modul praktikum fisdas 2.pdf

MODUL PRAKTIKUM

FISIKA DASAR 2

NAMA :

NIM :

Program Studi :

Jurusan :

Fakultas :

LABORATORIUM FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS MATARAM TAHUN 2014

Kata Pengantar ii

KATA PENGANTAR

Fisika sebagai salah satu cabang dari ilmu penegtahuan alam mempunyai hubungan yang sangat erat dengan ilmu-ilmu terapan seperti ilmi Teknik, Ilmu Pertanian, Ilmu

Peternakan, Ilmu Kedokteran dan ilmu-ilmu lainnya. Ini merupakan alasan mengapa fisika

sangat perlu dipelajari oleh setiap mahasiswa yang mengikuti ilmu eksak.

Petunjuk Praktikum Fisika Dasar ini disusun sedemikian rupa dengan tujuan untuk

membantu mahasiswa mempelajari dasar ilmu fisika dan dapat menunjang disiplin ilmu yang

dipelajari, baik secara teori maupun aplikasinya di Laboratorium. Dalam Petunjuk Praktikum

ini mahasiswa dilatih menggunakan alat-alat ukur, mengambil data, mengolah data,

menginformasikan dan menyimpulkan hasil pengukuran. Hal ini sangat dibutuhkan oleh

mahasiswa bilamana mengadakan penelitian dimasa mendatang.

Petunjuk praktikum ini disusun dalam bentuk yang sederhana, disesuaikan dengan

kemampuan mahasiswa. Disamping berpedoman pada petunjuk praktikum ini, mahasiswa

hendakny juga mempelajari literatur lainnya yang berhubungan dengan acara praktikum.

Selain itu mahsiswa diharapkan pula membuat laporan untuk menginformasikan hasil yang

diperoleh sesuai tujuan praktikum.

Akhirnya penyusun mengharapkan keritik dan saran yang bersifat membangun guna

perbaikan petunjuk praktikum ini pada penyusunan berikutnya. Untuk itu tak lupa penyusun

menyampaikan terima kasih.

Mataram, .2014

Penyusun,

Daftar Isi iii

DAFTAR ISI

Halaman Judul ..................................................................................................................................... i

Kata Pengantar ..................................................................................................................................... ii

Daftar Isi ............................................................................................................................................... iii

Pendahuluan ........................................................................................................................................ iv

Tujuan Percobaan ................................................................................................................................ v

Tata Cara Praktikum ........................................................................................................................... vi

Laporan Praktikum ............................................................................................................................. viii

Modul 01. Osiloskop ..................................................................................................................... 1

Modul 02. Amperemeter dan Voltmeter dalam Rangkaian Listrik Searah (DC) ................. 5

Modul 03. Kapasitas Kapasitor ................................................................................................. 11

Modul 04. Karakteristik Rangkaian RLC ................................................................................ 14

Modul 05. Jembatan Wheatstone .............................................................................................. 17

Modul 06. Lensa .......................................................................................................................... 20

Modul 07. Laser dan Difraksi .................................................................................................... 24

Modul 08. Refraktometer ........................................................................................................... 27

Pendahuluan iv

PENDAHULUAN

Buku petunujuk praktikum disusun untuk kebutuhan mahasiswa tingkat pertama

Universitas Mataram, Institut maupun Akademi Jurusan Pendidikan Science.

Buku petunuk praktikum ini berisikan materi-materi tentang pengukuran dan alat ukur,

mekanika, fluida, panas, listrik, lensa, magnet yang bertujuan agar melatih mahasiswa untuk

melakukan percobaan-percobaan kecil, memperkenalkan mahasiswa peralatan-peralatan yang

digunakan dalam dalam mempelajari konsep-konsep dalam fisika yang pada akhirnya

menguatkan tingkat penguasaan konsep-konsep dasar fisika mahasiswa yang telah

didapatkannya melalui proses perkuliahan dikelas.

Penyajian matematis yang diungkapkan dalam buku petinjuk praktikum ini dipaparkan

secara sederhana, denga dasar pemikiran bahwa penekanan yang diharapkan adalah dasar

pengetahuan mereka tentang pengukuran besaran fisis, peruses pengolahan data hasil

pengamatan dan interpretasi dari data yang diperoleh serta penguatan terhadap penguasaan

konsep dasar fisika yang terdapat pada setiap materi praktikum.

Tujuan Percobaan v

TUJUAN PERCOBAAN

Salah saru dasar dari ilmu pengetahuan adalah pengamatan (observasi). Pengamatan

biasanya berupa pengukuran suatu besaran. Kumpulan pengukuran yang diperoleh dari

berbagai sumber diolah dan dijadikan suatu modal atau teori tenyang sesuatu gejala alam agar

suatu teori dapat berguna. Pada dasarnya teori dan pengalaman (eksperimen) saling berkaitan.

Keduanya akan salaing membantu dalam penegmbangannya seperti terlihat pada skema

berikut

Disini kelihatan bahwa pengukuran dan percobaan memegang peranan penting dalam

pengambangan ilmu, tetapi sebenarnya tidaklah selalu demikian. Percobaan dapat kita

golongkan pada banyak sedikitnya penegtahuan si pengamat sebelumnya. Pengetahuan disini

dapat bersifat lengkap dapat juga merupakan suatu gejala baru seperti misalnya suatu gejala

yang belum dikenal. Dalam praktikum fisika dasar percobaan yang dilakukan tidak akan

sampai pada pembentukan teori dan model baru. Percobaan yang dijadwalkan hanya akan

berkisar pada dua sasarn utama.

1. Pengecekan rumus yang sudah terbukti kebenarannya

Contoh: Hukum Ohm V = R I dengan mengukur V dan I diharapkan dapat diukur dan

dibuktikan kembali kebenaran teori tersebut.

2. Mencari konstanta-konstanta suatu persamaan

Contoh: pV = nRT dengan menguku p, V dan T diharapkan konstanta dari gas tersebut

dapat ditentukan.

Disisni untuk mahasiswa tingkat pertama, hasail yang didapat ada baiknya

dibandingkan dengan harga yang telah ditemukan oleh para ahli dan dengan peralatan yang

cukup teliti. Kemungkinan besar, hasil yang kita peroleh dengan perlatan yang sederhana itu,

akan tidak sesuai dengan hasil mereka, tetapi ini bukan berarti bahwa percobaan kita tidak

berarti dan tidak bermanfaat.

Pengamtan dan

Pengukuran

Teori Model

Ramalan

Percobaan baru

Balikan

Tujuan Percobaan vi

TATA CARA PRAKTIKUM

Tujuan utama percobaan fisika dasar ini adalah pengambilan sejumlah data dari obyek

yang diamati dengan menggunakan alat-alat ukur. Data tersebut selanjutnya diolah dan

dianalisis untuk memperoleh kesimpulan dari obyek yang diamati. Untuk mencapai hasil

tersebut pada dasarnya harus ditempuh empat langkah:

I. Persiapan praktikum

II. Pengukuran-pengukuran

III. Analisis data

IV. Kesimpulan

A. Persiapan Praktikum

Persiapan praktikum ini diperlukan dengan maksud agar supaya praktikan sebelum

melakukan pengukuran, sudah harus mengetahui apa yang mereka harus ukur dan

mengapa pengukuran itu harus dilakukan. Jadi sebelum praktikum, praktikan sudah

mempunyai dasar pengetahuan tentang

a. Tujuan praktikum

b. Besaran-besaran yang harus diukur

c. Cara dan proses pengukuran

Dasar pengetahuan ini agar saja nanti jangan terjadi bahwa praktikum ini gagal karena

suatu besaran tidak terukur atau terjadi kesalahan dalam pengambilan data.

B. Pengukuran- Pengukuran

Dalam melaksanakan pengukuran kita dihadapkan kepada alat-alat ukur. Kita harus tahu

tata cara pengukuran dan tanpa pengetahuan kita mustahil akan didapat hasil yang

diinginkan. Beberapa hal yang harus diketahui untuk sesuatu alat sebelum digunakan:

1. Pengetahuan menggunakan alat ukur

Disini pengetahuan bagaimana proses pengukuran alat alat tersebut mutla perlu.

Tanpa pengetahuan mengenai proses pengukuran akan dapat menyebabkan bahwa

hasil yang akan diukur tidak sesuai dengan sebenarnya dan juga memungkinkan akan

dapat merusak alat-alat tersebut.

2. Batas ukur

Pengetahuan mengenai batas ukur ini mutlak diperlukan untuk menmjamin

keselamatan alat, jangan sekali-kali mengukur suatu besaran diatas kemampuan batas

alat ukur. Pengetahuan tentang ini juga akan sangat berguna dalam pemilihan alat

ukur yang bersesuaian dengan orde besaran yang akan diukur.

3. Skala terkecil

Pengetahuan sangat berguna dalam pengumpulan data. Gunakanlah alat yang batas

ukurnya jauh dibawah besaran yang akan diukur, ini dimaksudkan agar supaya

ketelitian pengukuran agar menjadi cukup besar.

Tujuan Percobaan vii

Dengan pengetahuan akan ketiga hal tersebut diatas diharapkan bahwa pengukuran

data dapat dilaksanakan sesuai dengan yang diinginkan, ini akan sangat membantu dalam

hal memperkecil ketidakpastian dan dengan sendirinya memperbesar derajat kepercayaan

hasil pengukuran tersebut. Dalam pengukuran sering sekali harus dikoreksi, yang paling

sering adalah titik nol alat ukur tersebut.

Hal lain yang perlu diperhatikan adalah kesalahan paralaks, kami yakin bahwa

dengan pengetahuan ini dan ditambah dengan ketelitian kerja tentunya ketidakpastian

pengukuran akan sangat kecil.

Laporan Percobaan viii

LAPORAN PERCOBAAN

Dalam melakukan percobaan akhirnya kita akan dapatkan suatu hasil percobaan.

Tujuan dari penyusunan laporan adalah untuk mempublikasikan hasil yang diperoleh dari

percobaan.

Maka persyaratan utama ialah lapoaran tersebut harus jelas:

a. Apa maksudnya

b. Teori yang mendasarinya

c. Cara pengukurannya

d. Pengolahan datanya dan kesimpulan atau pembahasan yang didapat.

Penyajian laporan sebaiknya dengan pengungkapan yang jelas, teratur dan menarik serta

jangan terlalu panjang agar laporan tersebut tidak membosankan. Ada baiknya panjang laporan

disesuaikan dengan isinya, dan sangat tergantung pada penekanan hasil yang ingin

disampaikan pada laporan tersebut. Tapi bagaimana bentuknya suatu lapoaran praktikum.,

sebaiknya mengikuti komponen yang berikut:

1. JUDUL

2. TUJUAN

3. ALAT DAN BAHAN

4. TEORI

5. PROSEDUR PERCOBAAN

6. DATA PENGAMATAN

7. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

8. KESIMPULAN DAN SARAN

9. DAFTAR PUSTAKA

10. KESIMPULAN

1. JUDUL

Sebaiknya singkat saja, karena sifatnya hanya semacam identifikasi atau tanda pengenal,

sebagai contoh unutk percobaan pengecekan HUKUM OHM, cukup ditulis sebagai

HUKUM OHM dan bukan pengecekan HUKUM OHM dengan arus searah, judul yang

terakhir terlalu panjang.

2. TUJUAN

Dalam bagian ini, hendaknya diterangkan secara jelas tujuan apa yang perlu dicapai dalam

percobaan. Tujuannya meliputi tujuan umum dan tujuan khusus dari percobaan tersebut.

3. ALAT DAN BAHAN

Peralatan yang dipakai dijelaskan secara sengkat tentang ketelitiannya dan ditonjolkan alat

yang memeganag peranan utama dalam pengyukuran ini. Uraian tentang usaha untuk

menguaraikan timbulnya kesalahan. Dan tata cara pengambilan data dan disini dapat

diterangkan bahwa pengukuran ini berfungsi atau tidak.

Laporan Percobaan ix

4. TEORI

Disini hendaknya diberikan uaraian singkat namun jelas tentang teori yang mendasari

percobaan. Kejelasan uraiannya akan sangat bertambah bila disertai dengan gambar,

rangkaian, skema dan lainnya. Kalau ada beberapa rumus yang penting hendaknya

diberikan nomor urut. Rumus yang harus dibuktikan dituliskan disini, akalau perlu dengan

menyebutkan buku acaranya.

Suatau nasehat

Kalau instruksi praktikum mengandung penjelasan tentang suatu teori, jangan dikutip mentah-

mentah sebaiknya disadur dan dilengkapai dengan buku referansi

5. PROSEDUR PERCOBAAN

Langkah-langkah percobaan ditulis dalam bentuk kalimat yang singkat dan jelas agar

mudah dipahami. Bila perlu setiap langkah diberikan nomor urut.

6. DATA PENGAMATAN

Data pengamatan disajikan dalam bentuk table-tabel agar mudah dibaca dan jangan lupa

menulis satuan dari table yang diamati.

7. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

Pengolahan data (perhitungan) dilakukan dan dilaporkan tanpa langkah perantara. Jadi

sebutan bentuk rumus yang dipakai data yang didapat dan diperhitungkan secara langsung

didapatkan hasilnya (jangan dimasukkan perhitungan numerik yang bertele-tele). Dan

disusul dengan perhitungan ketidakpastian.

8. KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan hasil percobaan apakah sesuai dengan maksud dan tujuan percobaan

tersebut, hasil percobaan yang diperoleh dapat juga dibandingkan dengan teori atau hasil

yang diperoleh dengan metode pengukuran yang berbeda. Sesekali dirasa perlu ( dalam hal

ini memang diminta) hasil yang didapat diberi tanggapan, dalam hal ini bicarakanlah

secara kritis. Misalnya dapat dikemukakan saran perbaikan percobaan yang baik mengenai

metode pengukuran peralatan yang dipakai atau hasil yang didapat.

9. DAFTAR PUSTAKA

Berisi daftar referensi yang digunakan untuk percobaan tersebut. Disajikan sesuai dengan

Bahsa Indonesia yang benar dan tata cara penulisan referensi.

10. LAMPIRAN

Berisikan lampiran-lampiran, grafik dan perhitungan yang menunjang pembuatan laporan

dan hal-hal yang dianggap perlu.

Modul 01. Osiloskop 1

MODUL 01

OSILOSKOP

I. Tujuan Percobaan

1. Dapat menggunakan osciloskop dengan baik dan benar sebagai alat untuk pengukuran

listrik dan pengamatan bentuk sinyal tegangan.

2. Menentukan frekuensi suatu sumber menggunakan kurva Lissajous.

II. Alat dan Bahan

1. Satu set osciloskop + probe (1 buah + 2 buah)

2. Power Supply AC/DC (1 buah)

3. Generator Audio (1 buah)

4. Multimeter analog (1 buah)

5. Kabel penghubung (6 buah)

6. Baterai (2 buah)

III. Teori

Osiloskop adalah salah satu alat ukur listrik yang penting disamping alat ukur lainnya.

Tidak seperti multimeter yang hanya memberikan pembacaan suatu tegangan. Osciloskop

juga memberikan gambar bagaimana tegangan berubah dalam suatu periode waktu dan

bentuk sinyal tegangan. Terdapat dua jenis osiloskop yaitu osiloskop analog dan osiloskop

digital. Osiloskop analog menggunakan tabung sinar katoda (Cathode Ray Tube (CRT)) yang

sepenuhnya bekerja berdasarkan prinsip-prinsip listrik analog. Gambar 1.1 menunjukkan

salah satu bentuk osiloskop analog dan diagram skematiknya.

Gambar 1.1. Diagram skematik osiloskop analog

Osiloskop digital adalah jenis osiloskop yang berkerja berdasarkan prinsip digital. Pada

osiloskop digital tidak lagi digunakan layar CRT sebagai display sinyal tetapi digunakan

monitor LCD. Gambar 1.2 menunjukkan diagram skematik sederhana dan prinsip kerja

osiloskop digital.

Gambar 1.2. Diagram skematik osiloskop digital


Gambar yang dihasilkan osciloskop pada layar merupakan hasil kombinasi dari 2

gerakan: titik cahaya (spot light) dibuat untuk bergerak dari arah kiri ke kanan layer secara

terus menerus, dan adanya tegangan input yang melalui test probe menyebabkan titik

tersebut bergerak naik turun seperti tampak pada gambar berikut.

Fungsi dari beberapa bagian osciloskop:

Input Selector dan Socket berfungsi sebagai chanel input/masukan dengan probe

pengukur., dimana switch ini dapat diatur untuk pilihan masukan AC, DC atau input

tetap pada 0 V (GD untuk ground)

Chanel selector berfungsi untuk menampilkan satu atau dua jejak dengan cara yang

berbeda.

Kontrol channel (ChanelI dan Chanel II) berfungsi mengontrol posisi jejak (secara

vertical), pergerakan jejak untuk tegangah yang ada dan arah pergerakan.

Kontrol trace berfungsi mengotrol ketajaman dan kecerahan gambar.

Kontrol Timebase berfungsi mengontrol laju.rate dimana titik cahaya bergerak secara

horizontal dan saat pergerakan dimulai.

Untuk menggunakan osciloskop hal pertama yang dilakukan adalah menentukan jejak

pada layer tanpa adanya tegangan yang diberikan pada probe test (input).

Catatan: jangan membiarkan titik nyala (spot) statis pada layer, sebab akan merusak layer.

Gambar berikut menunjukkan bentuk sinyal listrik AC dan DC.


IV. Prosedur Percobaan

A. Mengukur tegangan arus searah (DC)

Dalam percobaan ini kita akan mengukur tegangan dari perangkat batere. Tersedia

batere tunggal, dua batere berhubungan seri dan dua batere berhubungan paralel.

1. Siapkan osiloskop anda sehingga siap untuk pengukuran tegangan DC.

2. Atur vertikal position tepat di tengah-tengah skala horizontal.

3. Ukurlah batere yang sudah disiapkan.

4. Catat nilai dan bentuk gelombang yang teramati pada layar osiloskop

5. Lakukan juga pengukuran dengan multimeter.

B. Mengukur tegangan arus bolak balik

1. Siapkan osiloskop anda agar siap pakai untuk pengukuran tegangan AC.

2. Siapkan catu daya AC dan amati keluarannya pada osiloskop

3. Catat tegangan maksimum dan periodanya.

4. Gunakan juga multimeter untuk mengukur tegangan keluarannya.

C. Mengukur tegangan dari pembangkit sinyal

1. Siapkan osiloskop anda agar siap pakai untuk pengukuran AC

2. Siapkan pembangkit sinyal dan amati keluarannya pada osiloskop.

3. Atur sinyal hingga diperoleh sinyal sinus dengan amplitude 2 V dengan frekuensi 1

KHz.

4. Atur hingga sinyal terlihat jelas

5. Catat hasil pengamatan

6. Ulangi untuk amplitude dan frekuensi yang berbeda.

D. Menentukan Frekuensi Suatu Sumber dengan metode Lissajous.

1. Gunakan sebuah pembangkit sinyal dan sebuah sebuah catu daya AC sebagai input

pagi kedua channel pada osiloskop

2. Atur sinyal sehingga diperoleh sinyal sinusoidal dengan frekuensi 50 Hz dan

amplitudo 1V.

3. Atur knop time/div pada posisi XY

4. Gunakan pembangkit sinyal sebagai input channel 1 dan catu daya AC sebagai

input channel 2.

5. Atur frekuensi pada channel 1 sehingga diperoleh perbandingan X dan Y : (1:1),

(2:1), (3:1), (4:1).

6. Catat lukisan lissajous yang dihasilkan.

7. Tentukan frekuensi sumber catu daya AC

V. Tugas Pendahuluan

1. Dalam kertas millimeter, gambarkanlah sketsa sebuah gelombang sinus pada suatu

posisi tertentu, yang mempunyai amplitudo 2 cm dan perioda 0,02 sekon (ambillah

sumbu X sebagai sumbu waktu, dan buatlah skalanya 3 cm = 0,01 sekon)


2. Apakah yang dimaksud kurva lissajous?

3. Apakah artinya Vmaksimum dan Vefektif

VI. Tugas Akhir

1. Bandingkan hasil pengamatan anda dengan perhitungan teori.

2. Lukiskan bentuk gelombang yang anda amati. Bagaimanakah hubungan antara

pengukuran dengan menggunakan osiloskop dan dengan multimeter?

3. Dengan lukisan lissajous, tentukan frekuensi sumber yang tidak diketahui (sumber catu

daya AC)

Modul 02. Amperemeter dan Voltmeter dalam Rangkaian Listrik Searah (DC) 5

MODUL 02

AMPEREMETER DAN VOLTMETER DALAM

RANGKAIAN LISTRIK SEARAH (DC)

I. Tujuan

1. Mempelajari rangkaian seri dan paralel

2. Memahami penggunaan amperemeter dan voltmeter dalam rangkaian seri dan paralel.

3. Mengukur arus dan tegangan listrik pada rangkaian seri dan parallel dari resistor.

II. Alat dan Bahan

1. Resistor dengan beberapa ukuran (3 buah)

2. Amperemeter (2 buah)

3. Voltmeter (1 buah)

4. Power Supply (1 buah)

5. Kabel Banana Banana 50 cm (2 buah)

6. Kabel Banana Banana 30 cm (6 buah)

7. Papan Rangkaian (1 buah)

8. Jumper set (1 set)

III. Teori

A. Rangkaian Seri

Rangkaian seri merupakan rangkaian yang disusun pada satu jalur rangkaian

listrik. Rangkaian ini tidak memiliki percabangan.Seperti gambar dibawah ini.

Gambar 2.1. Hambatan disusun seri

Dari gambar Nampak bahwa tegangan yang diukur berbeda pada setiap

hambatannya. Artinya jika besar hambatannya berbeda pada setiap hambatan maka

tegangannyapun ikut berbeda. Namun Arus pada rangkaian ini sama pada masing-

masing setiap hambatan dikarenakan tidak memiliki percabangan aliran listrik. Maka

secara sisitematis persamaannya akan menjadi :

I1 = I2=I3

Vab = V1 + V2 + V3

Sehingga

Rseri = R1 + R2 + R3 + + Rn (1)

B. Rangkaian Paralel

Rangkaian Paralel merupakan rangkaian yang disusun secara sejajar dan

memiliki percabangan pada rangkaian tersebut. Seperti pada gambar di bawah ini.

Modul 02. Amperemeter dan Voltmeter dalam Rangkaian

Perhatikan gambar di atas. Terlihat bahwa arus pada rangkaian paralel berbeda

pada tiap hambatan. Seperti prinsip yang telah dijelaskan oleh Khirchof yang

menyatakan bahwa umlah arus listrik yang msauk pada suatu titik percabangan akan

sama dengan jumlah arus yang keluar melalui titik percabangan. Namun tegangan pada

rangkaian ini sama. Sehingga per

V1 = V2 = V3

I = I1 + I2 + I3

Sehingga

paralel RR11

1

+=

C. Amperemeter

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik.

Amperemeter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan

untuk deteksi arus pada rangkaian baik arus yang kecil, sedangkan untuk arus yang

besar ditambahkan dengan hambatan shunt. Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya

lorentz gaya magnetis. Arus yang mengalir pada kumparan yang selimuti med

magnet akan menimbulkan gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum

amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin besar pula

simpangannya. Demikian sebaliknya, ketika kuat arus tidak ada maka jarum penunjuk

akan dikembalikan ke posisi semula

dengan Prinsip gaya Lorentz

Kuat arus yang terukur I dapat dihitung dengan rumus :

I = maksimum skalayang Angka

Gambar

Modul 02. Amperemeter dan Voltmeter dalam Rangkaian Listrik Searah (DC)

Gambar 2.2. Hambatan disusun paralel


n. Seperti prinsip yang telah dijelaskan oleh Khirchof yang



rangkaian ini sama. Sehingga persamaannya dapat ditulis sebagai berikut

nRRR1

...

1132

+++


meter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan


an dengan hambatan shunt. Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya

lorentz gaya magnetis. Arus yang mengalir pada kumparan yang selimuti med



Demikian sebaliknya, ketika kuat arus tidak ada maka jarum penunjuk

akan dikembalikan ke posisi semula oleh pegas. Besar gaya yang dimaksud sesuai

dengan Prinsip gaya Lorentz F = B.I.L.

Kuat arus yang terukur I dapat dihitung dengan rumus :

BatasUkur x maksimum

ditunjuk yang

Gambar 2.3. Amperemeter dan voltmeter

6


n. Seperti prinsip yang telah dijelaskan oleh Khirchof yang



samaannya dapat ditulis sebagai berikut:

(2)


meter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt yang berfungsi


an dengan hambatan shunt. Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya

lorentz gaya magnetis. Arus yang mengalir pada kumparan yang selimuti medan



Demikian sebaliknya, ketika kuat arus tidak ada maka jarum penunjuk

oleh pegas. Besar gaya yang dimaksud sesuai


D. Voltmeter

Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik.

Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan pengukuran

alat voltmeter berkali-kali lipat. Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan

magnet dan kuat arus. Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat

pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Semakin besar arus listrik yang

mengelir maka semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi.

Prinsip Kerja Voltmeter hampir sama dengan Amperemeter karena desainnya

juga terdiri dari galvanometer dan hambatan seri atau multiplier. Galvanometer

menggunakan prinsip hukum Lorentz, dimana interaksi antara medan magnet dan kuat

arus akan menimbulkan gaya magnetic. Gaya magnetik inilah yang menggerakan jarum

penunjuk sehingga menyimpang saat dilewati oleh arus yang melewati kumparan.

Makin besar kuat arus akan makin besar penyimpangannya.

Untuk mengukur tegangan kita harus menggunakan voltmeter yang dipasang

paralel terhadap komponen yang kita ukur beda potensialnya. Jadi tidak perlu

dilakukan pemutusan penghantar seperti pada amperemeter Pada rangkaian arus

searah pemasangan kutub-kutub voltmeter harus sesuai. Kutub positip dengan

potensial tinggi dan kutub negatip dengan potensial rendah. Biasanya ditandai dengan

kabel yang berwarna hitam dan merah atau biru. Bila pemasangan terbalik akan terlihat

penyimpangan yang arahnya ke kiri. Sedangkan pada rangkaian arus bolak balik tidak

menjadi masalah. Setelah voltmeter terpasang dengan benar maka hasil pengukuran

harus memperhatikan bagaimana menuliskan hasil pengukuran yang benar. Tegangan

yang terukur (V) adalah:

V = UkurBatas x

maksimum skaladitunjuk yang Angka

Cara pengukuran menggunakan Amperemeter dan voltmeter dalam rangkaian

(a) (b)

Gambar 2.4. Amperemeter dan voltmeter dalam rangkaian seri (a) dan paralel (b)



Catatan : Perhatikanlah selalu posisi alat ukur di dalam rangkaian. Kesalahan dalam

menempatkan alat ukur akan mengakibatkan kerusakan pada alat ukur tersebut atau

alat ukur tidak bisa berfungsi. Perhatikan batas ukur alat yang dipilih jangan sampai

kurang dari nilai besaran yang akan diukur. Atau pilihlah batas ukur yang paling

besar terdahulu.

1. Rangkaian Seri Resistor

1. Susun rangkaian seperti gambar 2.4.a

2. Catat nilai resistor yang digunakan.

3. Atur tegangan sumber sebesar 6 volt

4. Catat arus yang terbaca pada amperemeter (Arus total)

5. Ukur tegangan pada setiap Resistor R1 dan R2 dan R3

6. Ulangi langkah 4 dan 5 untuk tegangan 8V, 9V, 10V dan 12V.

2. Rangkaian Paralel Resistor

1. Susun rangkaian seperti gambar 2.4.b

2. Catat nilai resistor yang digunakan


4. Catat arus yang terbaca pada amperemeter (Arus total)

5. Ukur tegangan pada ujung-ujung resistor (V)

6. Ukur arus pada setiap Resistor R1 dan R2 dan R3

7. Ulangi langkah 4 dan 5 untuk tegangan 8V, 9V, 10V dan 12V.

3. Rangkaian Kombinasi Resistor

1. Susun rangkaian seperti dibawah ini

2. Catat nilai resistor yang digunakan


4. Catat arus yang terbaca pada amperemeter (Arus Total)

5. Ukur tegangan pada titik (ab) dan (bc)

6. Ukur arus pada setiap Resistor R1 dan R2

7. Ulangi langkah 4 s/d 6 untuk tegangan 8V, 9V, 10V dan 12V.



1. Bagaimana cara memasang dan menggunakan ampermeter dan voltmeter pada

komponen yang ada dalam rangkaian listrik? Jelaskan dan buat gambar rangkaiannya!

2. Berdasarkan jawaban anda pada nomor 1, maka bagaimanakah hambatan dalam dari

amperemeter dan voltmeter tersebut?

3. Jelaskan cara menaikkan batas ukur ampermeter dan voltmeter, tuliskan rumus beserta

gambar rangkaiannya?

4. Apakah rangkaian seri atau paralel yang digunakan untuk instalasi listrik dalam rumah

anda?, jelaskan kenapa harus demikian?

VI. Tugas Akhir

1. Hitunglah besar masing-masing hambatan dan juga hambatan pengganti dengan

menggunakan hukum Ohm.

2. Hitunglah besar arus pada rangkaian gambar 2.1.a dan gambar 2.1.b dengan persamaan

yang ada. Bandingkan hasilnya dengan pengamatan !.

3. Buatlah grafik hubungan antara tegangan dan arus berdasarkan percobaan anda!

4. Tuliskan kesimpulan dan analisa dari percobaan yang anda lakukan !

Data Pengamatan

1. Rangkaian Seri

No. V Sumber

(V)

Arus (mA) Tengangan (V)

I Vae V1 V2 V2

1 6V

2 8V

3 9V

4 10V

5 12V

2. Rangkaian Paralel

No. V Sumber

(V)


I I1 I2 I3 Vab

1 6V

2 8V

3 9V

4 10V

5 12V


3. Rangkaian Kombinasi

No. V Sumber

(V)


I I1 I2 Vab Vbc

1 6V

2 8V

3 9V

4 10V

5 12V

Modul 03. Kapasitas Kapasitor 11

MODUL 03

KAPASITAS KAPASITOR

I. Tujuan Percobaan

1. Menetukan kapasitas kapasitor yang tidak diketahui melalui perbandingan dengan

bantuan pembagian tegangan kapasitif.

2. Menentukan kapasitas kapasitor lempeng.

II. Alat dan Bahan

1. Penguat electrometer (1 bh)

2. Batang penghubung (1 bh)

3. Plat besi (29 cm)

4. Adapter 4 mm (1 bh)

5. Spacer (5bh)

6. Kabel merah 10 cm (1)

7. kabel biru 10 cm (1)

8. kabel merah 25 cm (1)

9. Kabel biru 25 cm (1)

10. kabel hitam 50 cm (1)

11. Kabel biru 50 cm (1)

12. Kabel hitam 1 m (1)

13. Kapasitor (3 bh)

14. Power Supply 450V (1bh)

15. Volmeter 3V (max 100V) (1bh)

Gambar 3.1. Rangkaian alat pembagian tegangan kapasitansi

III. Teori

Kapasitor adalah peralatan listrik yang mempunyai dua konduktor yang dipisahkan

oleh isolator atau media dielektrik. Kapasitor dimaksudkan untuk menyimpan energi listrik

dengan cara elektrostatis dalam dielektrik. Nilai kapasitansi dari kapasitor adalah

Modul 03. Kapasitas Kapasitor 12

perbandingan muatan salah satu konduktor terhadap beda potensial dari keduanya,

sehingga dapat dituliskan pada persamaan 1:

VQC =

(1)

Dengan

C = Kapasitansi kapasitor (Farad)

Q = Muatan konduktor (Coulomb)

V = beda potensial pada kedua konduktor (Volt)

Kapasitor dapat disusun secara seri maupun paralel. Jika kapasitor disusun seri

maka tegangan untuk masing-masing kapasitor V = VC1 + VC2, sehingga besarnya kapasitansi

kapasitor yang disusun seri adalah:

21

111CCC

+= (2)

Dan jika kapasitor disusun secara paralel maka tegangan pada masing-masing

kapasitor bernilai sama sedangkan muatan total dari kapasitor adalah Q = Q1 + Q2, sehingga

besarnya kapasitansi kapasitor yang disusun paralel adalah:

C = C1 + C2 (3)

Pada percobaan ini kita akan menentukan nilai kapasitansi suatu kapasitor yang

tidak diketahui menggunakan metode perbandingan tegangan.

IV. Cara Kerja

1. Susunlah rangkaian seperti pada gambar 1 (Tegangan 3V dan 12V dapat diambilkan

dari power supply 450V).

2. Ujilah tegangan dengan cara sebagai berikut: Masukkan plug c ke dalam soket a.

Catatlah tegangan pada voltmeter (U0) dan kemudian masukkan plug c ke dalam soket

b.

3. Percobaan 1. Kosongkan kapasitor C1 dengan cara menghubung-singkatkan dengan

batang penghubung dengan soket pada penguat electrometer seperti gambar 1.

Lakukan hal yang sama pada C2 dan plug tetap pada posisi bebas.

Catatlah potensial pada voltmeter (U1)

Percobaan 2. Lakukan seperti percobaan 1, tetapi dengan harga kapasitor yang berbeda

C1 = 10 nF dan C2 = 1 nF, dan catatlah tegangan U1. Gantilah C2 dengan kapasitor yang

ain (C = 100 nF)

Percobaan 3. Kapasitas kapasitor lempeng.

a. Tempatkan sekat-sekat 1 mm pada pojok-pojok lempeng, tempatkan pasangan

lempeng pada tepi meja dan kemudian hubungkan kabel pada lempeng atas,

panjang 10 cm dan hubungkan melalui adapter 4 mm.

Modul 03. Kapasitas Kapasitor

b. Cek tegangan U0

lemepeng dan kapasitor 1 nF dengan menghubung

penghubung, kemudian masukkan kapasit

Catatlah tegangan


1. Buktikan persamaan 2 dan 3

2. Mengapa pada setiap percobaan, kapasitor harus selalu dikosongkan dengan

menghubung singkatkan kedua kakinya

3. Bagaimana menentukan besarnya

VI. Tugas Akhir

1. Tentukan nilai kapasitor yang tidak diketahui dan bandingkanlah dengan nilai

sebenarnya

2. Tentukan hubungan antara muatan dengan pasangan kapasitor dalam percobaan

tersebut?

3. Berikan kesimpulan anda!

0 seperti pada percobaan 1, kemudian kosongkan kapasitor

lemepeng dan kapasitor 1 nF dengan menghubung-singkatkan dengan batang

penghubung, kemudian masukkan kapasitor 1 nF pada posisi yang sudah ditandai.

Catatlah tegangan U1.

Buktikan persamaan 2 dan 3

Mengapa pada setiap percobaan, kapasitor harus selalu dikosongkan dengan

menghubung singkatkan kedua kakinya

Bagaimana menentukan besarnya C1 jika diketahui C2, U0, dan U1?

Tentukan nilai kapasitor yang tidak diketahui dan bandingkanlah dengan nilai

Tentukan hubungan antara muatan dengan pasangan kapasitor dalam percobaan

Berikan kesimpulan anda!

13

seperti pada percobaan 1, kemudian kosongkan kapasitor

singkatkan dengan batang

or 1 nF pada posisi yang sudah ditandai.

Mengapa pada setiap percobaan, kapasitor harus selalu dikosongkan dengan

Tentukan nilai kapasitor yang tidak diketahui dan bandingkanlah dengan nilai

Tentukan hubungan antara muatan dengan pasangan kapasitor dalam percobaan

Modul 04. Karakteristik Rangkaian RLC 14

MODUL 04

KARAKTERISTIK RANGKAIAN RLC

I. Tujuan Percobaan

1. Mempelajari pengaruh frekuensi terhadap impedansi, reaktansi induktif dan reaktansi

kapasitif.

2. Menghitung harga induktansi L.

3. Menghitung harga kapasitansi C.

II. Alat dan Bahan

1. Multimeter analog (2 buah)

2. Kapasitor set (1 buah)

4. Resistor set (1 buah)

5. Air Cored Inductor (3 buah)

6. Function Generator (1 buah)

III. Teori

Sebuah rangkaian RLC terhubung seri seperti gambar berikut:

Gambar 4.1. Rangkaian RLC terhubung seri

Dari rangkaian pada gambar 1 di atas diperoleh persamaan

Cq

dtdiLRiV ++= (1)

Vm sin t = Cq

dtdiLRi ++ (2)

Dengan:

q = muatan pada kapasitor

i = arus

dari persamaan (2) diperoleh:

i = ( ) ( ) + tXXRV

CL

m sin22

(3)

dimana :

beda sudut fase : R

XX CL = arctan (4)

impedansi rangkaian : ( )22 CL XXRZ += (5) reaktansi induktif :

eff

LeffLL I

VX == (6)


reaktansi kapasitif : eff

Ceff

CC I

VX ==

1 (7)

nilai efektif dari arus : Z

VI Ceffeff = (8)

Dengan menggunakan persamaan (4) dapat dibuktikan bahwa beda fasa antara arus

dan tegangan dalam induktor, kapasitor dan resistor berturut-turut adalah 90, - 90 dan 0.

Jadi fasa tegangan pada R sama dengan fasa arus yang mengalir dalam rangkaian seri RLC.

Sehingga dengan membandingkan fasa tegangan pada kedua ujung rangkaian RLC dan fasa

tegangan pada R, akan dapat diketahui beda fasa arus dan tegangan dalam rangkaian seri

RLC. Dari gambar 4.2. dibawah ini terlihat :

1. Dalam induktor, fase tegangan mendahului fase arus sebesar 90. Dalam kapasitor fase

tegangan ketinggalan dari arus sebesar 90, Dan dalam resistor fase tegangan sama

dengan fase arus.

2. adalah beda fase antara tegangan dan arus dalam rangkaian RLC. Pada saat resonansi

VL = VC, karena = 0.

Gambar 4.2.

IV. Cara Kerja

A. Menentukan Z, XL, XC, dan R

1. Susun rangkaian seperti gambar 3 di bawah ini

2. Atur amplitudo gelombang pada harga tertentu dan jangan diubah lagi, atur

frekuensinya pada generator nada sehingga diperoleh arus yang cukup besar. Catat

penunjukkan arusnya pada amperemeter (Ieff).

3. Ukur tegangan untuk R (=VR), C (=VC) dan L (=VL).

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk 10 macam frekuensi.

R =

L = .

C =

B. Menentukan Induktansi dari Induktor

1. Buat rangkaian seperti di atas.

2. Atur amplitudo gelombang pada harga tertentu (maksimum).


3. Dengan mengubah-ubah frekuensi pada generator nada, tentukan frekuensi

resonansi yaitu frekuensi dimana terjadi arus maksimum (lihat pada amperemeter).

4. Ulangi langkah 3 untuk 2 macam/variasi harga C.


1. Jelaskan apa bedanya tegangan DC dengan AC? dan bagaimana cara mengubah sumber

AC menjadi DC atau sebaliknya dari AC menjadi DC?

2. Jelaskan bagaimana cara menghasilkan arus dan tengangan AC, dan bagaimana bentuk

grafik dari arus dan tegangan AC tersebut?

3. Jelaskan karakteristik dan fungsi dari : Resistor, Induktor dan Kapasitor ?

5. Buktikan bahwa 2

effeff

VI =

6. Apa yang di maksud dengan : Reaktansi Kapasitif, Reaktansi Induktif, Impedansi dan

Frekuensi Resonansi ?

7. Apa yang terjadi bila pada percobaan rangkaian RLC harga : XL>XC, XL

Modul 05. Jembatan Wheatstone 17

MODUL 05

JEMBATAN WHEATSTONE

I. Tujuan

1. Mamahami dasar pengukuran nilai hambatan dengan metode arus nol (metode

Jembatan Wheatstone)

2. Menentukan besarnya nilai hambatan suatu penghantar

II. Alat dan Bahan

1. Bangku jembatan wheatstone (1 buah)

2. Power Supply (1 buah)

3. Resistor 5 Watt (2 buah)

4. Kabel banana-banana 50 cm (3 buah)

5. Kabel banana-alligator 50 cm (3 buah)

6. Kabel alligator-aligator 50 cm (2 buah)

7. Galvanometer (1 buah)

8. Bangku Hambatan/Rheostat 50 , 3.3 A (1 buah) 9. Kawat penghantar (1 buah)

10. Bread board (1 buah)

III. Teori

Rangkaian jembatan Wheatstone merupakan suatu rangkaian yang terdiri dari 4

buah hambatan, sebuah meter nol (galvanometer) yang sensitif dan dihubungkan pada

suatu sumber DC, seperti tampak pada gambar.

Gambar 5.1. rangkaian jembatan wheatstone

R1, R2 dan R3 merupakan hambatan yang sudah diketahui, sedangkan Rx adalah hambatan

yang akan di cari besarnya. Pada keadaan setimbang,galvanometer akan menunjukkan

angka nol. Karena tidak ada arus yang mengalir melalui galvanometer tersebut. Dalam

keadaan ini berlaku hubungan :

32

1 RRR

Rx = (1)

Namun pada percobaan ini, jembatan Wheatstone yang kita manfa'atkan adalah tampak

seperti pada gambar dibawah ini :


Gambar 5.2. Rangkaian percobaan

L adalah kawat homogen, sehingga panjang kawat sebanding dengan nilai hambatannya.

Rs adalah hambatan standar yang nilainya dapat kita tentukan dengan mengatur variabel

yang ada. Untuk harga Rs tertentu dan dengan mencatat kedudukan kontak geser K yaitu

panjang l1 dan l2, maka pada saat galvanometer menunjukan harga nol hubungan

persamaan (1) menjadi :

sx Rll

R2

1= (2)

IV. Cara Kerja

1. Susun rangkaian seperti pada gambar 5.2 dengan Rx1 sebagai hambatan yang belum

diketahui nilainya.

2. Atur bangku hambatan Rs pada posisi maksimum.

3. Atur tegangan catu daya sebesar 2 volt, kemudian catu daya dihidupkan.

4. Geserkan kontak geser K pada kawat AC sampai galvanometer menunjukkan nilai nol.

5. Setelah seimbang, catat nilai Rs, L1 dan L2 lengkap dengan ketelitiannya.

6. Matikan catu daya.

7. Lepaskan kawat kontak geser pada kawat.

8. Ulangi langkah 3 s/d 7 sebanyak 5 kali!

9. Ganti hambatan Rx1 dengan hambatan Rx2 dan ulangi langkah 3 s/d 8 di atas.

10. Ganti hambatan Rx2 dengan rangkaian seri Rx1 dan Rx2 dan ulangi langkah 3 s/d 8 di atas

11. Ganti hambatan seri Rx1 dan Rx2 dengan rangkaian seri Rx1 dan Rx2 dan ulangi langkah 3

s/d 8 di atas


1. Jelaskan apa kegunaan dari Rangkaian Jembatan Wheatstone dan bagaimana prinsip

bekerjanya jembatan wheatstone tersebut !

2. Buktikan persamaan (1) dan (2) !

VI. Tugas Akhir

1. Hitunglah nilai hambatan Rx1 dengan ketelitiannya.

2. Hitunglah nilai hambatan Rx2 dengan ketelitiannya.

3. Hitunglah nilai hambatan seri Rx1 dan Rx2 dengan ketelitiannya dan bandingkan dengan

teori.


4. Hitunglah nilai hambatan paralel Rx1 dan Rx2 dengan ketelitiannya dan bandingkan

dengan teori.

5. Berikan kesimpulan anda.

Modul 06. Lensa 20

MODUL 06

LENSA

I. Tujuan Percobaan

1. Menentukan jarak fokus dari lensa cembung, cekung dan lensa gabungan

2. Mempelajari lensa gabungan

II. Alat dan Bahan

1. Bangku optik. (1 buah)

2. Sumber cahaya (1 buah)

3. Power supply (1 buah)

4. Lensa positif dan negatif (masing-masing 2 buah)

5. Layar.(1 buah)

6. Meteran (1 buah)

III. Teori

A. Lensa Sederhana

Lensa adalah sistem optik yang dibatasi oleh dua atau lebih permukaan pembias

yang mempunyai sumbu persekutuan. Permukaan pembias dapat berupa permukaan

cekung atau cembung. Ada dua macam lensa tipis yaitu lensa cembung/lensa

positif/lensa konvergen dan lensa cekung/lensa negatip/lensa divergen.

Bentuk-bentuk lensa tipis dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 6.1. bentuk-bentuk lensa cembung dan lensa cekung

Dalam sistem lensa dikenal sumbu utama optik, pusat optik, titik fokus dan

panjang fokus (f) dan bidang fokus. Suatu lensa tipis mempunyai dua titik fokus yang

berjarak fokus (f) di kiri kanan dari pusat optik.

Hubungan antara jarak benda,bayangan dan fokus lensa tipis memenuhi

persamaan:

fss1

'

11=+ (1)

dengan :

s = Jarak benda terhadap lensa.

s= Jarak bayangan terhadap lensa

f = jarak lensa.

Jarak fokus lensa sederhana dapat dihitung dengan rumus :

Modul 06. Lensa 21

( )

+=

21

1111RR

nf (2)

disini R1 dan R2 masing-masing merupakan jari-jari permukaan lensapertama dan kedua

dan n merupakan indeks bias bahan lensa.

Pembesaran lensa m didefinisikan sebagai perbandingan antara tinggi bayangan

y dengan tinggi benda sebenarnya y.

m = yy'

(3)

B. Lensa Gabungan

Lensa gabungan adalah susunan lensa sederhana dengan sumbu-sumbu utama

saling berhimpit .Pada gambar 2 terlukis susunan lensa gabungan yang terdiri dari dua

lensa tipis. Untuk harga syang terhingga letak bayangan yang terjadi setelahcahaya

melalui lensa ditentukan dengan rumus :

Pada lensa pertama :

111

1'

11fss =+ (4)

Dan pada lensa kedua:

222

1'

11fss =+ (5)

indeks 1 dan 2 masing-masing menunjukan lensa 1 dan 2.

Jarak fokus lensa gabungan dua lensa yang berjarak d :

2121

111ff

dfff += (6)

IV. Cara Kerja

A. Menentukan jarak fokus lensa positif

1. Susunlah alat seperti pada gambar 6.2!

2. Atur jarak benda ke layar > 1 meter

3. Ukur dan catat jarak benda ke layar (L)

4. Geser-geserkan lensa hingga diperoleh bayangan yang jelas pada layar.

5. Catatlah jarak benda terhadap lensa (s) dan catat jarak bayangan (s) dan ukurlah

tinggi bayarangan pada layar.

6. Geserkan lagi kedudukan lensa sehingga diperoleh bayangan jelas yang lain (jarak

benda ke layar (L) jangan diubah) dan ulangi langkah (5).

7. Ulangi percobaan 2 s/d 6 beberapa kali (ditentukan asisten) dengan harga L yang

berbeda.

8. Ulangi percobaan 1 dan 7 untuk lensa positip yang lain!

Modul 06. Lensa 22

Gambar 6.2.

B. Menentukan jarak fokus lensa negatif dengan lensa gabungan

1. Susunlah alat-alat seperti gambar 6.3. lensa pertama negatif dan lensa kedua positif!

2. Letakkan benda pada jarak 10 cm terhadap lensa pertama dan atur jarak antara

kedua lensa (d) = 10 cm!

3. Atur posisi layar sehingga bayangan tertangkap dengan jelas dan catat jaraknya

terhadap lensa kedua!

4. Lakukan langkah 2 dan 3 untuk jarak benda : 15, 20,25 dan 30 cm. Jarak kedua lensa

tetap!

5. Ulangi langkah 2 , 3 dan 4 untuk d = 15 cm!

Gambar 6.3.

C. Menentukan indeks bias bahan lensa

1. Ukur jari-jari kelengkungan setiap permukaan lensa positif dan negatif.

2. Cari indeks bias dengan memakai rumus (2).


1. Untuk masing-masing lensa, lukiskan jalan cahaya dari sebuah benda di depan lensa!

2. Buktikan rumus (2) !

3. Apakah keuntungan yang diperoleh dengan memakai lensa gabungan?

4. Buktikan rumus (6) !

5. Sebutkan macam-macam aberasi pada lensa dan jelaskan !

6. Bagaimana hubungan antara pembesaran bayangan dengan jarak fokus lensa dan jarak

benda ?

7. Apa yang terjadi bila lensa negatif berada di belakang lensa positif ? Lukiskan jalan

cahayanya !

Modul 06. Lensa 23

VI. Tugas Akhir

1. Buat grafik antara ssterhadap s + sdan hitung jarak fokus dan kuat lensa !

2. Hitung jarak fokus lensa negatif serta kuat lensanya!

3. Hitung indeks bias masing-masing lensa !

Modul 07. Laser dan Difraksi 24

MODUL 07

LASER DAN DIFRAKSI

I. Tujuan Percobaan

1. Memahami perbedaan antara laser dan cahaya biasa

2. Memahami prinsip dasar difraksi oleh kisi

3. Menetukan panjang gelombang sinar laser

4. Menentukan jarak antara celah dari kisi difraksi yang belum diketahui besarnya.

II. Alat dan Bahan

1. Sumber Laser (1 buah)

2. Kisi (1 buah)

3. Layar (1 buah)

4. Negatif film (klise) yang terbakar (bahan untuk membuat kisi) dipersiapkan mahasiswa.

5. Roll meter (1 buah)

6. Statif (1 buah)

7. Busur derajat (1 buah)

III. Teori

Laser adalah gelombang elektromagnetik yang memiliki intensitas sangat kuat dan

mempunyai sifat khusus yaitu, 1. Terkolimasi yang artinya intensitas sinar laser tidak

banyak berkurang meskipun jarak yang ditempuh cukup jauh, 2. Koheren dan

monokromatik berarti mempunyai panjang gelombang yang sama. Laser dihasilkan dari

sinar yang dikuatkan akibat adanya stimulasi dari emisi radiasi foton.

Difraksi merupakan peristiwa pelengkungan cahaya akibat melalui celah yang sempit,

gangguan/halangan atau medium yang berbeda. Jika lebar celah sempit proporsional

dengan panjang gelombang sinar datang maka akan terbentuk pola gelap terang yang

ditangkap pada layar. Pada praktikum ini akan dibahas difraksi pada celah banyak (kisi).

Persamaan umum difraksi pada celah banyak adalah:

m = d sin dimana adalah panjang gelombang cahaya, d adalah jarak antar celah, adalah sudut perbedaan fasa, dan m menyatakan orde terang.


Gambar 7.1. Mekanisme difraksi pada kisi

IV. Cara Kerja

Catatan: Untuk keselamatan, meskipun laser ini berenergi rendah dan tidak

merusak pakaian atau kulit, tidak boleh dilihat secara langsung atau dari

pantulannya oleh cermin/permukaan mengkilat karena dapat merusak kornea

mata. Jagalah sinar laser anda tidak mengenai mata teman anda

A. Percobaan Menentukan Panjang Gelombang Sinar Laser

1. Letakkan sumber laser pada meja, tepat mendatar dan tegak lurus pada layar atau

tembok.

2. Letakkan kisi difraksi (dengan jarak antara celah yang telah diketahui) di depan

lubang tempat sinar laser keluar, sehingga pada difraksi terletak tepat horizontal

apda layar.

3. Ukurlah jarak antara kisi difraksi dengan laser.

4. Ukurlah jarak tiap pola difraksi yang terjadi (terang ke n) ke pola difraksi pusat.

B. Menentukan Jarak Antara Kisi Difraksi

1. Buatlah jarak antara dua garis sedekat mungkin pada negatip film dengan cara

menggores negatif film dengan menggunanakan silet.

2. Lakukan langkah percobaan 1 untuk menetukan ukuran kisi yang telah anda buat.


1. Apa kepanjangan dari Laser?

2. Jelaskan sifat-sifat laser dan apa keuntungan dari sifat-sifat tersebut?

3. Sebutkan macam-macam jenis laser dan apa perbedaan mendasar satu dengan yang

lainnya.

4. Apa yang dimaksud dengan pola difraksi dan bagaimana terjadinya!

5. Apakah yang dimaksud dengan difraksi dan interferensi

6. Jelaskan yang dimaksud dengan interferensi gelombang


VI. Tugas Akhir

1. Tentukan panjang gelombang laser berdasarkan percobaan anda.

2. Berikan kesimpulan anda!

Modul 08. Refraktometer 27

MODUL 08

REFRAKTOMETER

I. Tujuan Percobaan

1. Mempelajari penggunaan refraktometer

2. Menentukan indeks bias larutan gula dengan konsentrasi tertentu.

II. Alat dan Bahan

1. Refraktometer (1 buah)

2. Gelas Ukur 10 mL (2 buah)

3. Timbangan digital (1 buah)

4. Sukrosa/gula (10 gram)

5. Aquades (100 ml)

6. Pipet tetes (2 buah)

7. Pengaduk (1 buah)

III. Teori

Indeks bias merupakan suatu nilai yang menunjukkan perbandingan antara kecepatan

cahaya dalam ruang hampa dengan kecepatan cahaya pada suatu medium/zat padat. Secara

matetatis dapat dituliskan sebagai berikut

v

cn = (1)

Dengan

n = indeks bias medium

c = kecepatan cahaya dalam ruang hampa (3x108 m/s)

v = kecepatan cahaya dalam medium

Alat yang digunakan untuk mengukur indeks bias (n) dari suatu larutan (zat) adalah

refraktometer. Perubahan konsentrasi dari zat terlarut dalam suatu larutan mempunyai

besar nilai indeks bias suatu larutan tersebut, begitu pula halnya dengan larutan gula

dimana dengan meningkatnya konsentrasi larutan gula besarnya indeks bias larutan gula

juga semakin besar.

Modul 08. Refraktometer 28


1. Buatlah larutan gula dengan perbandingan (gula : aquades) = (0,1 gr : 10 ml) dengan

bantuan gelas ukur. Timbanglah gula pada timbangan digital.

2. Bersihkan permukaan kaca larutan uji pada refraktometer kemudian teteskan larutan

tersebut kemudian amati pembacaan skala nilai indeks biasnya.

3. Lakukan perulangan pengamatan indeks bias 3 kali dengan konsentrasi larutan gula

yang sama.

4. Catat hasil pengamatan nilai indeks bias untuk 3 kali pengamatan tersebut.

5. Lakukan percobaan yang sama untuk larutan dengan perbandingan gula (gr) : aquades

(ml) = (0,2:10), (0,3:10), (0,4:10), (0,5:10). Ulangi langkah (3) untuk setiap konsentrasi

larutan.

V. Pertanyaan

1. Jelaskan apa yang dimaksud refraktometer.

2. Terangkan apa yang dimaksud dengan konsentrasi larutan!

3. Jelaskan dengan contoh cara-cara pengenceran larutan dengan konsentrasi tertentu

sehinga setelah pengenceran tersebut tetap diketahui konsentrasinya!

4. Jelaskan hubungan antara teori refraksi dengan indeks bias larutan!

VI. Tugas Akhir

1. Hitunglah kecepatan cahaya dalam medium (v) menggunakan persamaan (1)

berdasarkan data yang anda peroleh disertai ralat relative dan ralat mutlak.

2. Berdasarkan data hasil pengamatan buatlah grafik yang menyatakan hubungan antara

konsentrasi (sumbu-X) dan nilai indeks bias (sumbu-Y).

3. Buatlah kesimpulan anda!

LEMBAR KERJA MAHASISWA

Tabel pengamatan

No. Gula

(gr)

Aquades

(ml) Konsentrasi

Indeks bias (n) Kec. Cahaya dlm

medium (v) I II III Rerata

1 0,1 10 10%

2 0,2 10 20%

3 0,3 10 30%

4 0,4 10 40%

5 0,5 10 50%

Rerata

modul praktikum fisdas 2.pdf

Documents