FISIKA Bidang Keahlian Teknologi dan Rekayasa MEDIA MENGAJAR UNTUK SMK/MAK KELAS X

BAB 16 Sumber : skeeze, pixabay.com

PETA KONSEP Fisika Modern dan Radioaktivitas Teori Relativitas Gejala Fisis yang Mendorong Konsep Kuantum Teori Atom Inti Atom dan Gejala Radioaktivitas Radioisotop

TEORI RELATIVITAS Einstein mengajukan dua postulat yang terkenal dengan sebutan postulat relativitas khusus yang berbunyi: “Hukum-hukum Fisika memiliki bentuk yang sama pada semua kerangka acuan inersia.” “Laju cahaya (c = 3×10 8 m/s) adalah sama untuk semua pengamat, tidak tergantung pada gerak cahaya atau pun pengamat.”

DILATASI WAKTU Pengamat yg bergerak dengan kecepatan v terhadap pengamat yang diam, mengamati 2 kejadian di suatu titik P. Maka hubungan kedua kejadian itu menurut pengamat yg diam dan pengamat yg bergerak adalah: ∆t’ = selang waktu kejadian menurut pengamat yg bergerak ∆t = selang waktu kejadian menurut pengamat yg dia v = kecepatan pengamat yg bergerak c = kecepatan cahaya

RELATIVITAS PANJANG Sebuah benda panjangnya l bergerak dengan kecepatan v terhadap seorang pengamat yang diam, maka panjang benda yang diamati pengamat adalah : l’ = panjang benda yg diamati oleh pengamat yg bergerak l = panjang benda yg diamati oleh pengamat yg diam v = kecepatan pengamat yg bergerak c = kecepatan cahaya

RELATIVITAS MASSA Jika suatu benda bergerak dengan laju v mendekati kecepatan cahaya c, maka massanya selalu lebih besar dari massa diamnya, bergerak dengan laju v: m 0 = massa benda dalam keadaan diam v = kecepatan benda c = kecepatan cahaya

RELATIVITAS MOMENTUM Jika suatu benda bergerak dengan laju v mendekati kecepatan cahaya c, maka benda memiliki momentum: P = momentum benda saat bergerak m 0 = massa benda dalam keadaan diam v = kecepatan benda c = kecepatan cahaya

RELATIVITAS ENERGI Hubungan antara massa dan energi dapat diturunkan langsung energi kinetik benda yang bergerak. Diperoleh: EK = energi kinetik benda E = energi total benda E0 = energi diam benda

TRANSFORMASI LORENTZ Secara umum berdasarkan transformasi lorentz kecepatan gerak relatif benda terhadap pengamat pada sumbu x diperoleh: dan v = kecepatan relatif benda v x = kecepatan benda pada sumbu x terhadap acuan diam v x ‘= kecepatan benda pada sumbu x terhadap acuan bergerak c = kecepatan cahaya

EFEK FOTOLISTRIK Radiasi e.m Elektron foto Elektron yang terikat di permukaan logam menyerap seluruh energi gelombang elektromagnetik dan akan terlepas jika energi foton lebih besar dari energi ikat Ek = energi kinetik fotoelektron h = tetapan Planck f = frekuensi fo =frekuensi ambang

RADIASI BENDA HITAM Seberkas sinar datang mengenai lubang pada sebuah dinding berongga. Sinar ini akan dipantulkan berkali- kali oleh dinding rongga dan setiap kali dipantulkan intensitasnya berkurang (karena sebagian diserap) sampai suatu saat energinya kecil sekali (hampir nol). Jadi dapat dikatakan sinar yang mengenai lubang tidak keluar lagi. Itulah sebabnya lubang ini dinamakan benda hitam. Walaupun dinding dalam kaleng mengkilat, akan tetapi lubang tampak gelap. Penyerapan sinar oleh dinding berongga ini mengakibatkan naiknya suhu (T) pada dinding tersebut. Sehingga sesaat kemudian dinding ini akan memancarkan radiasi ke sekitarnya. Jika dinding diberi logam maka radiasi akan keluar dari lubang tersebut. Peristiwa ini disebut radiasi benda hitam.

HUKUM PERGESERAN WIEN Gejala pergeseran intensitas cahaya maks pada radiasi benda hitam disebut Pergeseran Wien. Wien menemukan bahwa hasil kali antara intensitas pada maks dan suhu mutlak merupakan bilangan konstan yang berharga 2,898 x mmK. Secara matematis Hukum Pergeseran Wien dapat dinyatakan dengan persamaan: Panjang Gelombang

DUALISME GELOMBANG PARTIKEL Kita tinjau sebuah gelombang elektromagnetik berfrekuensi f yang jatuh pada sebuah layar, intensitas (I) dari gelombang bergantung pada besar medan listrik dan medan magnet. Besar I dapat ditentukan dengan: I = intensitas gelombang h = tetapan Planck f = frekuensi n = bilangan kuantum (1,2,3,…)

EFEK COMPTON Sebuah foton sinar X menumbuk sebuah elektron pada kulit terluar suatu atom, sehingga sebagian dari energi foton terserap oleh elektron θ Foton datang Foton hambur Elektron terhambur p p’ P

Hubungan λ dengan λ’ adalah: λ’ = panjang gelombang setelah tumbuka λ = panjang gelombang sebelum tumbukan m = massa elektron θ = sudut hamburan

TEORI ATOM Model atom Thompson “Atom terdiri dari awan bermuatan positif yang terdistribusi sedemikian rupa dengan muatan negative tersebar secara random di dalamnya” Model atom ini kemudian disebut sebagai “plum pudding model”.

TEORI ATOM Model atom Rutherford Inti bermuatan positif dan elektron mengelilingi inti

TEORI ATOM Model atom Bohr 1.Elektron berputar mengelilingi atompada lintasan tertentu dengan momentum angular 2.Dalam tiap lintasannya, elektron memiliki tingkat energi tertentu. Elektron akan menyerap energi foton jika berpindah dari kulit dalam ke kulit luar. Dan akan memancarkan energi foton jika berpindah dari luar ke dalam

RADIOAKTIVITAS Peluruhan Radioaktif Peluruhan adalah peristiwa pesahnya inti atom secara spontan. Unsur-unsur radioaktif selalu meluruh untuk menuju ke keadaan stabilnya. Proses peluruhan inti-inti radiaktif dapat dituliskan dalam bentuk : N t = N 0 e -λ t Di mana:N 0 = jumlah inti mula-mula N t = jumlah inti setelah peluruhan R 0 = aktivitas inti mula-mula R t = aktivitas inti setelah peluruhan λ = Kontanta peluruhan t = waktu meluruh (s) R t = R 0 e -λ t dan

Apabila banyaknya inti yang belum meluruh tinggal setengah dari jumlah inti mula-mula (N t = ½ N 0 ), maka waktu yang diperlukan disebut waktu paruh (T½) dan dirumuskan sebagai : T½ =

RADIOISOTOP Pemanfaatan Bidang kedokteran : 1.memperoleh gambar struktur bagian dalam tubuh 2.Menentukan lokasi jaringan kanker 3.Mempelajari fungsi organ dalam tubuh 4.Mempelajari umur sel darah merah Bidang pertanian : 1.Pencarian bibit unggul 2.Pemberantasan hama 3.Pengawetan makana 4.Sterilisasi susu 5.Pembuatan vaksin ternak