RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER (RPS)
GELOMBANG OPTIK (FI303)
Dosen: Dr. Andhy Setiawan
PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2016
1
RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER GELOMBANG OPTIK (FI303) Dibuat Oleh:
No.Dok : ............ Revisi : ............ Tanggal : …………. Halaman:
Diperiksa Oleh:
Disetujui Oleh:
Dr. Andhy Setiawan NIP. 197310131998021001 Dosen
Dr. Dadi Rusdiana NIP. 196810151994031002 TPK Prodi
Ketua Departemen Pendidikan Fisika
RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER 1. IdentitasMatakuliah Nama Program Studi Nama Matakuliah Kode Matakuliah Kelompok Matakuliah Bobot sks Jenjang Semester Prasyarat Status (wajib/ pilihan) Nama dan kode dosen
: Fisika : Gelombang Optik : FI303 : Matakuliah Keahlian Program Studi (MKKPS) : 4 (empat) : S1 : IV : Fisika Dasar I , Fisika Dasar II; Matematika Fisika I, dan Matematika Fisika II : Wajib : Dr. Andhy Setiawan (1977)
2
2. Deskripsi Matakuliah Matakuliah ini mendisksusikan tentang osilasi mekanik dan listrik, kinematika gelombang, gelombang mekanik (yang meliputi dinamika dan energetika gelombang), gelombang elektromagnetik, interferensi, difraksi dan modulasi gelombang. 3. Capaian Pembelajaran Program Studi yang Dirujuk (CPPS) 3. Memahami konsep, teori, azas hukum dan prinsip fisika klasik dan kuantum. 6. Mampu mengaplikasikan konsep matematika fisika, fisika komputasi dan instrumentasi untuk mengkaji dan menganalisis fenomena fisis di alam dan dalam produk teknologi sesuai bidang kajiannya. 4. Capaian Pembelajaran Matakuliah (CPM) 3.1. Memiliki pengetahuan konseptual tentang derajat kebebasan suatu sistem osilasi, sistem osilasi harmonis sederhana, osilasi teredam, dan osilasi teredam dengan gaya pemacu. 3.2. Memiliki pengetahuan konseptual tentang hubungan dispersi dan dispersivitas gelombang. 3.3. Memiliki pengetahuan konseptal tentang sifat-sifat air ideal ditinjau dari segi perambatan gelombang, pengaruh kedalaman terhadap fungsi gelombang, dispersivitas dan kecepatan gelombang permukaan air. 3.4. Memiliki pengetahuan konseptual tentang momentum, energi, intensitas, dan impedansi pada gelombang, serta fraksi energi yang dipantulkan dan ditransmisikan saat gelombang melewati dua medium yang berbeda. 3.5. Memiliki pengetahuan konseptual tentang sifat perambatan gelombang elektromagnetik. 3.6. Memiliki pengetahuan konseptual tentang modulasi dan demodulasi gelombang. 6.1. Memiliki pengetahuan prosedural tentang penentuan persamaan osilasi dari sistem osilasi harmonis sederhana, osilasi teredam, dan osilasi teredam dengan gaya pemacu, serta persamaan dan frekuansi osilasi dan keadan gerak osilasi dua derajat kebebasan. 6.2. Memiliki pengetahuan prosedural tentang penentuan persamaan umum differensial gelombang beserta solusi umumnya dan mengidentifikasi besaran fisis lainnya dari fungsi gelombang, serta persamaan gelombag hasil superposisi. 6.3. Memiliki pengetahuan prosedural tentang penentuan pergeseran frekuensi akibat efek Doppler, dan penerapan syarat batas kontinu sudut fase dalam pembuktian hukum Snellius. 6.4. Memiliki pengetahuan prosedural tentang dinamika gelombang pada beberapa medium elastis beserta formulasi cepat rambat gelombang berdasarkan persamaan umum differensial gelombang.
3
6.5.
Memiliki pengetahuan prosedural tentang penentuan persamaan Maxwell bernotasi nabla, persamaan medan dan energi gelombang elektromagnetik pada vacum dan non-vacum, serta pembuktian Hukum Snellius dan penentuan Persamaan Fresnell. 6.6. Memiliki pengetahuan prosedural tentang penentuan pola intensitas hasil interferensi pada beberapa interferometer, dan. hasil difraksi. 6.7. Memiliki pengetahuan prosedural tentang penentuan persamaan gelombang hasil modulasi dan demodulasi gelombang. 5. Deskripsi Rencana Pembelajaran Indikator Capaian Pembelajatan Matakuliah
Bahan Kajian
Bentuk Pembelajaran
Waktu
-
Tentang Perkuliahan: Deskripsi dan Silabus MK, Penilaian, Rencana Teknis Perkuliahan.
Menyimak penjelasan mengenai: Deskripsi MK, Silabi MK, Penilaian, Rencana Teknis Perkuliahan, menggunakan media PC dan proyektor, dan sistem pembelajaran online terpadu (SPOT).
50 menit
-
-RPS mata kuliah Gelombang Optik
Menjelaskan ciri sistim osilasi dengan satu dan dua derajat kebebasan.
OSILASI: Derajat kebebasan sistem osilasi.
Diskusi mengenai: derajat kebebasan sistem osilasi, menggunakan media PC, proyektor dan papan tulis, dan SPOT.
50 menit
Tugas 1: Tugas individual berupa homework dengan tagihan berupa jawaban atas perangkat soal materi Osilasi.
Akira Hirose, & Karl E. Lonngren, 1985, Chapter 1.
Pert. 1
3.1.1.
Tugas dan Penilaian
Rujukan
Crawford, Jr.,1978,
4
Pert.
Indikator Capaian Pembelajatan Matakuliah
Bahan Kajian
Bentuk Pembelajaran
Waktu
Tugas dan Penilaian
Menjelaskan bentuk sederhana simpangan sebagai fungsi waktu untuk osilasi satu derajat kebebasan. Menjelaskan hubungan antara gaya pulih dan inersia pada sistim osilasi. Memformulasikan persamaan gerak osilasi harmonis sederhana pada sistem bandul sederhana. Menentukan frekuensi osilasi harmonis sederhana pada sistem bandul sederhana. Memformulasikan persamaan gerak osilasi harmonis sederhana pada sistem pegas. Menentukan frekuensi osilasi harmonis sederhana pada sistem pegas. Memformulasikan
OSILASI: Sifat Osilasi, Osilasi Harmonis Sederhana.
Diskusi mengenai: Osilasi dengan satu derajat kebebasan yang meliputi sifat osilasi (gaya pulih dan inersia), dan persamaan gerak osilasi untuk sistem dengan satu derajat kebebasan pada sistem bandul sederhana, pegas dan rangkaian LC, menggunakan media PC, proyektor dan papan tulis, dan SPOT.
100 menit
Tugas 1: Tugas individual berupa homework dengan tagihan berupa jawaban atas perangkat soal materi Osilasi.
Rujukan Chapter 1.
3.1.2. 2
3.1.3.
6.1.1.
6.1.2.
6.1.3.
6.1.4.
6.1.5.
Akira Hirose, & Karl E. Lonngren, 1985, Chapter 1. Crawford, Jr.,1978, Chapter 1.
5
Pert.
6.1.6.
6.1.7. 3
Indikator Capaian Pembelajatan Matakuliah persamaan gerak muatan (arus) dalam sistem osilasi harmonis sederhana rangkaian LC. Menentukan frekuensi osilasi harmonis sederhana dalam sistem osilasi rangkaian LC.
Memformulasikan persamaan osilasi dari sistem osilasi teredam pada sistem pegas atau rangkaian RLC. 3.1.4. Menentukan syarat terjadinya osilasi underdamped, overdamped, dan criticallydamped pada sistem osilasi pegas atau rangkaian RLC 6.1.8. Menentukan simpangan sebagai fungsi waktu pada sistem pegas atau rangkaian RLC, untuk kasus osilasi
Bahan Kajian
Bentuk Pembelajaran
Waktu
Tugas dan Penilaian
Rujukan
Osilasi Teredam. Osilasi Teredam dengan Gaya Pemacu.
Diskusi mengenai: Osilasi teredam, dan osilasi teredam dengan gaya pemacu pada sistem mekanik dan listrik (rangkaian RLC), menggunakan media PC, proyektor dan papan tulis, dan SPOT.
100 menit
Tugas 1: Tugas individual berupa homework dengan tagihan berupa jawaban atas perangkat soal materi Osilasi.
Akira Hirose, & Karl E. Lonngren, 1985, Chapter 1. Crawford, Jr.,1978, Chapter 3.
6
Indikator Capaian Pembelajatan Matakuliah underdamped, overdamped, dan criticallydamped. 6.1.9. Memformulasikan persamaan gerak dari sistem osilasi teredam dengan gaya pemacu pada sistem pegas atau rangkaian RLC. 6.1.10. Menentukan amplitudo simpangan dari sistem osilasi teredam dengan gaya pemacu pada sistem pegas atau rangkaian RLC. 3.1.5. Menjelaskan besaran-besaran yang mepengaruhi besarnya amplitudo simpangan dari sistem osilasi teredam dengan gaya pemacu pada sistem pegas atau rangkaian RLC. 3.1.6. Menjelaskan kaitan antara frekuensi alamiah, frekuensi sumber dan amplitudo Pert.
Bahan Kajian
Bentuk Pembelajaran
Waktu
Tugas dan Penilaian
Rujukan
7
Indikator Capaian Bahan Kajian Pembelajatan Matakuliah untuk peristiwa resonansi. 3.1.7. 6.1.11. Menentukan sudut fase dari sistem osilasi teredam dengan gaya pemacu pada sistem pegas atau rangkaian RLC. 6.1.12. Menentukan simpangan sebagai fungsi waktu dari sistem osilasi teredam dengan gaya pemacu pada sistem pegas atau rangkaian RLC. 6.1.13. 4 Memformulasikan Sistem Osilasi Dua persamaan gerak Derajat Kebebasan: osilasi gandeng pada - Osilasi Gandeng Pegas. sistem pegas atau - Osilasi Gandeng rangkaian LC. Rangkaian LC. 6.1.14. Menentukan frekuensi - Sistematika Solusi osilasi mode rendah Sistem Dua Derajat dan mode tinggi pada Kebebasan. sistem osilasi gandeng pegas atau rangkaian LC. 6.1.15. Menentukan perbandingan
Bentuk Pembelajaran
Waktu
Tugas dan Penilaian
Diskusi mengenai: Osilasi dua derajat kebebasan yang meliputi osilasi gandeng pegas, osilasi gandeng rangkaian LC, dan sistematika penyelesaian untuk sistem osilasi dua derajat kebebasan), menggunakan media PC, proyektor dan papan
100 menit
Tugas 1: Tugas individual berupa homework dengan tagihan berupa jawaban atas perangkat soal materi Osilasi.
Pert.
Rujukan
Crawford, Jr.,1978, Chapter 1.
8
Indikator Capaian Pembelajatan Matakuliah amplitudo pada mode rendah dan mode tinggi dari sistem osilasi gandeng pegas atau rangkaian LC. 3.1.8. Menjelaskan perbedaan gerak osilasi pusat massa dan gerak osilasi relatif pada sistem osilasi gandeng pegas. 3.1.9. Menjelaskan perbedaan arah arus pada osilasi mode rendah dan mode tinggi pada rangkaian LC. 6.2.1. 5 Menurunkan persamaan umum gelombang dalam bentuk differensial. 3.2.1. Menjelaskan prinsip superopisisi berdasarkan persamaan umum differensial gelombang. 6.2.2. Memformulasikan persamaan gelombang
Bahan Kajian
Bentuk Pembelajaran
Waktu
Tugas dan Penilaian
Rujukan
100 menit
Tugas 2: Tugas individual berupa homework dengan tagihan berupa jawaban atas perangkat soal materi gerak gelombang (Kinematika Gelombang).
Akira Hirose, & Karl E. Lonngren, 1985, Chapter 2.
Pert.
tulis, dan SPOT.
Persamaan Diferensial Gelombang, Diferensiasi Parsial. Gelombang sebagai Fungsi Ruang dan Waktu. Superposisi dan Layangan.
Diskusi mengenai: Persamaan differensial gelombang, gelombang sebagai fungsi ruang dan waktu, prinsip superposisi dan layangan, menggunakan media PC, proyektor dan papan tulis, dan SPOT.
William C. Elmore and Mark A. Heald, 1985, Chapter 1.
9
Indikator Capaian Pembelajatan Matakuliah sebagai fungsi ruang dan waktu. 6.2.3. Menganalisis arah rambat gelombang dari suatu fungsi gelombang. 6.2.4. Menganalisis kecepatan fase dari suatu fungsi gelombang. 6.2.5. Menganalisis perioda dan frekuensi spatial, dan perioda dan frekuensi temporal dari suatu fungsi gelombang. 6.2.6. Memformulasikan hubungan antara kecepatan fase dengan frekuensi dan perioda baik sisi temporal maupun spatial. 6.2.7. Menentukan fungsi gelombang hasil superposisi dua gelombang yang arah getarnya sejajar. 3.2.2. Menjelaskan mengenai layangan Pert.
Bahan Kajian
Bentuk Pembelajaran
Waktu
Tugas dan Penilaian
Rujukan
10
Indikator Capaian Pembelajatan Matakuliah dan syarat terjadinya. 6.2.8. 6 Memformulasikan persamaan umum dari superposisi dua gelombang yang arah getarnya saling tegak lurus. 3.2.3. Menganalisis jenis/bentuk polarisasi berdasarkan persamaan osilasi. 6.2.9. Menentukan arah putar untuk polarisasi elips atau lingkaran. 3.2.4. Menjelaskan mengenai hubungan dispersi pada gelombang. 6.2.10. Memformulasikan hubungan dispersi suatu gelombang. 3.2.5. Menjelaskan perbedaan antara gelombang dispersif dan non dispersif. 7 8 3.1., 3.2., 6.1., dan 6.2. (bersifat tentative)
Bahan Kajian
Bentuk Pembelajaran
Waktu
Tugas dan Penilaian
Rujukan
Diskusi mengenai: Polarisasi akibat superposisisi dua gelombang yang saling tegak lurus; Diskusi mengenai: Hubungan dispersi beserta formulasinya, perbandingan kecepatan fase dan kecepatan grup,dan dispersivitas gelombang, menggunakan media PC, proyektor dan papan tulis, dan SPOT.
100 menit
Tugas 2: Tugas individual berupa homework dengan tagihan berupa jawaban atas perangkat soal materi gerak gelombang (Kinematika Gelombang).
Taufik Ramlan R, 2001, Bab 2.
Review: latihan soal dan refleksi capaian tugas 1 dan 2, menggunakan PC,
100 menit
-
-
Pert.
Superposisi Dua Gelombang yang Arah Getarnya Saling Tegak Lurus. Hubungan Dispersi.
Materi pertemuan 1 sampai 7
Zahara Muslim, 1994, Bab 2.
Akira Hirose, & Karl E. Lonngren, 1985, Chapter 2.
11
Pert.
Indikator Capaian Pembelajatan Matakuliah
Bahan Kajian
9 10 11 12 13 14 15 16
Bentuk Pembelajaran
Waktu
Tugas dan Penilaian
Rujukan
proyektor, dan papan tulis. UJIAN 1
UJIAN AKHIR SEMESTER
6. Daftar Rujukan Akira Hirose, & Karl E. Lonngren, 1985, Introduction to Wave Phenomena, John Wiley & Sons. Crawford, Jr.,1978, Waves, Berkeley Physics, Vol. 3, Mc Graw Hill, New York. William C. Elmore and Mark A. Heald, 1985, Physics of waves, Dover Publication Inc., New York. Taufik Ramlan R., 2001, Diktat Gelombang Optik, Bandung : penerbit UPI. Zahara Muslim, 1994, Gelombang dan Optik, Depdikbud-Dikti. 7. Lampiran Lampiran 1. Bahan Ajar......... Lampiran 2. Instrumen Penilaian............
12
