikan arah cahaya karena mengenai sebuah permukaan. Terdapat pemantulan teratur dan pemantulan baur. 2.Bunyi hukum pemantulan cahaya sebagai berikut:a.Sinar datang, garis normal, dan sinarpantul terletak pada suatu bidangdatar.b.Besar sudut datang sama denganbesar sudutpantul.
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN293.Pembiasan cahaya merupakan peristiwa perubahan arah rambat cahaya ketika berpindah dari satu medium ke medium lain yang kerapatan optiknya berbeda4.Pembiasan cahayadijelaskan menggunakan Hukum Snelliusn1sin 𝜽𝒊= n2sin 𝜽𝒓5.Dispersiadalahperistiwapenguraiancahayapolikromatik(putih)menjadicahayamonokromatik (merah, jingga, kuning, hijau, biru, ungu) pada prisma lewat pembiasan atau pembelokan. D.Penugasan Mandiri Setelah mempelajari uraian materi pada kegiatan belajar 2, cobalah untuk melakukan percobaan mandiri di rumah untuk bisa lebih memahami karateristik dari Pemantulan Cahaya. Ikuti langkah-langkahnya sesuai dengan petunjuk dan lakukan dengan teliti dan tanggungjawab. Selamat MencobaE.Latihan Soal Berikutnya uji pemahaman Anda dengan menyelesaikan permasalahan pada latihan soal tentang Pemantulan, Pembiasan, dan Dispersi CahayaKerjakan di buku Anda dan cek jawaban dengan kunci jawaban dan pembahasan setelah Anda mencoba untuk menjawab latihan soal. Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan lengkap dan tepat!1.Seberkas sinar mengenai sistem optik yang terdiri dari dua cermin datar yang saling tegak lurus. Setelah berkas sinar mengalami pemantulan dua kali maka arah berkas sinar....A.menuju sinar datangB.memotong sinar datangC.tegak lurus sinar datangD.sejajar dan berlawanan sinar datangE.sejajar dan searah sinar datangMari MencobaPEMANTULAN CAHAYAPetunjuk Kerja :1.Ambillah Laser pointer dan cermin, kemudian arahkan laser pointer ke posisi tegak lurus cermin. Amati posisi sinar pantulnya!2.Lakukan langkah 1 dengan sudut sinar datang yang diubah-ubah, dan amati sinar pantul dari perubahan sudut. Buatlah data untuk 5 perubahan sudut (15o, 30o, 45o, 60o, 75o)3.Catatlah hasil pengamatanmu di buku fisika dan laporkan hasilnya dan kesimpulan dari percobaan sederhana tentang pemantulan cahaya.
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN302.Dua buah cermin datar X dan Y disusun berhadapan membentuk sudut 135. Seberkas cahaya laser datang pada cermin X degnan sudut 30oterhadap permukaan cermin, maka besar sudut yang dibentuk oleh berkas cahaya datang pada cermin X dan berkas cahaya pantul oleh cermin Y adalah...A. 45oB. 60oC. 70oD. 75oE. 90o3.Pada pembiasancahaya dari udara, makin kecil sudut datang........A.Makin besar sudut biasB.Sudut bias bernilai tetapC.Makin kecil sudut biasD.Tergantung dengan indeks biasnyaE.Sudut bias lebih kecil atau besar tergantung polarisasi cahaya4.Peristiwadispersi terjadi saat ...A.Cahaya polikromatik mengalami pembiasan oleh prismaB.Cahaya mengalami pemantulan ketika memasuki airC.Cahaya polikromatik mengalami polirasiD.Cahaya polikromatik mengalami pembelokan olehkisiE.Cahaya bikromatik mengalami interferensi konstruktif5.Seberkascahaya datang dari dalam air (nair= 4/3) ke permukaan (batas air dan udara) dengan sudut datang 53o(sin 53o= 0,8 dan cos 53o= 0,6), maka berkas cahaya itu:(1)dibiaskan seluruhnya(2)sebagian dibiaskan sebagian dipantulkan(3)mengalami polarisasi linear pada sinar pantul(4)seluruhnya dipantulkanPernyataan di atas yang tepat adalah...A.(1), (2), (3)B.(1) dan (3)C.(2) dan (4)D.(4) sajaE.(1), (2), (3), (4)6.Cahaya merambatdari udara ke air. Bila cepat rambat cahaya di udara adalah 3 × 108m/s dan indeks bias air 4/3, maka cepat rambat cahaya di airadalah....A.1,25 . 108m/sB.2,25 . 108m/sC.3,25 . 108m/sD.3,50 . 108m/sE.3,75 . 108m/s7.Seberkas cahaya bergerak ke salah satu sisi sebuah prisma bening yang terbuat dari bahan tertentu. Sudut pembias prisma adalah 15°. Prisma tersebut diputar sedemikian rupa sehingga diperoleh deviasi minimum sebesar 10°. Jika prisma tersebut berada di udara bebas (nu= 1), indeks bias prisma tersebut adalah....A.1/3B.½C.¾
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN31D.5/3E.5/48.Cahaya datang dari air ke kaca. Indeks bias air = 1,33, indeks bias kaca = 1,54. makaindeks bias relatif kaca terhadap air dan kecepatan cahaya di kaca jika kecepatan cahayadi air sebesar 2,25 × 108 m/smasing-masing adalah....A.1,16 dan 1,94 x 108mB.1,26 dan 1,94 x 10-8mC.1,26 dan 2,94 x 109mD.2,16 dan 2,94 x 10-8mE.2,26 dan 1,94 x 108m
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN32Kunci Jawaban dan Pembahasan1.CPembahasanMenurut sinar pemantulan sudut datang sama dengan sudut pantul. Untuk sudut datang tampak setelah dua kali pemantulan maka sinar dipantulkan akan sejajar dan berlawanan dengan sinar datang 2.EBerdasarkan gambar (segitiga yang ada θ) maka:30o+ 30o+ 15o+ 15o+ θ = 180oθ = 90o3.CPembahasanBerdasarkan Hukum Snellius :Sin i/ sin r = n2/n1= tetapMaka ketika i semakin kecil maka r juga semakin kecil4.APembahasan:Ketika cahaya polikromatik jatuh pada sisi pembias prisma maka akan terjadilah penguraian cahaya polikromatik menjadi warna –warna komponennya. Hal tersebut dinamakan peristiwa difraksi.5.DTerlebih dahulu hitung sudut kritissin ik= 3/4 = 0,75sin i =sin 53 = 0,80,8 > 0,75 maka i > ikKarena sudut datang i > ikmaka seluruh sinar dipantulkanJawaban: 4 saja6.BDiketahui:c = 3 × 108m/snair= 4/3Ditanyakan: vairJawab:nair= c/vairvair = c/ nair= 3 x 108.3 / 4vair= 2,25 x 108Jadi, cepat rambat cahaya di dalam air adalah 2,25 × 108m/s.7.DDiketahui:β = 15°δmin= 10°
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN33nu= 1Ditanyakan: indeks bias prisma (np)Jawab:Karena sudut bias prisma kecil, maka berlaku persamaan:δmin=[np−1]βna10°=[np−1]15°110° = (np–1)15°10° = 15°np–15°15°np= 10° + 15°15°np= 25°np= 25°/15°np= 5/3Jadi, indeks bias prisma bening tersebut adalah 5/3.8.APenyelesaian: Diketahui: nair= 1,33 nkaca= 1,54 vair= 2,25 × 108 m/s Ditanyakan: a.nkb.vkJawaba.nk= 𝑛𝑘𝑎𝑐𝑎𝑛𝑎𝑖𝑟=1,541,33=1,16b.Kecepatan cahaya di kaca𝑛𝑎𝑖𝑟𝑛𝑘𝑎𝑐𝑎=𝑣𝑘𝑎𝑐𝑎𝑣𝑎𝑖𝑟1,331,54=𝑣𝑘𝑎𝑐𝑎2,22𝑥108𝑣𝑘𝑎𝑐𝑎=1,331,54𝑥2,25.108𝑣𝑘𝑎𝑐𝑎=1,94𝑥2,25.108
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN34F.Penilaian DiriBagaimana Kemampuan Anda sekarang? Mari cek kemampuan diri Anda dengan mengisi tabel berikut! Berilah tanda (√) pada kolom yang sesuai dengan Anda!NoPertanyaanYATIDAK1.Saya dapat memahami konsep pemantulan cahaya2.Saya dapat memahami konsep pembiasan cahaya3.Saya dapat memahami konsep dispersi cahaya4Saya dapat melakukan percobaan sederhana tentang pemantulan cahayaBila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukanreview pembelajaran, terutama pada bagian yang masih "Tidak". Bila semuajawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya.
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN35KEGIATAN PEMBELAJARAN 3DIFRAKSI, INTERFERENSI, DAN POLARISASI CAHAYAA.Tujuan PembelajaranSetelah Anda telah mempelajari kegiatan belajar 2, berikutnya pelajarilahkegiatan belajar 3. Diharapkan setelah mempelajarikegiatan belajar 3ini, Anda dapat menerapkan sifat gelombang cahaya yang meliputi difraksi, interferensi, dan polarisasi. Anda juga dapat melakukan percobaan difraksi cahaya sederhana dengan teliti. B.Uraian MateriAnda tentu sering bermain gelembung sabun, pernahkah Anda melihat gelembung sabun yang tampaknya berwarna-warni seperti pelangi?Warna pada gelembung sabun bukan disebabkan oleh pembiasan tetapi terjadi karena interferensi konstruktif dan destruktif dari sinar yang dipantulkan oleh suatu lapisan tipis. Atau mungkin Anda juga sering melihat bangunan rumah atau kantor yang jendelanya dibuat dengan celah-celah kecil? Atau kenapa Anda sering sekali memakai kacamata hitam ketika berada di pantai yang panas? Semua penjelasan itu akan Anda pelajari pada kegiatan belajar 3 ini yang akan membahas tentang sifat cahaya yang dapat mengalami difraksi, interferensi, dan polarisasi. Simak baik-baik uraian materi pada kegiatan belajar 3 ini. 1.DifraksiPada jarak tertentu mata kita sulit membedakan posisi dua nyala lampu yangsangat berdekatan. Coba kamu perhatikan mengapa hal inidapat terjadi? Gejala ini dikarenakan diameter pupil mata kita sangat sempit. Akibatnya adalah cahaya dua lampu tersebut ketika sampai ke mata kita mengalami difraksi. Apakah difraksi cahaya itu?Difraksi cahaya adalah peristiwa pelenturan cahaya yang akan terjadi jika cahaya melalui celah yang sangat sempit. Kita dapat melihat gejala ini dengan mudah pada cahaya yang melewati sela jari-jari yang kita rapatkan kemudian kita arahkan pada sumber cahaya yang jauh, misalnya lampu neon. Atau dengan melihat melalui kisi tenun kain yang terkena sinar lampu yang cukup jauh.Celah TunggalDifraksimerupakanfenomena penyebaran gelombang elektromagnetik yang muncul ketika gelombang tersebut melewati sebuah celah sempit. Penyebaran ini dapat dijelaskan oleh prinsip Huygens, yang mengatakan bahwa setiap bagian dari celah dapat dianggap sebagai sumber cahaya yang dapat berinterferensi dengan cahaya dari bagian celah yang lain. Gambar 22. Warna pelangi pada gelembung sabun
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN36Gambar di atas merupakan prosesdifraksi cahayaketika melewati celah tunggal. Ketikacahaya difraksibergabung, maka ia akan menghasilkan pola terang atau gelap yang dihasilkan dari interferensi gelombang. Untuk interaksi minimum akan menghasilkan pola gelap dengan formulasi:dsin θ = n λDengan m merupakan urutan pita gelap. Jika sudut θ memiliki nilai yang kecil maka rumus di atas akan menjadi:Difraksi padaKisiDifraksi cahaya juga terjadi jika cahaya melalui banyak celah sempit terpisah sejajar satu sama lain dengan jarak konstan. Celah semacam ini disebut kisi difraksi atau sering disebut dengan kisi. d = konstanta = 1/NN = Jumlahcelah/kisi2.InterferensiSudah tahukah kalian apakah interferensi itu? Interferensi adalah perpaduan dua gelombang atau lebih. Interferensi cahaya bisa terjadi jika ada dua atau lebih berkas sinar yang bergabung. Jika cahayanya tidak berupa berkas sinar maka interferensinya sulit diamati. Beberapa contoh terjadinya interferensi cahaya dapat kalian perhatikan pada penjelasan berikut.Interferensiadalah paduan dua gelombang atau lebih menjadi satu gelombang baru.Interferensiterjadi jika terpenuhi dua syarat berikut ini.a.Kedua gelombang cahaya harus koheren, dalam arti bahwa kedua gelombang cahaya harus memiliki beda fase yang selalu tetap, oleh sebab itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama.c.Kedua gelombang cahaya harus memiliki amplitudo yang hampir sama.Keterangan :d= lebar celahp= jarak antar terangL = jarak layarn =terang keλ =panjang gelombang𝒅𝒑𝑳=𝒏𝝀Gambar 23. Difraksi pada celah tunggalGambar 24. Difraksi pada kisi
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN37Interferensi celah gandaPola maksimum atau pola terang terjadi jika beda lintasan optik merupakan kelipatan setengahbulat panjang gelombang, pada interferensi celah ganda dirumuskan dalam persamaan : Pola minimumatau pola gelap terjadi jika beda lintasan optik merupakan kelipatan setengah bulat panjang gelombang, pada interferensi celah ganda dirumuskan dalam persamaan : Interferensi lapisan tipisPersamaninterferensi maksimumPersamaninterferensi minimum3.PolarisasiPernahkah Anda menggunakan kacamata hitam? Dapatkah Anda membedakan intensitas atau tingkat kecerahan cahaya sebelum dan sesudah menggunakan kacamata? Ketika menggunakan kacamata, Anda akan mendapatkan cahaya di sekeliling Anda menjadi lebih redup. Kenyataan tersebut terjadi karena cahaya yang mengenai mata telah terpolarisasi oleh kacamata hitam Anda.Polarisasi adalah peristwa terserapnya sebagian atau seluruh arah getar gelombang. Berbeda dengan interferensi dan difraksi yang dapat terjadi baik pada gelombang transversal maupun longitudinal, polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal. PolarisasikarenarefleksiPemantulan akan menghasilkan cahaya terpolarisasi jika sinar pantul dan sinar biasnya membentuk sudut 90o. Arah getar sinar pantul yang terpolarisasi akan sejajar dengan bidang pantul. Oleh karena itu sinar pantul tegak lurus sinar bias, berlaku ip+r=90°ataur=90°–ip. Dengan demikian, berlaku pula𝟐𝒏𝒕=(𝒎+𝟏𝟐)𝝀𝟐𝒏𝒕=𝒎𝝀Keterangan :t = tebal lapisan tipism = orde interferensin = indeks bias lapisan𝜆= panjang gelombang𝒅𝒔𝒊𝒏𝜽=𝒏𝝀𝒅𝒔𝒊𝒏𝜽=(𝒏+𝟏𝟐)𝝀Gambar 25. Kacamata hitam ketika berkendara
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN38Dengann2adalah indeks bias medium tempat cahaya datangn1adalah medium tempat cahaya terbiaskan, sedangkanipadalah sudut pantul yang merupakan sudut terpolarisasi. Gambar 26. Polarisasi karena refleksiPolarisasi karena absorbsi selektifPolarisasi jenis ini dapat terjadi dengan bantuan kristal polaroid. Bahan polaroid bersifat meneruskan cahaya dengan arah getar tertentu dan menyerap cahaya dengan arah getar yang lain. Cahaya yang diteruskan adalah cahaya yang arah getarnya sejajar dengan sumbu polarisasi polaroid.Pada gambar 27 terdapat dua polaroid pertama disebut polarisator dan polaroid kedua disebut analisator dengan sumbu transmisi membentuk sudut θ. Seberkas cahaya alami menuju ke polarisator. Di sini cahaya dipolarisasi secara vertikal yaitu hanya komponen medan listrik E yang sejajar sumbu transmisi. Selanjutnya cahaya terpolarisasi menuju analisator. Di analisator, semua komponen E yang tegak lurus sumbu transmisi analisator diserap, hanya komponen E yang sejajar sumbu analisator diteruskan. Sehingga kuat medan listrik yang diteruskan analisator menjadi:E2=EcosθJika cahaya alami tidak terpolarisasi yang jatuh pada polaroid pertama (polarisator) memiliki intensitasI0, maka cahaya terpolarisasi yang melewati polarisator adalah:I1=½I0Cahaya dengan intensitasI1ini kemudian menuju analisator dan akan keluar dengan intensitas menjadi: I2=I1cos2θ=½I0cos2θPolarisasi karena hamburanWarna biru langit merupakan contoh penerapan hamburan cahaya yang selalu bisa Anda amati setiap hari. Jika cahaya dilewatkan pada suatumedium, partikel-partikel medium akan menyerap dan memancarkan kembali sebagian cahaya itu. Penyerapan dan pemancaran kembali cahaya oleh partikel-partikel medium ini dikenal sebagai fenomena hamburan.Pada peristiwa hamburan, cahaya yang panjang gelombangnya lebih pendek cenderungmengalami hamburan dengan intensitas yang besar. Cahaya biru memiliki panjang gelombang lebih pendek daripada cahaya merah, maka cahaya itulah yang lebih banyak dihamburkan dan warna itulah yang sampai ke mataContoh soal 1.Dalam percobaan difraksi sebuah celah lebarnya 1 mm disinari oleh cahaya monokromatik. Sebuah layar diletakkan sejauh 2 m di belakang celah. Pita gelap ke-Gambar 27. Dua buah polaroidGambar 28. Warna biru langit
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN39duaberjarak 0,96 mm dari terang pusat. Berapakah panjang gelombang yang digunakan dalam percobaan tersebut ? Diketahui : d = 1 mm = 10-3 m L = 2 m p = 0,96 mm = 9,6 x 10-4m m = 2 Ditanya : λ ...?Jawab :𝑑𝑝𝐿=𝑛𝜆10−3.9,6.10−42=2𝜆10−3.9,6.10−44=𝜆𝜆=2,4𝑥10−7𝑚2.Sebuah celah ganda disinari dengan cahaya yang panjang gelombangnya 640 nm. Sebuah layar diletakkan 1,5 m dari celah. Jika jarak kedua celah 0,24 mm,tentukanjarak kedua pita terang yang berdekatan Pembahasan:Berdasarkan soal, dikatakan bahwa cahaya melewati cahaya celah ganda. Besaran –besaran pada soal diketahui:λ = 640 nm = 6,4 x 10-7mL = 1,5 md = 0,24 mm = 0,24 x 10-3mn = 1 Jarak kedua pita terang yang berdekatan dapat ditentukan melalui:𝑑𝑦𝐿= nλ(0,24𝑥10−3)𝑦1,5= (1) (6,4 x 10-7)y = 4 x 10-3my = 4,0 mm3.Seberkas cahaya monokromatis dijatuhkan pada dua celah sempit vertikal dan berdekatan dengan jarak d = 0,01 mm. Pola interferensi yang terjadi ditangkap pada jarak 20 cm dari celah. Diketahui bahwa jarak antara garis gelap pertama di sebelah kiri ke garis gelap pertama di sebelah kanan adalah 7,2 mm. Tentukan panjang gelombang berkas cahaya!Pembahasan:Berdasarkan soal, besaran –besaran yang diketahui adalah, yaitu:d = 0,01 mm = 1 x 10-5mL = 20 cm = 0,2 cmn = 1y = 7,2 mm = 7,2 x 10-3mPanjang gelombang berkas cahaya yang digunakan adalah𝑑𝑦𝐿= nλ(1𝑥10−5)(7,2𝑥10−3)0,2= 1λλ = 3,6 x 10-7mm = 360m
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN40C.RangkumanRangkuman materi kegiatan belajar ini adalah sebagai berikut.1.Difraksi cahaya adalah peristiwa pelenturan cahaya yang akan terjadi jika cahaya melalui celah yang sangat sempit. Terdiri dari difraksi pada celah tunggal dan difraksi pada kisi.2.Interferensiadalah paduan dua gelombang atau lebih menjadi satu gelombang baru.Kedua gelombang cahaya harus koheren, artinya cahaya harus memiliki beda fase yang selalu tetap, harus memiliki frekuensi yang sama. Kedua gelombang cahaya harus memiliki amplitudo yang hampir sama.3.Polarisasi adalah peristwa terserapnya sebagian atau seluruh arah getar gelombang. Polarisasi pada gelombang transversal saja. 4.Polarisasi bisa terjadikarena pemantulan, absorpsi selektif dan karena hamburan. Warna langit biru merupakan salah satu contoh peristiwa polarisasi karena hamburan.
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN41D.Penugasan Mandiri Setelah mempelajari uraian materi pada kegiatan belajar 3, cobalah untuk melakukan percobaan mandiri di rumah untuk bisa lebih memahami karateristik dari Difraksi Cahaya. Ikuti langkah-langkahnya sesuai dengan petunjuk dan lakukan dengan teliti dan tanggungjawab. Selamat MencobaE.Latihan Soal Berikutnya uji pemahaman Anda dengan menyelesaikan permasalahan pada latihan soal tentang Difraksi, Interferensi, Polarisasi. Kerjakan di buku Anda dan cek jawaban dengan kunci jawaban dan pembahasan setelah Anda mencoba untuk menjawab latihan soal. Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan lengkap dan tepat!1.Pada suatu percobaan interferensi celah ganda dihasilkan data seperti gambar berikut ini. Maka nilai panjang gelombang yang digunakan adalah ......A.4,0 x 10-4mmB.4,5 x 10-4mmMari MencobaDIFRAKSI PADA CDPetunjuk Kerja :1.Susunlah alat dan bahan seperti pada gambar (laser pointer, layar, CD). Pastikan cahaya laser mengenai garis-garis pada CD. 2.Amatilah pola yang terbentuk pada layar dengan cermat3.Bagaimana pola yang tampak pada layar? Jelaskan!4.Mengapa bisa tampak pola seperti itu? Jelaskan!5.Catatlah hasil pengamatanmu di buku fisika dan laporkan hasilnya pada guru.
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN42C.5,0 x 10-4mmD.6,0 x 10-4mmE.7,5 x 10-4mm2.Gambar berikut merupakan percobaan interferensi pada celah ganda. Jika garis terang kedua dari pusat interferensi 3 mm maka panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah .......A.6 x 10-7mB.8 x 10-7mC.18 x 10-7mD.20 x 10-7mE.34 x 10-7m3.Pada percobaan Young digunakan celah ganda yang terpisah pada jarak 0,063 mm sedangkan pola gelap terangnya diamati pada layar yang berjarak 4 m dibelakang celah. Jika pada percobaan tersebut digunakan cahaya laser dengan panjang gelombang 630 nm maka jarak antara pola gelap pertama di sebelah kanan dan kiri adalah ...A.2 cmB.4 cmC.8 cmD.10 cmE.12 cm4.Suatu berkascahaya tak terpolarisasi merambat pada arah sumbu x menuju ke sebuah polarisator yang mampu memisahkan berkas datang menjadi dua berkas, yaitu berkas A terpolarisasi hanya searah sumbu z dan berkas B yang terpolarisasi pada arah sumbu y. Berkas cahaya kemudian dilewatkan lagi polarisator kedua dengan orientasi yang sama dengan polarisator pertama. Berapa persen perubahan intensitas berkas B setelah lewat polarisator kedua?A.0 %B.25 % C.50 %D.75 %E.100 %5.Jika suatucahaya putih dilewatkan suatu kisi difraksi maka warna cahaya yang mengalami deviasi paling dekat terhadap bayangan pusat adalah ...A.JinggaB.MerahC.KuningD.HijauE.Biru6.Cahaya yang tidak terpolarisasi dapat dijadikan cahaya terpolarisasi melalui(1)Pemantulan(2)Pembiasan ganda(3)Absorpsi selektif(4)InterferensiManakah yang tepat drai pernyataan di atas......A.1, 2, 3
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN43B.1 dan 3C.2 dan 4D.4 saja E.1, 2, 3, 47.Cahayasuatu sumber melalui dua celah sempit yang terpisah 0,1 mm.Jika jarak antara dua celah sempit terhadap layar 100 cm dan jarak antara garis gelap pertama dengan garis terang pertama adalah 2,95 mm, maka perbandingan panjang gelombang yang digunakan adalah ... mm.A.2.100B.1.080C.590D.490E.440
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN44Jawaban dan Pembahasan1.C.Pembahasan :Berdasarkan soal yang diketahui berupa :𝑑=0,08𝑚𝑚=8𝑥10−5m𝐿=1𝑚N = 4Panjang gelombang yang dihasilkan sebagai berikut :𝑑𝑦𝐿=𝑛𝜆𝜆=𝑑𝑦𝑛𝐿=(8𝑥10−5)(2,5𝑥10−2)(4)(1)=5𝑥10−7𝜆=5,0 x 10-4mm.2.APembahasan :Berdasarkan soal diketahui nilain = 2y = 3 mm = 3 x 10-3mL = 1 mD = 0,4 mm = 4 x 10-4mPanjang gelombang yang dihasilkan sebagai berikut :𝑑𝑝𝐿=𝑛𝜆(4𝑥10−4)(3𝑥10−3)1=2𝜆𝜆=6𝑥10−7𝑚3.BPembahasan:Berdasarkan soal diketahui besaran –besaran berikut.d = 0,063 mm = 6,3 x 10-5mL = 4 mλ = 630 nm = 6,3 x 10-7mn = 1Jarak antara gelap pertama di sebelah kanan dan gelap pertama di sebelah kiri dapat dihitung sebagai berikut.𝑑𝑦𝐿= nλ(6,3𝑥10−5)𝑦4=1 (6,3 x 10-7)y = 4 x 10-2m = 4 cm4.APembahasanCahaya alami dengan berkas B dan berkas A memiliki l = l0. Polarisator awal menyerap berkas A sehingga l1= 12l0. Sementara itu, polarisator kedua memiliki sumbu transmisi sama dengan polarisator awal. Oleh karena itu, dapat diartikan θ = 0osehingga l2= l1. Jika l2 = l1= 12l0 maka intensitas berkas B setelah lewat berkas kedua tidak berubah sehingga besarnya 0 %.
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN455.EPembahasanJika cahaya putih dilewatkan pada kisi difraksi maka warna cahayayang mengalami deviasi dengan sudut deviasi terkecil. Sudut deviasi terkecil akan diperoleh jika panjang gelombang cahaya yang digunakan kecil. Berdasarkan pilihan warna tersebut, warna biru memiliki panjang gelombang terkecil.6.APembahasanPernyataan yang salah adalah no 4 yaitu interferensi maka 1, 2, dan 3 adalah pernyataan yang benar7.CPembahasan:Berdasarkan soal diketahui bahwa d = 0,1 mm = 1 x 10-3mL = 100 cm = 1 mn = 0,5y = 2,95 mm = 2,95 x 10-3mPanjang gelombang yang digunakan:𝑑𝑦𝐿= nλ(0,1𝑥10−3)(2,95𝑥10−3)1= 0,5 λλ = 5,9 x 10-7m = 590 nmF.Penilaian DiriBagaimanaKemampuan Anda sekarang? Mari cek kemampuan diri Anda dengan mengisi tabel berikut! Berilah tanda (√) pada kolom yang sesuai dengan Anda!NoPertanyaanYATIDAK1.Saya dapat memahami konsep difraksicahaya2Saya dapat memahami konsep interferensicahaya3Saya dapat memahami konsep polarisasi cahaya4Saya dapat melakukan percobaan sederhana tentang difraksi cahayaBila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, terutama pada bagian yang masih "Tidak". Bila semuajawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya.
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN46EVALUASISetelah mempelajari seluruh kegiatan belajar, maka ujilah pemahaman Anda dengan menyelesaikan evaluasi materi gelombang bunyi dan gelombang cahaya. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!1.Udara pada keadaan normal g=1,4 (gas diatomik), p=1 atm, ρ =1,3 kg/m3. Tentukanlah cepat rambat gelombang bunyi diudara.A.0,30m/sB.0,33m/sC.33 m/sD.330 m/sE.3300 m/s2.Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya 10-2kg ditegangkan sebesar 200 N, maka frekuensi nada dasar piano adalah...A.100 HzB.200 HzC.400 HzD.600 HzE.800 Hz3.Sepotong dawai menghasilkan nada dasar f. Bila dipendekkan lagi 8 cm tanpa mengubah tegangan, dihasilkan frekuensi 1,25 f. Jika dawai dipendekkan 2 cm lagi, maka frekuensi yang dihasilkan adalah....A.2fB.1,5 fC.1,33 fD.1,24 fE.f4.Sebuah pipa organa tertutup mempunyai frekuensi dasar 300 Hz. Pernyatan yang tidak tepat terkait dengan pipa organa tertutup adalah...A.bila tekanan udara semakin besar frekuensi dasarnya bertambah besarB.bila suhu udara sekain besar, frekunesi nada dasarnya bertambah besarC.frekuensi nada atas kedua terjadi pada frekuensi 900 HzD.pipa organa terbuka dengan frekuensi dasar sama mempunya panjang dua kali pipa organa tertutupE.jika pipa organa diisi gas, frekuesi dasarnya bertambah besar5.Pipa organa terbuka A dan tertutup B mempunyai panjang yang sama. Perbandingan frekuensi nada atas pertama pipa organa A dan B adalah....A.1 : 1B.2 : 1C.2 : 3D.3 : 2E.4 : 36.Pada malam hari kita akan lebih jelasmendengarkan bunyi dari tempat yangrelatif jauh daripada siang hari. Hal inidisebabkan pada malam hari . . . .A.kerapatan udara lebih rendah daripada siang hariB.bunyi lebih sedikit dihamburkanC.bunyi tidak mengalami interferensi
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN47D.pada malam hari lebih tenangE.tekanan udara lebih rendah7.Pada jarak 3 meter dari sumber ledakan terdengar bunyi dengan taraf intensitas 50 dB. Pada jarak 30 meter dari sumber ledakan bunyi itu terdengar dengan taraf intensitas....dBA.5B.20C.30D.35E.458.Mobil ambulans dan seorang pengamat masing-masing bergerak dengan kecepatan vsdan vp (dengan vs> vp) seperti terlihat pada gambar di atas. Mobil ambulans membunyikan sirine berfrekuensi fsdan kecepatan bunyi di udara = v. Jika frekuensi bunyi sirine yang didengar pengamat = f, maka fpyang memenuhi adalah...A.(𝑣+𝑣𝑝𝑣+𝑣𝑠)𝑓𝑝,dengan 𝑓𝑝<𝑓𝑠B.(𝑣+𝑣𝑝𝑣+𝑣𝑠)𝑓𝑝,dengan 𝑓𝑝>𝑓𝑠C.(𝑣−𝑣𝑝𝑣−𝑣𝑠)𝑓𝑝,dengan 𝑓𝑝>𝑓𝑠D.(𝑣−𝑣𝑝𝑣−𝑣𝑠)𝑓𝑝,dengan 𝑓𝑝<𝑓𝑠E.(𝑣+𝑣𝑝𝑣−𝑣𝑠)𝑓𝑝,dengan 𝑓𝑝>𝑓𝑠9.Pada saat cepat rambat bunyi di uadara sebesar 345 m/s, frekuensi dasar pipa organa tertutup di salah satu ujungnya adalah 220 Hz. Jika nada atas kedua pipa organa tertutup ini panjang gelombangnya sama dengan nada atas ketiga pipa organ terbuka kedua ujungnya, maka panjang pipa organa terbuka itu adalah...A.37 cmB.43 cmC. 63 cmD. 75 cmE. 87 cm10.Apabila kita hendak menaikkan tingginada dari suatu dawai maka dapatdilakukan dengan cara ....A. panjang dawai diperbesarB. panjang dawai diperkecilC. penampang dawai diperbesarD. tegangan dawai diperkecilE. dawai diganti dengan dawai yang lain jenisnya11.Cahaya datang pada salah satu sisi prisma sama sisi dengan sudut datang 45°. Jika indeks bias prisma √2, maka sudut deviasinyaadalah...
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN48A.30°B.45°C.58°D.60°E.75°12.Cahaya merupakan gelombangtransversal. Hal ini dibuktikanberdasarkan percobaan yangmenunjukkan adanya ....A. difraksiB. refraksiC. polarisasiD. refleksiE. interferensi13.Peristiwa dispersi terjadi saat ...A.Cahaya polikromatik mengalami pembiasan oleh prismaB.Cahaya mengalami pemantulan ketika memasuki airC.Cahaya polikromatik mengalami polarisasiD.Cahaya polikromatik mengalami pembelokan oleh kisiE.Cahaya bikromatik mengalami interferensi konstruktif14.Sebuah celah ganda disinari dengan cahaya yang panjang gelombangnya 640 nm. Sebuah layar diletakkan 1,5 m dari celah. Jika jarak kedua celah 0,24 mm, jarak kedua pita terang yang berdekatan adalah ...A.4,0 mmB.6,0 mmC.8,0 mmD.9,0 mmE.9,6 mm15.Cahaya terpolarisasi acak dikenakan pada polarisator bersumbu transmisi vertikal. Cahaya yang keluar dari polarisator dilewatkan analisator dengan arah sumbu transmisi 60oterhadap sumbu transmisi polarisator. Perbandingan intensitas cahaya yang keluar dari analisator terhadap intensitas cahaya yang masuk polarisator adalah ...A.100 %B.50 %C.25 %D.12,5 %E.6,25 %16.Pada suatu percobaan interferensi 2 celah yang terpisah sejauh 0,2 mm dengan sebuah layar ditaruh sejauh 1 m dibelakang celah, frinji terang no. 3 ditemukan terpisah sejauh 7,5 mm dari frinji terang utama(sentral). Panjang gelombang yang digunakan adalah ...A.5 x 10-10cmB.5 x 10-8cmC.5 x 10-6cmD.5 x 10-5cmE.5 x 10-2cm17.Produksi pelangi oleh proses yang terjadi antara cahaya mataharidan tetes –tetes air hujan disebabkan oleh peristiwa –peristiwa berikut ...A.Pantulan dan pembiasan B.Pantulan, pembiasan difraksi
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN49C.Difraksi dan pembiasanD.Pantulan dan interferensiE.Hanya pantulan18.Diinginkan untuk mengurangi pantulan dari suatu permukaan kaca (n = 1,6) dengan menempelkan lapisan transfaran yang tipis terbuat dari MgF2(n = 1,38) pada permukaan kaca itu. Tebal lapisan itu (dalam Å) yang diperlukan agar diperoleh pantulan minimu, apabila cahaya dengan λ = 500 nm datang secara normal adalah ...A.310B.510C.910D.2.500E.10.50019.Seorang siswa melakukan percobaan difraksi menggunakan kisi yang memiliki 300 garis/mm. Pada layar diperoleh pola terang orde pertama berjarak 1,8 mm dari terang pusat dan layar berjarak 30mmdari kisi. Pernyataan yang benar berdasarkan data tersebut adalah...A.Orde kedua terbentuk pada jarak 9 mmB.Orde kedua terbentuk pada jarak 18 mmC.Orde kedua terbentuk pada jarak 36 mmD.Panjang gelombang yang digunakan 200nmE.Panjang gelombang yang digunakan 2000 nm20.Gambar berikut ini merupakan sketsa lintasan sinar oleh difraksi celah ganda.Jika A adalah titik terang orde ke-3 dan panjang gelombang cahaya yang digunakan adalah 500 mm maka jarak A dari terang pusat adalah ...A.9,0 cmB.7,5 cmC.6,0 cmD.5,0 cmE.4,5 cmS1Terang pusat2 md = 0,06 mm
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN50KUNCI JAWABAN1.D2.A3.C4.E5.E6.A7.C8.E9.C10.B11.A12.C13.A14.A15.D16.D17.A18.C19.D20.D
Modul FisikaKelas XI KD 3.10@2020, Direktorat SMA, Direktorat JenderalPAUD, DIKDAS dan DIKMEN51DAFTAR PUSTAKAGiancoli, D.C. 2005. Physics. New York : Pretice Hall. IncKamajaya, K dan Purnama, W. 2014. Fisika untuk Kelas XII SMA. Bandung : GrafindoKangenan, Marthen. 2016. Fisika untuk SMA Kelas XII. Jakarta : Penerbit Erlangga.Resnick, Halliday and Walker. 2009. Fundamental of physics 6th edition : John Wiley & Son.Widodo, Tri. 2009. Fisika : Untuk SMA / MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasionalhttps://fisikamemangasyik.wordpress.com/fisika-3/optik-fisis/a-polarisasi-cahaya/https://fisikakontekstual.com/materi-gelombang-cahaya/