Modul pembelajara pembelajaran n Fisika kelas xi
KI – 1
: Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya *)
KI – 2
: Menunjukkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerja sama, toleran, damai), santun, responsif, dan pro-aktif sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.*)
KI -3
: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa keingintahuannya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya,dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.
KI -4
: Mengolah, menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.
1.1 Menyadari
KD – 1 kebesaran
Tuhan
KD – 2 yang 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin
menciptakan dan mengatur alam jagad
tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati;
raya
bertanggung jawab; terbuka; kritis;
melalui pengamatan fenomena
alam fisis dan pengukurannya
kreatif;
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan, melaporkan, dan berdiskusi
KD – 3 3.11
Menerapkan konsep
KD – 4
dan prinsip
gelombang bunyi dan cahaya
4.11
Melakukan percobaan tentang gelombang bunyi dan/atau cahaya, berikut presentasi hasil dan makna fisisnya misalnya sonometer, dan kisi difraksi
(SPEKTRUM CAHAYA DAN INTERFERENSI)
3.11.1 Menyebutkan sifat gelombang cahaya 3.11.2 Menjelaskan spektrum cahaya 3.11.3 Menjelaskan fenomena interferensi 3.11.4 Menghitung panjang gelombang cahaya pada yang digunakan dalam interferensi 3.11.5 Menggunakan persamaan interferensi pola terang dan pola gelap dalam menyelesaikan permasalahan
3.11.1.1 Siswa dapat menyebutkan sifat gelombang cahaya 3.11.2.1 Siswa dapat menjelaskan spektrum cahaya dan fenomena gelombang cahaya 3.11.3.1 Siswa
dapat menjelaskan
fenomena interferensi
dengan menyebutkan
karakteristik fenomena interferensi 3.11.4.1 Siswa dapat menghitung panjang gelombang cahaya pada yang digunakan dalam interferensi 3.11.5.1 Siswa dapat menggunakan persamaan interferensi pola terang dan pola gelap untuk menyelesaikan permasalahan
Warna biru cerah pada sayap kupu-kupu Morpho tidak disebabkan warna pigmen pada sayap, tetapi disebabkan karena adanya efek multi interferensi dari cahaya yang dipantulkan oleh lapisan tipis yang ada di sayapnya (lapisan lamellae). Lapisan ini juga menyebabkan cahaya ter difraksi. Kombinasi dari kedua efek tersebut menyebabkan sebuah spectrum refleksi dengan intensitas tinggi yang sangat tergantung pada sudut . Multi interferensi merupakan sumber warna biru yang ditampilkan oleh sayap dan disebabkan interferensi antara lamellae dan lapisan udara diantara lapisan lamellae , sedangkan difraksi berasal dari serangkaian gununang lamellae yang tersusun secara periodic. Difraksi membantu memperbesar sudut yang tergantung pada panjang gelombang cahaya. Lamellae dan jarak diantaranya bertindak sebagai multilayer yang menyebabkan interferensi konstruktif dan destruktif dari pantulan antara masing-masing lamella dan udara yang terdapat diantara lamellae.
Cahaya (Spektrum optic, atau spektrum terlihat atau spektrum tampak) adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang tampak oleh mata manusia. Radiasi elektromagnetik dalam rentang panjang gelombang ini disebut sebagai cahaya tampak atau cahaya saja. Tidak ada batasan yang tepat dari spektrum optik; mata normal manusia akan dapat menerima panjang gelombang dari 400 sampai 700 nm, meskipun beberapa orang dapat menerima panjang gelombang dari 380 sampai 780 nm. Mata yang telah beradaptasi dengan cahaya biasanya memiliki sensitivitas maksimum di sekitar 555 nm, di wilayah kuning dari spektrum optik.
Panjang gelombang yang kasat mata didefinisikan oleh jangkauan spektral jendela optik, wilayah spektrum elektromagnetik yang melewati atmosfer Bumi sebagian besar tanpa dikurangi (meskipun cahaya biru dipencarkan lebih banyak dari cahaya merah, salah satu alasan
mengapai langit berwarna biru). Radiasi
elektromagnetik di luar jangkauan panjang gelombang optik, atau jendela transmisi lainnya, hampir seluruhnya diserap oleh atmosfer. Meskipun spektrum optik adalah spektrum yang kontinu sehingga tidak ada batas yang jelas antara satu warna dengan warna lainnya, tabel berikut memberikan batas kira-kira untuk warna-warna spektrum :
Warna Cahaya Tampak
Frekuensi (nm)
Ungu
380– 450
Biru
450– 495
Hijau
495– 570
Kuning
570– 590
Jingga
590– 620
Merah
620 – 750
Perhatikan v ideo di bawah ini!
https://www.youtube.com/watch?v=9UkkKM1IkKg
Apa yang terjadi pada video tersebut? Kali ini kita akan belajar mengenai fenomena yang telah kita lihat dalam gambar/ video di atas! Lalu, apa yang terjadi pada dua cahaya tersebut? Cahaya melewati celah sempit, bukan? Selanjutnya, apa yang terlihat pada layar? Benar sekali, pada layar akan terbentuk pola gelap terang. Fenomena Interferensi konstruktif
fenomena
di
interferensi.
atas Jadi,
merupkan apa
itu
interferensi? Interferensi adalah perpaduan dari
gelombang
cahaya
yang
koheren.
Koheren disini maksudnya adalah kedua gelombang tersebut memiliki amplitudo dan panjang gelombang yang sama, dan dalam Interferensi destruktif
fase tetap. Lalu bagaimana dengan dua gelombang cahaya inkoheren yang menyatu?
Untuk gelombang cahaya inkoheren yang berpadu, maka hanya terjadi superposisi biasa yang intensitas totalnya didapatkan dengan cara menjumlahkan masing-masing intensitas. Namun, dalam materi ini, kita hanya akan fokus pada fenomena interferensi.
Mengapa bisa terbentuk pola terang-gelap? Anda penasaran kan? Pola terang – gelap pada interferensi menandakan jenis interferensi yang terjadi, yang dibedakan menjadi interferensi konstruktif
dan interferensi
destruktif.
Tahukah Anda? Fenomena interferensi awalnya didasarkan pada percobaan yang dilakukan oleh Thomas Young
Skema Interferensi
Perhatikan skema interferensi di atas! Pada gambar di samping, untuk
≪, maka sesuai sifat
trigonometri didapatkan bahwa sin = tan =
Thomas Young adalah
Intereferensi
seorang fisikawan dari
Konstruktif
Interferensi konstruktif akan terbentuk jika
Inggris. Beliau meakukan percobaan pertama
kedua
interferensi cahaya tampak
memiliki fas yang sama. Sama seperti namanya,
dengan menggunakan teknik cerdas y aitu dengan
gelombang
cahaya
yang
berinterferensi
intereferensi konstruktif berasal dari kata construct
melewatkan cahaya
yang artinya membangun, dimana akan menghasilkan
inkoheren pada celah
pola terang. Interferensi konstruktif akan terjadi jika
tunggal. Cahaya yang melewati celah tunggal akan
beda lintasan cahayanya adalah kelipatan panjang
menjai cahaya koheren yang
gelombangnya
nantinya setelah melewati
untuk pola terang dalam interferensi adalah
dua celah, cahaya itu akan berpadu atau berinterferensi.
( ,2 ,3 ,....., n ) . Jadi, persamaan
d sin d
Y L
m
m
Keterangan : d : jarak antar celah (meter) m : orde terang (0,1,2,3,...) → orde 0 untuk terang pusat :
panjang gelombang (meter)
Y : Jarak terang ke-m L : jarak celah ke layar
Intereferensi Destruktif Interferensi destruktif akan terbentuk jika kedua gelombang cahaya yang berinterferensi memiliki beda fase. Sama seperti namanya,
intereferensi
destrktif berasal dari kata destruct yang artinya menghilangkan. Jika fasenya berlawanan, maka akan menghasilkan pola gelap. Jika tidak berlawanan namun ada beda fase, maka intensitas cahayanya ada di antara pola terang dan pola gelap. Interferensi destruktif akan terjadi jika beda lintasan cahayanya adalah
3 5 kelipatan ganjil setengah panjang gelombangnya , , ,... 2 2 2 Jadi, persamaan untuk pola gelap dalam interferensi adalah 1 m 2 1 m 2
d sin
d
Y L
Keterangan : d : jarak antar celah (meter) m : orde gelap (1,2,3,...) :
panjang gelombang (meter)
Y : Jarak gelap ke-m (meter) L : jarak celah ke layar (meter)
GRAFIK INTENSITAS TERHADAP (sin) pada Interferensi Celah Ganda
Intensitas mencapai maksimum sehingga terbentuk pola terang dan intensitas mencapai minimum sehingga terbentuk pola gelap
LET S TRY TO SOLVE A PROBLEM ’
Berkas cahaya putih dilewatkan pada dua celah yang terpisah paa jarak 0,5 mm. Pola interferensi diamati pada layar yang berjarak 2,5 m dari celah.
Pita terang orde gelombang pertama berupa pelangi dengan merah dan ungu pada kedua tepinya. Jika panjang gelombang cahaya merah dan ungu masing-masing 700 nm dan 400 nm, tentukan lebar spektrum (pelangi) orde pertama tersebut. Diketahui :
Jawab :
= 0,5 mm = 5 × 10− m
Sesuai
= 2,5 m
interferensi celah ganda, didapatkan :
persamaan
⋋ = 700 nm = 7 × 10−m
−
⋋ = 400 nm = 4 × 10 m
∆ =
=1
Ditanya : ∆ … . ? ∆ =
pola
terang
pada
=⋋ (∆ ⋋)
1(7 × 10− 4 × 10− ) 5 × 10−
2,5
∆ = 1,5 × 10−3 m
Apa saja yang telah kita pelajari hari ini?
Salah satu sifat gelombang cahaya adalah interferensi
Spektrum cahaya adalah adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang tampak oleh mata manusia. Untuk mata normal, yang terlihat adalah yang memiliki panjang gelombang 400 sampai 700 nm.
Interferensi adalah peristiwa perpaduan dari gelombang cahaya yang koheren dan menghasilkan pola terang – gelap di layar
Persamaan interferensi celah ganda untuk pola terang adalah
Persamaan interferensi celah ganda untuk pola gelap adalah
DAFTAR RUJUKAN Saripudin, A., dkk. 2009. Fisika untuk SMA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker. 2014. Fundamentals of Physics 10th Edition. United State of America: Wiley Serway, Raymond A., & Jewett, John W. 2014 . Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, Ninth Edition. USA:Brooks/Cole
