1412_modul_prak_fismod a4.doc

5/24/2018 1412_modul_prak_fismod A4.doc

1/10

PETUNJUK PRAKTIKUM

FISIKA MODERN

Materi :

1. Interferometer M-M

2. Tetapan Stefan-o!t"mann

#. Sinar Kato$a

%. Serapan Sinar &amma

O!e' :

D(i Te)*' Ra'ar$+o, M.Si

Pro)ram P.Fiia J*r*an PMIPA

Fa*!ta Ke)*r*an $an I!m* Pen$i$ian

Uni/erita Se0e!a Maret

S*raarta

21#


2/10

1. INTERFEROMETER MI3E4SON-MOR4E5

1. T*+*an

- Menentukan panjang gelombang sinar laser

- Menentukan indeks bias kaca

2. Teori Daar

Interferometer Michelson-Morley

merupakan suatu alat yang dipakai untuk

menampilkan pola interferensi dua

gelombang cahaya yang dipisahkan dari

sumber cahaya yang sama berdasarkan

perbedaan jarak tempuh cahaya tersebut.

Untuk membuat interferensi konstruktif

harus memenuhi rumus beda lintasan :

Gambar 1. Diagram Interferometer

#. A!at $an a'an

- Interferometer - ermin geser - ermin tetap

- !embagi sinar - Meja putar - "inar laser #e-$e

- %ensa bikon&eks 1' mm - %ayar penglihat - !elat gelas

%. Proe$*r Per6o0aan

a. menent*an pan+an) )e!om0an) !aer

1. (rahkan laser ke )* atur sehingga berkas pantulannya masuk kembali ke

lubang laser berasal + , !ikirkan mengapa demikian +

). !asang pemecah berkas* sedemikian sehingga berkas dari 1dan )terlihat

di layar* atur kedua berkas berimpit dan lintasan cahaya dari 1 ke layar

sama dengan )ke layar+

. !asang lensa bikon&eks di depan lubang sinar laser ,(pakah fungsi lensa ini

/

0. !utar mikrometer pada 1 sehingga terjadi beberapa fringelingkaran garis

gelap dan terang pada layar , $ +

2. !ergeseran cermin tersebut , perubahan skala mikrometer menunjukkan

beda lintasan kedua berkas sinar. 3ika cermin bergerak sejauh d* maka

perubahan lintasan cahayanya adalah )d ,mengapa* buktikan +

$45% 6

) N

d)=

layar

1

laser)


3/10

7. Ubah jumlah $ dan dengan data-data tersebut tentukan dari laser*

buktikan bah8a rumus yang dipakai adalah

0. Menent*an in$e 0ia )e!a

1. "et up gambar 1 tetap digunakan.

). %etakkan pelat gelas di atas meja putar di antara 1dan pemecah berkas

, 9" +

. (tur tungkai meja putar sehingga terbentuk pola gelap terang yang jelas

, $ +

0. "ekarang pikirkan lintasan cahaya yang melalui 1ke layar +. entukan

beda lintasan cahaya yang melalui pelat gelas , berkas objek dengan yang

tidak , berkas interferensi . Untuk menentukan lintasan berkas suatu objek*

sertakan besaran indeks bias pelat gelas , n yang tebalnya t dan sudut

kemiringan pelat gelas + dan buktikan bah8a akan berlaku persamaan n di

atas :

.-cos1,)

-1-,),

Nt

CosNtn

=


4/10

2. KONSTANTA STEFAN-O4T7MANN

1. T*+*an

Menentukan tetapan "tefan-9olt;mann.

2. Teori Daar

9ah8a energi radiasi benda per satuan luas per satuan 8aktu atau rapat fluks energidari benda sebanding dengan pangkat empat dari suhu mutlak benda yaitu , 6> 1 - ?t @ t

=

>1t 6 - 1

? >

@t

=

>1 6 )A B - 1

? >

t 6 "uhu benda dalam derajat celcius

>t 6 #ambatan dari benda yang meradiasi pada suhu t

? 6 Coefisien resistansi dari 8olfram ,0*' 1=- C

6 suhu dalam kel&in.

>o6 #ambatan Eolfram pada =o

Gambar 1. !ercobaan "tefan-9olt;mann

#. A!at $an a'an

- "umber Foltase !%$ &ariabel -Foltmeter D

- %ampu 8olfram* 1== Eatt -(mpermeter D


a. Dari rangkaian gambar )* ukurlah besar arus dan besar &oltase lampu untuk

menentukan hambatan ka8at 8olfram pada suhu kamar >tdi mana ,t 6 )2=. Ini

dapat dilakukan dengan mengatur agar lampu radiasi yang telah dialiri arusbelumhampir memijar ,pikirkan mengapa demikian .

b. "etelah mendapatkan >t tentukan >=harga hambatan listrik dari filamen 8olfram

pada suhu =o.

c. 9uatlah tabel pengukuran arus dan &oltase lampu dan tentukan nilai >t setiap

pengukuran arus dan &oltase.

d. !lotlah grafik antara log FI dengan log dan tentukan kemiringan grafik.

e. Dari grafik tersebut tentukan nilai tetapan "tefan 9ol;tmann . (rtinya untukmembuktikan hukum "tefan 9olt;mann harus dapat membuat grafik seperti di

ba8ah ini dan menemukan kemiringannya ,slope 6 0

Gambar ). #ubungan antara log ! dengan log

%og

%og !

(

F


5/10

2. EFEK FOTO4ISTRIK

1. T*+*an

Menentukan nilai tetapan !lanck dan fungsi kerja sel fotolistrik

2. Teori Daar

Interaksi antara gelombang elektromagnetik dengan materi dapat

menyebab-kan berbagai hal* salah satunya efek fotolistrik yang merupakan

peristi8a terlontarnya elektron dari suatu materi sebagai akibat ditumbuk

gelombang elektro magnetik. nergi cahaya datang ,gelombang

elektromagnetik diserap logam dalam bentuk paket-paket atau Huanta yang

disebut foton dengan energi hf.

!ersamaan instein tentang efek fotolistrik tersebut yaitu :

hf hf=6 J,m&) 6 eF

erjadi penambahan beda potensial karena permukaan kathoda dan anoda

berbeda* J,m&) 6 eF B * jika dianggap hf=dan bebas frekuensi* maka

F 6 ,hf=B e B ,hef yang merupakan persamaan garis lurus y 6 m B c

di mana m 6 ,he dan c 6 ,hf=B e

F 6 &oltase fotosel

Gambar 0. #ubungan antara Fdengan f

( 6 (noda

C 6 Catoda

C 6 katoda 6 (mpermeter

6 Foltmeter

Gambar 2. >angkaian percobaan efek fotolistrik

#. A!at $an a'an

%ampu spektral #g 1== dan po8er supply lampu spektral

F,&olt

f ,hert;=

(

CF

(

hf

(

F

&acumfilter


6/10

Kilter 8arna cahaya lektrometer dan &oltmeter


a. !erhatikan set alat yang digunakan dan pahami prinsip kerja alat

,gambar 2

b. !asang filter 8arna ,catat nilai yang tertera* tunggu selama 1=

detik lalu catat nilai &olatase fotosel

c. Gantilah filter 8arna yang sudah diketahui frekuensinya* lakukan

seperti prosedur di atas* dan catat &oltase fotosel sebagai F

d. 9uatlah plot grafik antara F dengan frekuensi filter 8arna f


7/10

C(

#. SINAR KATODA

1. T*+*an1.Mengamati sinar katoda

).Menentukan sifat sifat sinar katoda

2. Teori Daar

!lat logam yang diberi muatan listrik positif umumnya disebut anoda dan

yang diberi muatan negatif umumnya disebut katoda. 3ika plat logam tersebut

dipisahkan dan diletakkan dalam tabung kaca dengan tekanan rendah lalu

diberi beda potensial dc tinggi* maka akan muncul seberkas sinar yang

8arnanya tergantung jenis gas yang mengisi tabung tersebut.

"inar ini disebut sinar katoda karena

berasal dari plat katoda. 9agaimana sifat sifat sinar katoda ini /

Gambar . abung sinar katoda

#. A!at $an a'an

a. abung sinar katoda berbagai bentuk c. catu daya dc = === F

b. batang magnet


a. !asang tabung sinar katoda yang kecil bertekanan rendah* beri tegangan dc

tinggi 1 kF ,hati-hati. entukan jenis gas yang ada dalam tabung tersebut.

b. Ganti dengan tabung sinar katoda lainnya* ikuti prosedur a

c. Ganti dengan tanbung sinar katoda yang besar* amati lintasan sinar katoda

tersebut. Dekatkan medan magnet kutub utara* apa yang terjadi dan ganti

dekatkan dengan medan magnet kutub selatan* apa yang terjadi /


8/10

#. SPEKTROMETER OPTIK

1. T*+*anMenentukan panjang gelombang garis-garis spektral dari spektrum.

2. Teori Daar

"pektrometer kisi adalah alat untuk melihat spektrum dari suatu sumber cahaya*

baik berupa sumber cahaya kontinyu ,dari filamen bola lampu maupun sumber

cahaya diskrit ,dari lecutan suatu gas dengan menggunakan tegangan tinggi* dengan

perantara suatu kisi. Cisi digunakan untuk menghasilkan difraksi yang menimbulkan

pola interferensi sehingga pola gelap ,minima dan terang ,maima dapat diamati

melalui teropong. "ebuah kisi untuk difraksi dapat terdiri dari 1== garismm atau ==

garismm* di mana garis di sini dimaksudkan adalah celah.

Untuk kondisi maima ,pola terang dapat menggunakan rumus

d sin L 6 n4

di mana d 6 jarak antara dua celah ,antara pusat-pusat

dua celah dan 4 6 panjang gelombang sumber

cahaya. n 6 =*1*)* . . . ,orde difraksi. "pektrometer

kisi sederhana dapat dilihat pada gambar di ba8ah ini

Gambar 0. "kema spektrometer

#. A!at Dan a'an

- spektrometer. - senter

- tabung gas #idrogen gas #eliun. - kisi difraksi


Menentukan panjang gelombang warna sinar tampak.

a. "ebelum anda mengamati posisi teleskop untuk berbagai macam 8arna spektrum*

anda harus mengatur posisi kisi sehingga antara kolimator kisi dan teleskop beradasegaris. "ehingga didapatkan sudut acuan.

b. atat jenisukuran kisi yang digunakan dan sudut acuannya.

c. "ambil mengamati dari belakang okuler teleskop* putarlah teleskop pada satu arah

,misal ke kanan * maka anda akan melihat 8arna spektrum bergeser pada satu

arah. ,Celompok 8arna 8arna spektrum yang pertama dinamakan orde n 6 1.

(mati salah satu 8arna spektrum tersebut ,yang anda anggap paling terang.

Cuncilah teleskop pada posisi tersebut* hitung besar sudutnya. 9uka kembali

pengunci teleskop

d. Ulangi langkah untuk 8arna-8arna selanjutnya.

e. Ulangi langkah dan 0 untuk orde n 6 )**0*2 ,jika memungkinkan

f. Gantilah kisi dengan jenisukuran yang berlainan.

g. Ulangi langkah * 0* dan 2 untuk mengetahui spektrum pada kisi tersebut.

h. Dari data-data tersebut buatlah grafik untuk menentukan besarnya 4 tiap-tiap

8arna* pada masingmasing kisi dan analisalah kesesuaian dengan teori.

Gambarkan spektrum atom hidrogen, kemudian anda bandingkan antara kisi satu

dengan yang lain maupun teori.


9/10

%. SERAPAN SINAR &AMMA

1. T*+*an

a. Menentukan koefisien serapan sinar gamma pada Isotop 1A s.

b. Menentukan tebal paroh bahan pada Isotop 1A s.

2. Daar Teori

3ika sinar gamma yang semula berintensitas Io setelah mele8ati bahan setebal @

intensitasnya tinggal I maka I 6 Io e-N.N adalah koefisien serapan linier sinar gamma

pada energi tertentu* dan pada bahan* 3ika diperoleh data I* berapakahbagaimanakah ralat

yang menyertai I tersebut/ 9agaimanakah bentuk grafik , ln I Io 6 -N terhadap /

#. A!at-a!at

c. Detektor Geiger Muller c. Isotop 1As yang masih aktif

d. Digital ounter (naly;er d. 9ahan !enyerap , buah


a. anpa bahan dan sumber* tekan tombol Geiger Muller "(>"O! ,"(>*

biarkan mencacah selama 1= detik* ulangi sebanyak 1= kali. Disebut apakah cacah

yang teramati ini? Mengapa pengukuran ini harus dilakukan? Apakah ada

gunanyahubungannya dengan pengukuran selanjutnya ?

b. 3ika ingin mengulangi pencacahan tekan tombol >"* kemudian "(>* tunggu

selama 8aktu yang dikehendaki* lalu "O!.

c. %etakkan 1As pada rak di ba8ah detektor Geiger Muller tanpa bahan penyerap.

%akukan pencacahan selama 1= detik sebanyak 1= kali.!esaran apa yg diperoleh ?

d. %etakkan bahan penyerap yang sudah diketahui ketebalannya ,d di antara sumber

radiasi 1As dan detektor Geiger Muller* lakukan pencacahan selama 1= detik

sebanyak 2 kali. !esaran apa yang anda peroleh ?e. "ingkirkan bahan penyerap* ulangi langkah c. Mengapa demikian /

f. Ulangi langkah d untuk bahan penyerap yg sama dengan ketebalan yg berbeda.

8. Ta0e! Data Pen)amatan

a. I latar ,Intensitas tanpa bahan penyerap dan sumber

radiasi selama 1= sekon

IO 1 IO ) IO IO 0 IO 2 IO 7 IO A IO ' IO P IO 1=Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q

b. "umber >adiasi


10/10

Intensitas anpa 9ahan !enyerapDengan 9ahan !enyerap

d16 Q d16 Q d6 Q

(nalisislah data tabel di atas* kemudian ja8ablah pertanyaan di ba8ah ini :

a. (pakah gunanya cacah latar di ukur / 9erapakah akti&itas isotop 1As yang anda

ukur / 9agaimana jika dibandingkan dengan yang tertulis pada isotop* Mengapa /

b. Dengan membuat plot dari persamaan di atas temukan koefisien serapan berbagai

bahan yang tersedia / 9agaimana ralatnya / (da besaran koefisien serapan massa

, Na dari bahan* apakah itu / Dapatkah ditentukan dengan percobaan ini /

c. entukan tebal paroh dari bahan tersebut +

1412_modul_prak_fismod a4.doc

Documents