Makalah tentang Induksi Elektromagnetik & Cahaya dan Optika

1. SMKN 3 MANADO
FISIKA
Induksi Elektromagnetik & Cahaya dan Optika
Rizka Aprilia (XI RPL 2)

2. Induksi Elektromagnetik
Terjadinya Induksi Elektromagnetik
Ketika kutub utara magnet digerakkan memasuki kumparan, jarum galvanometer
menyimpang ke salah satu arah (misalnya ke kanan). Jarum galvanometer segera kembali
menunjuk ke nol (tidak menyimpang) ketika magnet tersebut didiamkan sejenak di dalam
kumparan. Ketika magnet batang dikeluarkan, maka jarum galvanometer akan menyimpang
dengan arah yang berlawanan (misalnya ke kiri).
Jarum galvanometer menyimpang disebabkan adanya arus yang mengalir dalam kumparan.
Arus listrik timbul karena pada ujung-ujung kumparan timbul beda potensial ketika magnet
batang digerakkan masuk atau keluar dari kumparan.
Beda potensial yang timbul ini disebut gaya gerak listrik induksi (ggl induksi).
Ketika magnet batang digerakkan masuk, terjadi penambahan jumlah garis gaya magnetik
yang memotong kumparan (galvanometer menyimpang atau ada arus yang mengalir). Ketika
batang magnet diam sejenak maka jarum galvanometer kembali ke nol (tidak ada arus yang
mengalir). Ketika batang magnet dikeluarkan terjadi pengurangan jumlah garis gaya
magnetik yang memtong kumparan (galvanometer menyimpang dengan arah berlawanan).
Jadi, akibat perubahan jumlah garis gaya magnetik yang memotong kumparan, maka pada
kedua ujung kumparan timbul beda potensial atau ggl induksi. Arus listrik yang disebabkan
oleh perubahan jumlah garis gaya magnetik yang memotong kumparan disebut arus induksi.

3. Faktor-Faktor yang Menentukan Besar GGL
Besarnya ggl induksi tergantung pada tiga faktor, yaitu ;
1) banyaknya lilitan kumparan
2) kecepatan keluar-masuk magnet dari dan keluar kumparan
3) kuat magnet batang yang digunakan
Alat-Alat yang Bekerja Berdasar Prinsip Induksi Elektromagnetik
1. Generator
Generator adalah alat yang digunakan untuk mengubah energi kinetik menjadi energi listrik.
Ada dua jenis generator, yaitu :
a. Generator arus bolak-balik (AC) atau alternator
b. Generator arus searah (DC)
Perbedaan antara generator arus bolak-balik dengan arus searah hanya terletak pada bentuk
cincin luncur yang berhubungan dengan kedua ujung kumparan. Pada generator arus bolak-
balik terdapat dua buah cincin luncur, sedangkan pada generator arus searah terdapat sebuay
cincin yang terbelah di tengahnya (cincin belah atau komutator).
Ggl atau arus induksi pada alternator dapat diperbesar dengan empat cara :
1) memakai kumparan dengan lilitan lebih banyak
2) memakai magnet yang lebih kuat
3) melilit kumparan pada inti besi lunak
4) memutar kumparan lebih cepat
Contoh generator arus bolak-balik :
- dinamo sepeda
- generator AC pembangkit listrik
2. Transformator
Transformator atau trafo adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik
(AC) dari suatu nilai ke nilai tertentu. Trafo terdiri dari pasangan kumparan primer dan
sekunder yang terpisah dan dililitkan pada inti besi lunak.
Ada dua jenis trafo, yaitu
1) Trafo step up (penaik tegangan)
2) Trafo step down (penurun tegangan)

4. CAHAYA
A. CAHAYA DAN SIFATNYA
Cahaya merupakan energy terbentuk gelombang dan membantu kita untuk melihat.
Cahaya didefinisikan sebagai radiasi yang dapat mempengaruhi mata dan memiliki kecepatan
sebesar 299.792.458 meter per sekon. Salah satu sifat cahaya adalah bergerak lurus kesemua
arah.
B. PEMANTULAN
Ketika seberkas cahaya menumbuk permukaan suatu benda maka cahaya tersebut
dipantulkan. Untuk benda-benda yang berkilau seperti cermin, lebih dari 95% cahaya tersebut
dipantulkan.
Ketika seberkas cahaya yang sempit jatuh pada permukaan rata kita perlu
mendefinisikan sudut yang dibentuk oleh sinar datang dan normal pada permukaan (normal
berarti yang tegak lurus) sebagai sudut datang i . kemudian kita mendefinisikan sudut yang
dibentuk oleh sinar pantul dan normal sebagai sudut r. untuk permukaan rata ditemukan
bahwa sinar datang dan sinar pantul terletak dalam satu bidang yang tegak lurus pada
permukaan dan sudut datang sama dengan sudut pantul.
Bila berkas sinar cahaya jatuh kepermukaan kasar, berkas sinar itu akan dipantulkan
kesegala arah. Pemantulan semacam ini disebut pemantulan baur. Hukum pemantulan masih
berlaku,tetapi pada potongan – potongan kecil permukaan kasar. Seberkas sinar cahaya
dipantulkan oleh permukaan cermin datar (licin),yang dikenal sebagai pemantulan spekuler
(“speculum” adalah kata latin yaitu cermin).
C. PEMBIASAN
Ketika sebuah berkas cahaya mengenai sebuah permukaan bidang batas yang
memisahkan dua medium berbeda, seperti misalnya sebuah permukaan kaca, energy cahaya
tersebut dipantulkan dan memasuki medium kedua, perubahan arah dari sinar yang
ditransmisikan tersebut disebut pembiasan.
Indeks Bias dan Hukum Snell
Laju cahaya dalam ruang hampa mempunyai nilai c=2,99792458 x 10pangkat 8
m/s,laju ini berlaku untuk semua gelombang elektro magnetic,termasuk cahaya tampak.
Laju cahaya diudara sedikit lebih kecil dari pada laju cahaya dalam ruang hampa
karena absorbs dan emisi kembali oleh atom – atom dan molekul – molekul zat. Dalam hal

5. ini sinar datang dan sinar bias terletak dalam satu bidang,termasuk normal yang tegak lurus
pada permukaan batas dua medium.
D. CAHAYA SEBAGAI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Jika kita memusatkan sinar matahari dengan kaca pembesar pada selembar kertas
ternyata sinar matahari dapat membakar kertas sehingga timbul lubang pada kertas. Hal ini
menunjukan bahwa cahay membawa energy. Prediksi teoritis tentang gelombang
elektromagnetik ( sering disingkat EM) merupakan karya Clerk Maxwell. Teori ini
menyatukan semua gejala kelistrikan dan kemagnetan menjadi satu teori yang cemerlang.
Cahaya hanya merupakan salah satu contoh gelombang elektromagnetik. Interval
frekuensinya cukup pendek,yaitu membentang dari kira – kira 4,3 x 10 pankat 14 Hz untuk
cahay merah sampai kira – kira 7,5 x 10 pangkat 14 Hz Untuk cahaya violet.
E. INTERFERENSI CAHAYA
Asas superposisi menentukan interferensi,yang menyatakan bilamana dua gelombang
atau lebih yang mempunyai sifat sama melewati suatu titik pada saat yang sama, amplitudo
sesaat pada titik tersebut merupakan jumlah dari amplitudo sesaat masing – masing
gelombang.
Mengapa interferensi cahaya sukar di amati ? pertama panjang gelombang cahaya
adalah sangat pendek, kira – kira hanya 1 % dari tebak rambut manusia. Kedua , setiap
sumber cahaya alam memancarkan gelombang – gelombang cahaya hanya sebagai kelompok
fase yang pendek, sehingga interferensi yang terjadi biasanya menjadi berimbang selama
periode observasi tersingkat oleh mata atau film fotografis kecuali jika digunakan prosedur
khusus.
Jika dua sumber gelombang yang memancarkan gelombang–gelombang dengan
hubungan fase tetap selama gelombang–gelombang itu diamati,maka dua sumber gelombang
itu dikatakan koheren. Jika sumber–sumber tersebut mempunyai pergeseran fase relative
bolak – balik sementara observasi dilakukan,beda–beda fase itu menjadi berimbang, dan
tidak ada pola interferensi. Sumber–sumber semacam itu dikatakan inkoheren. Oleh karena
itu sumber cahay monokromatik (yaitu sumber cahaya yang memancarkan gelombang –
gelombang yang hanya terdiri dari satu panjang gelombang)
F. POLARISASI

6. Suatu berkas gelombang transversal terpolarisasi adalah berkas gelombang transversal
yang getaran – getarannya hanya terjadi dalam arah tunggal tegak lurus arah rambatan
gelombang. Gerak seluruh gelombang tersebut terkurung pada suatu bidang yang disebut
bidang polarisasi.polarid yang digunakan untuk mempolarisasikan cahaya disebut polarisator
sedangkan Polaroid yang digunakan untuk menentukan apakah cahaya terpolarisator atau
tidak dan atau menetukan arah bidang polarisator disebut analisator.
G. HAMBURAN CAHAYA : BIRU LANGIT, WARNA MATAHARI TERBIT DAN
TENGGELAM
Pada umumnya intensitas cahaya dengan panjang gelombang λ yang dihamburkan
(oleh suatu partikel yang kecil dibandingkan dengan λ) . makin pendek panjang gelombang,
makin besar bagian cahaya datang yang dihamburkan . inilah yang menjadi alas an mengapa
langit berwarna biru. Ketika kita memandang langit, apa yang kita lihat adalah cahaya mata
hari yang telah dihamburkan oleh molekul–molekul dalam atmosfer bagian atas, cahaya
biru,yang terdiri dari panjang gelombang pendek, dihamburkan kira–kira sepuluh kali lebih
cepat dari pada cahaya merah, sehingga cahaya yang terhanbur terutama berwarna biru.
OPTIK
A. CERMIN SFERIS
Cermin sferis adalah cermin yang permukaannya lengkung dan biasanya merupakan
bagian dari permukaan bola. Cermin dengan permukaan pemantul sferis biasanya di
kelompokan menjadii cermin cekung dan cerrmin cembung.
Perjanjian tanda untuk cermin sferis
Besaran Positif Negatif
Jarak fokus f Cermin cekung Cermin cembung
Jarak benda s Benda nyata Benda maya
Jarak bayangan s’ Bayangan nyata Bayangan maya
Perbesaran Linier m Bayangan sama tegak terhadap
bendanya
Bayangan terbalik terhadap
bendanya

7. B. LENSA
Lensa adalah sekepng kaca atau bahan transparan yang di bentuk sedemikian
rupasehingga dapat menghasilkan bayangan nyata atau maya,sama tegak atau terbalik
terhadap benda,lebih kecil atau lebih besar atau sama seperti ukuran benda.
Titik fokus suatu lensa dapat di temukan dengan menempatkan lensa di bawah sinar-
sinar matahari,kemudian mengatur letak lensa tersbut agar terbentuknya bayangan tajam.
Perjanjian tanda untuk persamaan
Besaran Positif Negatif
Jari-jari Konveks Konkaf
Jarak fokus Lensa Konvergen Lensa Divergen
Satuan daya lensa adalah dioptri {D}, yang merupakan kebalikan meter: 1 D=m-1
.
Sebagai contoh, lensa dengan jarak fokus 25 cm mempunyai daya P=1/{0,25 m}=4,0
dioptri.
Sebuah lensa mempunyai dua titik fokus,masing-masing sisi mempunyai satu titik
fokus. Titik fokus pada suatu lensa dimana sinar datang disebut titik fokus pertama F,
sedangkan pada titik lainnya disebut titik fokus kedua F’.
Perjanjian tanda untuk lensa.
Besaran Positif Negatif
Jarak fokus f Lensa konvergen Lensa divergen
Jarak benda s Benda nyata Bayangan maya
Jarak bayangan s’ Bayangan nyata Bayangan maya
Perbesaran Linier m Bayangan sama tegak terhadap
bendanya
Bayangan terbalik terhadap
bendanya

8. C. ALAT OPTIK
1. Mata
Alat optik alamiah adalah mata, baik mata manusia maupun binatang.
a. Bagian bagian mata
Di bagian bawah dinding mata terdapat selaput berisi pembuluh darah, di bagian bawah
selaput ini terdapat selaput laja yang merupakan perluasan dari syaraf mata di bagian depan
selaput ini berubah menjadi iris yang berfungsi mengatur secara otomatif dan mengendalikan
cahaya yang memasuki mata. Di tengah selaput pelangi ini terdapat lubang diafragma yang
di sebut dengan pupil. Ruang di muka lensa mata berisi zat cair yang di sebut aqueous humor
H dan di belakang lensa berwujud benda cair bening yang di sebut vitreus humor.
Adapun retina terdiri dari suatu susunan syaraf yang rumit dan penerima, di kenal
sebagai rods {batang-batang} dan cones {kerucut-kerucut} yang bekerja mengubah energi
cahaya menjadi sinyal-sinyal elektris yang merambat sepanjang syaraf-syaraf itu.
b. Daya akomodasi mata
Daya akomodasi mata adalah kemampuan mengubah ketegangan urat yang
berhubungan dengan lensa mata {pengaturan fokus lensa} dari lensa mata atau sifat
penyusuaian diri.
Titik jauh seseorang adalah jarak terjauh yang memungkinkan benda dapat terlihat
secara jelas untuk beberapa tujuan dengan mengunakan istilah mat normal,yang di
defenisikan sebagai mata yang mempunyai titik dekat 25 cm dan titik jauh tak terhingga.
c. Cacat mata di mata dan cara menanggulanginya
Titik jauh dari mata atau punctum remotum adalah titik terjauh dari objek yang dapat
dilihat dari mata yang normal jauhnya tidak terhingga tanpa lensa mata melakukan
akomodasi.
Sedangkan titik dekat dari mata {punctum proxium} adalah titik yang terdekat dari
objek untuk dapat dilihat oleh mata normal dengan akomodasi penuh atau bentuk
kecembungan maksimal dari lensa mata. Gejala bertambahnya titik dekat mata disebut
dengan presbiopi, mirip dengan hipermetropi, presbiopi terjadi karena kekurangannya
kemampuan mata untuk berakomodasi karena usia yang bertambah, dan titik dekat yang
menjauh.
Cacat astigmatisme dapat terjadi pada penderita miopi maupun hipermetropi.
Astigmatisme biasanya di sebabkan oleh cornea atau lensa mata yang kurang bundar
sehingga benda-benda titik dipusatkan sebagai garis-garis pendek yang mengaburkan
bayangan.

9. 2. Mikroskop
Mikroskop majemuk yaitu mikroskop yang menggunakan dua lensa. Lensa yang
langsung berinteraksi dengan benda yang dalam hal ini adalah preparat disebut dengan lensa
benda atau lensa objektif, lensa yang dekat dengan mata si pengamat di sebut dengan lensa
mata atau lensa okuler.
Jarak antara lensa objektif dan lensa okuler kadang-kadang di anggap sebagai panjang
mikroskop. Seperti sudah disebutkan sebelumnya, jika mata menggunakan lensa okuler
dalam keadaan titik berakomodasi, maka jarak benda bagi lensa okuler sama dengan jarak
fokusnya, sok= fok sehingga d = sok+ fok
D. TEROPONG
Teropong atau teleskop adalah alat optis yang digunakan untuk melihat benda yang
sangat jauh. Teropong juga memiliki bentuk bermacam-macam. Bentuk yang diuraikan disini
adalah teropong bintang yang terdiri dari sebuah lensa objektif dari sebuah lensa okuler.
Prinsip penggunaan lensa positif dari teropong bintang adalah hampir sama dengan
mikroskop. Untuk teropong yang sederhana menggunakan dua lensa yang dekat dengan mata
di sebut dengan lensa okuler dan lensa yang dekat dengan benda di sebut dengan lensa
objektif.
E. PERISKOP
Periskop merupakan alat optik yang digunakan dalam kapal selam, untuk melihat
situasi di permukaan laut. Dalam alat ini digunakan dua prisma {atau dua cermin datar},
masing-masing prisma mempunyai satu sudut 90° dan dua sudut 45°.
F. KACA PEMBESAR
Kita akan membicarakan kaca pembesar sederhana yang hanya terdiri dari sebuah lensa
konvergen. Kemudian lensa konvergen ini menghasikan bayangan maya yang sekurang-
kurangnya harus berada pada jarak 25 cm dari mata jika mata akan memusatkan pada titik-
titik dekat itu.
Adapun kaca pembesar lensa tunggal sederhana terbatas perbesarannya kira-kira sampai 2
atau 3 kali karena aberasi sferis. Perbesaran suatu lensa dapat dinaikkan sedikit dengan
menggerakkan lensa tersebut dan mengatur mata kita sehingga mata memusatkan pada
bayanagan di titik dekat.