Gelombang dalam Fisika

Dalam ilmu fisika, gelombang merupakan perambatan getaran yang tidak disertai dengan perpindahan medium. Partikel-partikel yang dilalui gelombang hanya hanya bergerak naik turun pada titik setimbangnya. Jadi, gelombang tidak memindahkan partikel-partikel yang dilaluinya, melainkan memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain.

Pada gelombang terdapat istilah-istilah yang membantu kita untuk mengetahui informasi tentang suatu gelombang. Istilah-istilah tersebut antara lain:

Panjang Gelombang

Panjang Gelombang (λ, dibaca:lambda), adalah jarak satu puncak dan satu gelombang: (klik gambar agar lebih jelas). Jarak gelombang bisa diwakili oleh A-C, B-D, C-E, dan D-F. Sedangkan A-B, B-C, C-D, D-E, dan E-F merupakan jarak setengah gelombang.
 
Panjang gelombang bisa diketahui dari perbandingan jarak terhadap jumlah gelombang, secara matematis dirumuskan sebagai berikut:

∆s/n

dimana ∆s adalah jarak yang ditempuh gelombang dan n adalah jumlah gelombang pada jarak tersebut.

Periode dan frekuensi Gelombang
Periode gelombang (T) adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu gelombang. Periode gelombang bisa ditemukan dengan rumus
T=1/f
dengan satuan sekon (s)


Frekuensi (f) adalah banyak gelombang yang melewati suatu titik dalam satuan waktu. Frekuensi gelombang bisa ditemukan dengan rumus
f=n/t
dengan satuan Hertz (Hz)
dimana f adalah frekuensi, n adalah jumlah gelombang, dan t adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan jumlah gelombang.

Persamaan antara Periode dan Frekuensi adalah:
f=1/T
Cepat rambat gelombang (v)
Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam satu detik (satu sekon). Cepat rambat gelombang merupakan jarak per waktu, rumus cepat rambat gelombang dituliskan seperti ini:
v = ∆s/∆t = λ/T
satuannya adalah m/s
Cepat rambat gelombang juga bisa ditemukan dengan rumus ini :
v = λ.f

Perlu diketahi bahwa peulisan lambang waktu dengan periode memang berbeda, waktu ditunjukan dengan huruf te kecil (t) sedangkan periode ditunjukan dengan huruf te besar/kapital (T)

Lanjutkan Membaca

Partikel Dasar dan Susunan Atom

Pada tahun 1803, John Dalton memperkenalkan model atom pertama kedunia. Menurut Dalton, atom adalah partikel terkecil dari suatu unusur. Tapi sebenarnya, atom bukanlah partikel terkecil dari suatu unsur, melainkan gabungan dari tiga partikel yang berbeda, yaitu elektron, proton, dan neutron. Bahakan penemuan terbaru adalah ditemukannya higgs-bosson yang ditemukan pada tahun 2011. Tentang apa itu higgs-bosson, saya sendiri kurang tahu.

Partikel Dasar

Partikel dasar adalah partikel yang memiliki massa, sama seperti partikel pada umumnya. Akan tetapi, partikel dasar dinyatakan dalam satuan masa atom atau sma, inilah yang membedakan partikel dasar dengan partikel pada umumnya.

massa 1 sma = 1,66 x 10^-24 gram.
sedangkan muatan partikel dasar dinyatakan sebagai muatan relatif terhadap muatan elektron (e).
muatan 1 elektron = 1,60 x 10^-19 coloumb.

muatan 1 proton = muatan 1 elektron tapi dengan tanda yang berbeda ( - / + ), sedangkan massa 1 proton = massa 1 neutron, masing-masing 1 sma. Massa elektron lebih kecil daripada massa proton atau neutron.

Susunan Atom
Proton dan neutron sebagai inti atom, dan elektron sebagai partikel negatif yang mengelilingi inti. Dalam susunan penulisannya, pahami gambar dibawah ini.

Dalam gambar tersebut menunjukan bahwa:

• A adalah nomor massa merupakan jumlah partikel dalam ini atom. Artinya;
  A = proton (p) + neutron (n)
• Z adalah nomor atom, dan nomor atom adalah jumlah proton dalam suatu atom. Karena muatan dalam atom dinyatakan netral (jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif), maka nomor atom juga adalah jumlah elektron dalam suatu atom.
• X adalah lambang suatu unsur

Berdasarkan keterangan diatas kita bisa menggunakan persamaan matematis.

• a = nomor massa = proton + neutron
• z = jumlah proton = jumlah elektron
• jumlah elektron dan jumlah proton=  nomor massa - neutron

Ion
Ion adalah atom yang memiliki muatan positif atau negatif. Dalam hal ini, partikel tersebut tidak lagi bersifat netral. Untuk memastikan bahwa unsur tersebut merupakan ion, kita hanya perlu melihat nilai positif atau negatif yang ditulis di kanan atas setelah lambang suatu unsur. Pada gambar dibawah ini adalah q+ (ion positif) dan r- (ion negatif)

Dari gambar diatas diketahui:
pada Ion positif;

• proton = Z
• neutron = A - Z
• elektron = p - q

pada Ion negatif;

• proton = Z
• neutron = A - Z
• elektron = p + r

Catatan:

• Untuk atom netral, jumlah proton sama dengan jumlah elektron
• Untuk ion positif, jumlah proton lebih banyak daripada jumlah elektron
• Untuk ion negatif, jumlah elektron lebih banyak daripada jumlah proton

Lanjutkan Membaca

Cara Menentukan Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron adalah susunan elektron pada setiap kulit atom, atau aturan yang menentukan jumlah elektron pada setiap kulit atom. Data yang digunakan untuk menentukan konfigurasi elektorn diambil dari nomor atom, dimana nomor atom menentukan jumlah elektron pada atom suatu unsur. Elektron yang menempati kulit terluar suatu atom disebut elektron valensi, elektron valensi ini sangat menentukan sifat kimia atom suatu unsur dan berperan penting dalam melakukan ikatan dengan atom lain.

Aturan yang digunakan dalam menentukan suatu konfigurasi elektron adalah sebagai berikut.

1. Pengisian elektron-elektron pada kulit atom dimulai dari kulit yang paling dekat dengan inti atom.
   
   • Kulit pertama disebut kulit K
   • Kulit kedua disebut kulit L
   • Kulit ketiga disebut kulit M
   • Kulit keempat disebut kulit N
   • dan seterusnya...
2. Jumlah elektron yang dapat mengisi kulit suatu atom adalah nomor kulit pangkat dua kali dua. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut
   2.n²    dimana n adalah nomor kulit
3. Kulit yang paling luar hanya bisa menampung 8 (delapan) elektron.

Berdasarkan ketentuan nomor 2, maka:

• Kulit K = 2.1² = 2
• Kulit L = 2.2² = 8
• Kulit M = 2.3² = 18
• Kulit N = 2.4² = 32
• dan seterusnya...

Elektorn valensi bisa diketahui dengan menggunakan ketentuan ke-3,
Contoh ada suatu unsur dengan nomor atom 20 maka elektron valensinya adalah:

• Kulik kesatu atau kulit K memiliki 2 elektron jadi total ada 18 elektron lagi
• Kulit kedua atau kiulit L memiliki 8 elektron, dua kulit sudah ditempati oleh 10 elektron, yaitu elektorn kulit K ditambah elektron kulit L = 10 elektron, jadi total sisa elektron ada 10 elektron
• Kulit ketiga atau kulit M mampu menampung 18 elektron, namun kita hanya memiliki 10 elektron lagi untuk mengisi kulit M ini. Berdasarkan ketentuan nomor 3, maka kita hanya bisa mengisi kulit M dengan 8 elektron, total elektron yang sudah menempati kulit ada 18 elektron
• Karena masih tersisa dari kulit M, kulit N memiliki bagian 2 elektron, 20-2-8-8=2
• Jadi elektron valensi unsur tersebut adalah 2 elektron, karena kulit terluar (kulit N) ditempati oleh 2 elektron

Elektron valensi ini bisa berubah sesuai dengan nomor atom suatu unsur.

Lanjutkan Membaca

Perkembangan Teori Atom

Perkembangan teori atom bertahap dari mulai teori yang menyatakan bahwa atom merupakan materi dasar yang paling sederhana, hingga akhirnya muncul teori bahwa atom bukanlah partikel terkecil. Dan sekarang semua sepakat bahwa atom tersusun atas tiga partikel utama; yaitu proton, elektron, neutron, yang semuanya saling mempengaruhi keseimbangan suatu atom. Ilmu tentang atom bukan hanya dipelajari dalam ilmu kimia saja, akan tetapi akan dibahas juga pada materi-materi fisika.

Perkembangan teori tentang atom bisa kita amati melalui ringkasan sejarah dibawah ini...

1. Model Atom Dalton
Dalton merupakan pencetus teori atom pertama, dia merupakan guru dan ahli kimia dari Inggris, nama aslinya adalah John Dalton (1776 - 1844). Suatu hal yang patut dikenang dari Dalton adalah bahwa dia merupakan orang pertama yang merumuskan gagasan tentang atom secara fisis dan dalam bentuk kuantitatif. Teorinya berkembang antara tahun 1803 - 1808. Dasar teorinya adalah kekekalan massa dan hukum perbandingan tetap. Menurut Dalton, atom merupakan materi terkecil yang tidak dapat dibagi lagi, tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, atom dari unsur yang sama akan memiliki sifat dan massa yang sama, atom dari unsur berbeda akan memiliki sifat dan massa yang berbeda, atom dari unsur yang berbeda akan melakukan ikatan dengan perbandinan angka sederhana.

2. Model Atom Thompson
Thompson merupakan penemu elektron yang "berkeliaran" di dalam atom. Dia menemukan elektron pada tahun 1897. Nama lengkapnya adalah J.J. Thompson. Menurut Thompson, atom merupakan materi bermuatan positif dan dialamnya tersebar materi bermuatan negatif secara merata. Karena tersebar secara merata, maka atom bisa dikatakan bersifat netral.

3. Model Atom Rutherord
Pada tahun 1908, Hans Geiger dan Ernest Marsden melakukan percobaan di laboratorium Rutherford. Mereka menembakan sinar alfa pada pelat emas. Hasilnya adalah sebagai berikut:

• Sebagian partikel alfa dapat menembus pelat karena melalui dareah hampa.
• Partikel alfa yang mendekati inti atom akan dibelokan karena mengalami gaya tolak inti.
• Sedangkan partikel yang menuju inti atom akan dipantulkan.

Pada tahun 1911, Ernest Rutherford mengemukakan teori atom moderen yang dikenal dengan sebuatan model atom Rutherford. Dalam model atom Rutherford disebutkan bahwa;

• atom tersusun dari inti atom yang bermuatan positif dan elektron-elektron yang mengelilingi inti atom.
• semua proton terkumpul dalam inti atom, inilah yang menyebabkan inti atom bermuatan positif.
• sebagian besar volume atom merupakan ruang kosong, hampir semua massa atom terpusat pada inti atom. Jari atom sekitar 10^-10 m, sedangkan jari-jari inti atom sekitar 10^-15 m.
• Jumlah proton  sama dengan jumlah elektron yang menggelilingi inti sehingga atom bersifat netral.

4. Model Atom Niels Bohr
Niels Bohr memiliki nama asli Niels Henrick David Bohr. Pada 1913 Niels Bohr menyempurnakan model atom Rutherford, model ini dinamakan Rutherford-Bohr. Menurut Rutherford, elektron-elektron tersebut menempati lintasan-lintasan tertentu yang disebut dengan kulit atom. Lintasan-lintasan ini mirip seperti lintasan planet-planet yang mengelilingi tata surya. Bedanya, setiap litasan dalam tata surya hanya bisa diisi oleh satu planet, sedankan lintasa pada atom bisa diisi oleh lebih dari satu elektron.

Model atom Rutherford-Bohr melahirkan teori konfigurasi elektron. Yaitu aturan-aturan yang diterapkan untuk menentukan jumlah elektron di setiap kulit.

Lanjutkan Membaca

Ruang Lingkup Fisika

Fisika berasal dari bahasa Yuani yang berarti alam. Jadi ilmu fisika adalah ilmu yang mempelajari alam, berhubungan dengan perilaku benda mati. Bisa dikatakan ilmu tertua setelah biologi karena ilmu fisika sudah muncul sejak manusia mulai melakukan pengamatan terhadap pergerakan benda langit.

Tujuan mempelajari ilmu fisika adalah untuk memahami dan menjelaskan fenomena-fenomena alam yang terjadi, khususnya fenomena-fenomena yang tertangkap oleh panca indera manusia. Perkembangan ilmu fisika dimulai sejak Galileo merumuskan benda jatuh, dan Newton merumuskan teori benda bergerak pada umumnya.

Manfaat dari berkembanganya ilmu fisika sangat terasa pada perkembangan teknologi. Berkembangnya teknologi ternyata sangat mempengaruhi perkembangan pengetahuan alam lainnya, seperti kimia dan biologi. Contohnya adalah ditemukannya mikroskop oleh Leeuwenhoek mempengaruhi perkembangan pengetahuan biologi.

Secara garis besar, ilmu fisika dibagi menjadi dua bagian; yaitu fisika klasik yang mempelajari fenomena-fenomena yang tertangkap oleh panca indra, dan fisika moderen yang mempelajari fenomena-fenomena yang tidak tertangkap oleh panca indra. Ilmu moderen dimulai sejak Einstein memperkenalkan teori relativitas dan Curie memperkenalkan teori Radioaktivitas, kedua teori ini mulai digunakan sejak perang dunia II.

Data-data yang dihasilkan dari ilmu fisika berupa data kuantitatif atau data yang dapat dihitung. Data-data yang dapat dihitung tersebut merupakan data yang menyatakan ukuran atau dapat diukur, seperti panjang, berat, suhu, dan lain-lain. Satuan yang menyatakan ukuran disebut besaran, seperti dalam ukuran satu meter, berarti "satu meter" adalah besaran. Ada dua komponen utama dalam besaran, yaitu nilai dan satuan, nilai merupakan komponen yang berupa angka, dan satuan adalah komponen yang merupakan kombinasi huruf dan angka. Contoh satuan antara lain; m², m³, m, cm, dan masih banyak lagi.

Lanjutkan Membaca

Cara menggunakan mikrometer sekrup

Mikrometer sekrup disebut juga miikrometer ulir atau Micrometer Screw, karena pengukuran dilakukan dengan cara diputar, bukan dengan digeser. Biasanya, mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur diameter benda-benda kecil seperti kawat, kertas, kabel, dan lain-lain.

Berikut ini adalah bagian-bagian mikrometer sekrup

• Poros tetap adalah poros yang tidak bisa bergerak dan tidak bisa digerakan
• Poros geser adalah poros yang bisa digerakan untuk mengukur
• Skala utama dalam mm (milimeter). Pada skala utama terdapat garis tengah, dibawah garis tengah biasanya disertakan nilai yang merupakan jumlah nilai atas dengan setengah ( nilai atas + 0,5). Nilai-nilai tersebut antara lain 0,5 , 1,5 , 2,5 , 3,5 , dan seterusnya.
• Pengunci,digunakan untuk menguci posisi poros geser agar tidak bergerak
• Skala nonius, merupakan skala yang diputar, dengan nilai per 0,01 mm.
• Pemutar, merupakan penggerak poros geser
• Rachet, seperti poros geser tapi lebih kecil
• Frame, bingkai yang berbentuk huruf U.

Cara menggunakan mikrometer tidak begitu sulit, akan semudah menggunakan jangka sorong.

1. Buka kuncinya, jika sudah terbuka langsung saja ke point 2
2. Cek terlebih dahulu mikrometer sekrup yang akan digunakan, jika poros tetap dan poros geser dirapatkan dengan memutar "pemutar" ke arah kanan, skala utama harus menujukan nol. Hal ini dilakukan untuk menghindari kesalahan pengukuran yang disebabkan oleh kerusakan alat.
3. Buka rahang (poros geser) dengan memutar pemutar ke arah kiri, buka selebar mungkin agar benda yang akan diukur bisa masuk
4. Letakkan benda yang akan diukur lalu tutup kembali rahang dengan memutar "pemutar" ke arah kanan hingga benda yang akan diukur terjepit
5. Kunci rahang dengan memutar pengunci hingga terdengar bunyi "klik".
6. Lihat nilai terbesar yang ditunjukan oleh skala utama, skala ini dalam mm.
7. Lihat nilai skala nonius, cara menentukan skala nonius adalah dengan menentukan garis skala nonius yang sejajar dengan garis tengah skala utama, kalikan nilai skala nonius dengan 0,01 (skala putar x 0,01)
8. Jumlahkan nilai yang ditunjukkan angka skala utama dengan nilai yang ditunjukkan skala nonius

Untuk lebih jelas lagi tentang cara menggunakan mikrometer sekrup, perhatikan gambar dibawah ini

sumber : http://rumushitung.com

Lanjutkan Membaca

Cara Menggunakan Jangka Sorong

Jangka sorong adalah alat ukur panjang. Bukan hanya panjang, melainkan juga ketebalan, dan diameter suatu benda. Ketelitiannya mencapai 0,1 mm. Berikut di bawah ini adalah cara menggunakan jangka sorong untuk mengukur diameter luar, diameter dalam, dan kedalaman.

Mengukur diameter luar
Diameter luar adalah lebar atau ketebalan suatu benda, sedangkan diameter dalam adalah lebar lubang suatu bend. Berikut ini adalah cara mengukur diameter luar menggunakan jangka sorong.

1. Putar mur penunci berlawanan arah dengan jarum jam
2. Geser rahang kanan
3. Masukan benda yang aka diukur pada rahang bawah / rahang diameter luar
4. Geser rahang hingga tepi benda, sehingga benda tersebut terjepit pada rahang diameter luar
5. Kunci rahang dengan memutar mur pengunci searah dengan jarum.
6. Lihat skala utama dan skala noniusnya (skala geser). Pastikan dulu posisi garis nol pada skala geser, mislahkan posisi garis nol berada diatas garis 2,4. Lalu lihat garis pada skala geser yang sejajar dengan skala utama, misalkan garis 7 pada skala geser sejajar dengan garis 5,1 pada skala utama. Hasil pengukuran yang didapat adalah skala utama + skala geser, yaitu 2,4 + 0,07 = 2,47.
   LIHAT GAMBAR INI

Mengukur diameter dalam
Cara mengukur diameter dalam hampir sama dengan cara mengukur diameter luar, hanya saja diameter dalam menggunakan rahang atas atau rahang diameter dalam. Secara singkat lihat langkah-langkah dibawah ini.

1. Buka pengunci
2. Geser rahang
3. Kunci rahang
4. Lihat hasil skala dan tentukan hasil pengukurannya

Mengukur kedalaman (Depth Proble)
Kedalaman tidak diukur menggunakan rahang, tapi ada bagian lain di ujung jangka sorong yang berfungsi untuk mengukur kedalaman. Cara menggunakannya adalah

1. Geser skala geser (jika tidak bergeser buka dulu penguncinya). Depth proble akan keluar dan semakin panjang sesuai dengan kedalaman yang akan diukur dan panjang maksimum skala utama, pergeseran pengukur kedalaman akan diikuti oleh pergeseran skala geser.
2. Jika depth proble sudah menyentuh dasar yang diukur, segera kunci skala geser dan tentukan hail pengukurannya. Cara menghitung hasil pengukuran persis seperti menentukan hasil pengukuran pada diameter luar.

Secara umum, cara menentukan hasil pengukuran pada jangka sorong adalah dengan melihat posisi garis nol skala geser pada skala utama, ditambah dengan skala geser yang sejajar dengan skala utama.
Referensi : http://fisikasma-online.blogspot.com, http://id.wikipedia.org/

Lanjutkan Membaca

Macam-macam Alat Ukur

Alat ukur merupakan alat bantu yang digunakan ketika kita mengukur sesuatu. Hal-hal yang biasa diukur menggunakan alat ukur diantaranya, panjang, waktu, suhu, massa/berat. Berikut ini adalah macam-macam alat ukur yang umum digunakan dalam fisika.

Mistar ukur
Mistar ukur merupakan alat ukur yang mengukur panjang dengan ketelitian hingga 1 mm. Skala terkecil yang bisa diukur menggunakan mistar adalah 0,5 mm. Semua pasti tahu mistar ukur, karena alat ini sangat umum digunakan mulai dari SD.

Jangka Sorong
Jangka sorong digunakan untuk mengukur diameter benda bulat, baik itu diameter bagian luar, maupun diameter bagian dalam. Bisa digunakan untuk mengukur lebar lubang pipa. Ketelitian mencapai 0,05 mm atau sepuluh kali lebih akurat dibandingkan mistar. Nilai ketelitian ini tergantung pada jangka sorong yang digunakan. Jika pada skala nonius jangka sorong terdapat angkat 1/20, berarti :

1 mm / 20 = 0,05 mm

ini artinya, jangka sorong tersebut memiliki ketelitian hinga 0,05 mm.

Bagian-bagian jangka sorong, klik agar lebih jelas.

pada gambar diatas, skala nonius disebut skala geser.

Mikrometer Sekrup (ulir)
Mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur ketebalan suatu benda. Ketelitian mencapai 0,01 mm. Lihat bagian-bagian mikromete sekrup pada gambar dibawah ini

Stopwatch
Stopwatch merupakan alat ukur waktu dengan ketelitian hingga milidetik (0,1 detik). Biasa digunakan ketika mengukur kecepatan dan waktu tempuh (Waktu tempuh dengan kecepatan itu sama tidak? )
 
Neraca
Neraca adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur berat atau massa. Neraca bamyak ditemukan di berbagai tempat, seperti di pasar, toko daging, gudang beras, bahkan di pengadilan. Macam-macam neraca diantaranya neraca ohaus, neraca pegas, dan neraca timbangan.

Lanjutkan Membaca