E-MODUL GETARAN, GELOMBANG, DAN CAHAYA GETARAN, GELOMBANG, DAN CAHAYA UNTUK KELAS VIII Oleh: Anggraeni Dwi Susanti
i KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkatt dan rahmatNya sehingga penyusunan dapat Elektrinik Modul Fisika Getaran, Gelombang, dan Cahaya ini dapat diselesaikan Dalam Elektronik Modul Fisika ini dijelaskan tentang konsep Getaran, Gelombang, dan Cahaya, percobaan tentang Getaran, Gelombang, dan Cahaya, latihan soal Getaran, dan evaluasi Gelombang, dan Cahaya yang dapat dikerjakan oleh peserta didik. Dalam Elektronik Modul ini sesuai dengan topik yang diajarkan pada mata pelajaran IPA pada Kelas VIII. Penulis menyadari bahwa banyak sekali kesalahan dalam penyusunan Elektronik Modul ini untuk itu penulis menerima kritik dan saran agar Elektronik Modul ini bisa terus dikembangkan agar lebih baik lagi dan lebih sempurna di masa yang akan datang. Semoga Elektronik Modul ini menambah wawasan dan menambah pengetahuan bagi para pembeca. Malang, Mei 2024 Penulis
ii DAFTAR ISI Kata Pengantar.............................................................................................................i Daftar Isi.......................................................................................................................ii Daftar Gambar............................................................................................................iii Pendahuluan............................................................................................................1 Kegiatan Pembelajaran 1 (Getaran)........................................................................6 Kegiatan Pembelajaran 2 (Gelombang).................................................................13 Kegiatan Pembelajaran 3 (Cahaya).......................................................................24 Latihan Soal...........................................................................................................38 Glosarium...............................................................................................................39 Daftar Pustaka.......................................................................................................41 Biografi Penulis......................................................................................................42
iii DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Bandul.......................................................................................................9 Gambar 2. Besaran pada getaran...........................................................................10 Gambar 3. Rumus getaran.......................................................................................11 Gambar 4. Pola gelombang pada permukaan air.................................................17 Gambar 5. Klasifikasi gelombang berdasarkan medium rambatnya.................19 Gambar 6. Klasifikasi gelombang berdasarkan arah getar dan arah rambat...20 Gambar 7. Rumus cepat rambat gelombang........................................................21 Gambar 8. Sumber cahaya......................................................................................29 Gambar 9. Cahaya dapat merambat lurus............................................................30 Gambar 10. Cahaya dapat dipantulkan..................................................................30 Gambar 11. Hukum pemantulan cahaya...............................................................31 Gambar 12. Jenis pemantulan cahaya....................................................................32 Gambar 13. Pembiasan cahaya...............................................................................33 Gambar 14. Hukum Snellius....................................................................................33 Gambar 15. Dispersi cahaya....................................................................................35 Gambar 16. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik...........................36
1 PENDAHULUAN 1 Stimulation 2 Problem Statement 3 Data Collection Deskripsi E-Modul E-Modul Discovery Learning salah satu model pembelajaran yang dapat membantu peserta didik untuk memiliki kemampuan bertanya, mengobservasi, mengumpulkan informasi, mengolah informasi, dan menarik kesimpulan. Sintak atau langkah-langkah model Discovery Learning ini yang digunakan yaitu sebagai berikut: Pada tahap stimulasi berfungsi untuk menyediakan kondisi interaksi belajar yang dapat mengembangkan dan membantu peserta didik dalam mengksplorasi. Identifikasi masalah dilakukan dengan cara memberikan kesempatan pada peserta didik untuk mengidentifikasi sebanyak mungkin masalah yang relevan dengan bahan pelajaran, kemudian salah satunya dipilih dan dirumuskan dalam bentuk hipotesis. Pengumpulan data dilakukan dengan memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk mengumpulkan informasi yang relevan dalam membuktikan benar atau tidaknya hipotesis dengan cara melakukan uji coba, dan sebagainya.
2 5 Verification Pembuktian yaitu melakukan pemeriksaan secara cermat untuk membuktikan benar atau tidaknya suatu hipotesis yang diberikan dan dihubungkan dengan hasil dari data processing 6 Generalitation Generalisasi dilakukan dengan cara menarik kesimpulan yang dapat dijadikan prinsip umum dan berlaku untuk esemua kejadian atau masalah yang sama dengan memperlihatkan hasil verfikasi. 4 Data Processing Pengolahan data dilakukan dengan cara mengelola data dan informasi yang telah diperoleh siswa melalui hasil percobaan dan pengamatan yang telah dilakukan sebelumnya berdasarkan faktor yang dipengaruhi. Capaian Pembelajaran Peserta didik memahami gerak, gaya dan tekanan, termasuk pesawat sederhana. Peserta didik memahami getaran dan gelombang, pemantulan dan pembiasan cahaya termasuk alat-alat optik sederhana yang sering dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari Tujuan Pembelajaran Peserta didik memahami getaran dan gelombang, pemantulan dan pembiasan cahaya dalam kehidupan sehari-hari
3 Indikator Pembelajaran Melalui literasi peserta didik dapat menjelaskan definisi Getaran, Gelombang, dan Cahaya dengan benar 1. Melalui literasi peserta didik mampu menganalisis konsep Getaran, Gelombang, dan Cahaya dengan benar 2. Melalui literasi peserta didik mampu memahami konsep Getaran dalam kehidupan sehari-hari dengan benar 3. Melalui percobaan peserta didik dapat menganalisis peristiwa getaran pada bandul dengan benar 4. Melalui literasi peserta didik dapat menganalisis konsep gelombang dengan benar 5. Melalui literasi peserta didik dapat menganalisis konsep hubungan antara penjang gelombang, frekuensi, cepat rambat gelombang, dan periode gelombang dengan benar 6. Melalui literasi peserta didik mampu memahami konsep gelombang dalam kehidupak sehari-hari dengan benar 7. Melalui percobaan peserta didik dapat menganalisis pristiwa gelombang pada tali dengan benar 8. Melalui literasi peserta didik dapat menganalisis sifat-sifat Cahaya dengan benar 9. Melalui literasi pesrta didik mampu menganalisis hukum pembiasan cahaya dengan benar 10. Melalui literasi peserta didik mampu memahami konsep cahaya dalam kehidupak sehari-hari dengan benar 11. Melalui percobaan peserta didik mampu membuktikan sifat disperse Cahaya dengan benar 12. Petunjuk Penggunaan E-Modul Bacalah petunjuk penggunaan E-Modul ini untuk memudahkan kamu menggunakannya dalam proses pembelajaran. Dengan langkahlangkah 1. Gunakanlah tombol-tombol yang berada di bawah ini untuk melakukan proses pembelajaran: a. Tombol untuk memperbesar
4 Materi pembelajaran E-modul ini terbagi menjadi 3 kegiatan pembelajaran dan di dalamnya terdapat uraian materi, contoh soal, dan percobaan. Kegiatan Pembelajaran 1 : Getaran Kegiatan Pembelajaran 2 : Gelombang Kegiatan Pembelajaran 3 : Cahaya b. Tombol untuk memperkecil c. Tombol untuk search 2. Amati video pada yang disajikan dengan cara mengscan kode QR 3. Lakukanlah percobaan dengan cara mengscan kode QR 4. Jawablah pertanyaan yang terdapat didalam e-modul 5. Bacalah penjelasan pada materi Getaran, Gelombang, dan Cahaya d. Tombol untuk kembali ke awal e. Tombol untuk thumbnails f. Tombol untuk play g. Tombol untuk play h.Tombol untuk more
5 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 Getaran A. Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan pembelajaran berlangsung diharapkan peserta didik mampu untuk menganalisis konsep getaran dan mampu menyelidiki peristiwa getaran pada bandul melalui pengamatan. B. Uraian Materi Ayo scan kode QR dibawah ini untuk memperhatikan video tentang getaran. Stimulation Problem Statement Apakah kamu sudah lihat videonya? Menurut kamu Pada peristiwa di petinya senar gitar dan sebuh bandul di ayunkan apakah kedua peristiwa tersebut memiliki persamaan? 1. 2.Apakah persamaan kedua duah peristiwa tersebut? Pada peristiwa sebuah jam bandul yang bergerak bolak-balik dan seorang anak yang berjalan bolak-balik, apakah kedua buah peristiwa tersebut sama? 3. https://bit.ly/stimulusgetaran
6 Mari coba kita melakukan percobaan dengan mengscan kode QR dibawah ini untuk melakukan percobaan getaran pada bandul. Data Collection Coba kamu cermati langkah-langkah berikut ini: Tujuan Percobaan: Untuk mengidentifikasi hubungan antara periode (T) dan frekuensi (f) pada getaran bandul. 1. 1. Scan kode QR diatas untuk melakukan percobaan getaran pada bandul. 2. Pilih Intro untuk melakukan percobaan. 3. Setting percobaan dengan cara mengubah garfitasi yang dilakukan di bumi (Eart = 9,8 m/s2) dan tanpa gesekan (Friction =0 atau none).
7 5. 6. Pastikan angkan stopwatsh 0.00. 8. Atur massa beban (m) = 0,5 kg dan panjang tali (l) = 0,5 m. 4. Aktifkan Stopwatsch pada bagian pojok kiri bawah dengan cara mencheklist. 7. Kik tombol pause untuk memastikan bandul tidak menganyun saat dilepaskan. Geserlah beban kearah kanan hingga mencapai sudut ayunan 50. 9. Hidupkan Stopwatch dengan klik tombol start atau play yang terdapat pada Stopwatch. 10. Ayunkan bandul dengan klik tombol “play”. 11. Lakukanlah 10 kali getaran pada bandul dan catat waktu yang dibutuhkan kedalam tabel percobaan. 12. Ulangi langkah percobaan 3-11 dengan melakukan 20 kali getaran. 13. Ulangi langkah percobaan 3-12 dengan massa beban (m) = 0,5 kg dan panjang tali (l) = 1,0 m
8 Data Hasil Percobaan Data Processing Dari percobaan yang telah dilakukan, coba kamu analisis dengan menjawab pertanyaan dibawah ini! Berapakah rata-rata yang dibutuhkan untuk malakukan 1 kali getaran dengan panjang tali 0,5 m dan 1,0 m? 1. Dengan adanya panjang tali yang berbeda, manakah yang lebih cepat melakukan 1 kali getaran? mengapa demikian! 2. Pada jumlah getaran yang sama, bagaimana hubungan antara panjang tali dengan nilai frekuensi? 3. Pada jumlah getaran yang sama, bagaimana hubungan antara panjang tali dengan nilai periode? 4. Buatlah tabel hasil pengamatan sesuai dengan percobaan yang telah dilakukan. Panjang Tali (l) Jumlah Getaran (n) Waktu Getaran (t) Frekuensi Getaran (f) Periode Getaran (T) 0,5 m 10 0,5 m 20 1,0 m 10 1,0 m 20
9 Kesimpulan Dari percobaan tersebut apa kesimpulan yang kamu dapat Verification Getaran Menurut kamu dari vidio stimulus diatas mengapa pada peristiwa jam bandul bergerak bolak-balik dan peristiwa anak berjalan kaki bolak-balik, tidak mempunyai persamaan!. Dalam dua buah peristiwa tersebut manakah yang termasuk getaran?. Dalam peristiwa tersebut yang termasuk kedalam getaran yaitu pada jam bandul yang bergerak bolak-balik. Mengapa pada peristiwa anak berjalan bolak-balik bukan termasuk getaran?. Karena pada peristiwa tersebut belum tentu anak tersebut berjalan melalui titik kesetimbangannya dan belum tentu juga anak tersebut bergerak secara teratur. Maka dapat diketahui bahwa getaran merupakan gerak bolakbalik dari suatu benda dalam salang waktu tertentu melalui titik kesetimbangannya. Benda dapat dikatakan bergetar dalam satu kali getaran penuh apabila benda bergerak dari titik awal dan kembali lagi ke titik awal tersebut. Perhatikan gambar bandul dibawah ini: Gambar 1. Bandul (Sumber: Canva)
10 Pada gambar bandul tersebut, bandul yang awalnya diam pada titik setimbangnya. Titik setimbang merupakan titik yang dimana benda akan berada pada titik yang dimana benda akan berada pada posisi diam dan apabila tidak diberi gangguan atau gaya. Bandul akan melakukan satu kali getaran penuh jika bandul tersebut bergerak dari titik A-B-C-B-A atau C-B-A-B-C (bolak-balik). Simpangan terjauh pada bandul tersebut yaitu pada titik A atau pada titik C. Simpangan terjauh tersebut disebut dengan amplitudo. Amplitudo pada bandul tersebut yaitu jarak anatara BC atau ajarak BA. Pada titik B merupakan titik setimbang, jarak dari titik B pada selang waktu tertentu disebut dengan simpangan. Besaran-besaran yang ada pada getaran yaitu sebagai berikut: Gambar 2. Besaran pada getaran
11 Apakah kalian tahu fenomena getaran dalam kehidupan seharihari. Contohnya pada video diatas yaitu sinar gitar yang dipetik, jam bandul yang bergerak bolak-balik, getaran pada penggaris ketika penggaris diletakkan di ujung meja ketika diberi tekanan, getaran ketika kamu berbicara, tertawa, dan berteriak. Coba carilah disekitar kamu contoh-contoh yang lain dari fenomena getaran. Gambar 3. Rumus getaran
12 Dari percobaan yang telah kamu lakukan dan paparan materi yang sudah kamu baca, coba buatlah kesimpulan yang sudah kamu pelajari pada materi getaran! Contoh Soal! Suatu benda bergetar sebanyak 50 kali getaran selama 0,5 sekon. maka frekuensi getaran benda tersebut adalah.... Pembahasan: Diketahui: n = 50 kali t = 0,5 sekon Ditanya: f...? Dijawab: Menentukan periode getaran sebagai berikut: Menentukan frekuensi getaran sebagai berikut: Generalitation
13 KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 Gelombang A. Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan pembelajaran berlangsung diharapkan peserta didik mampu untuk menganalisis konsep gelombang, menganalisis hubungan antara panjang gelombang, frekuensi, cepat rambat, dan periode gelombang dan mampu menyelidiki peristiwa gelombang melalui pengamatan. B. Uraian Materi Ayo scan kode QR dibawah ini untuk memperhatikan video tentang gelombang. Stimulation Problem Statement Apakah kamu sudah lihat videonya? Menurut kamu Pernakah kalian melempar sebuah batu ke dalam kolam atau sungai? Apa yang terjadi! 1. Seandainya diatas permukaan kolam terdapat sampah dedaunan maka daun tersebut akan bergerak naik turun, padahal jarak anatara batu dengan daun cukup jauh, mangapa hal tersebut bisa terjadi! 2. https://bit.ly/stimulusgelombang
14 Mari coba kita melakukan percobaan dengan mengscan kode QR dibawah ini untuk melakukan percobaan gelombang pada tali. Data Collection Tujuan Percobaan: Untuk menganalisis pengaruh hubungan antara amplitudo terhadap λ dan v jika frekuensi tetap. 1. Untuk menganalisis pengaruh hubungan antara frekuensi terhadap λ dan v jika amplitudo tetap. 2. Coba kamu cermati langkah-langkah berikut ini: 1. Scan kode QR diatas untuk memulai percobaan gelombang pada tali. 2. Pilihlah percobaan pada “Ujung Terikat” dengan cara mengeklik. 3. Pililah bagian “Osilasi” dengan cara mengklik.
15 5. 7. Aturlah “Redaman” ke nol. 8. Ukurlah 1 panjang gelombang (λ) dengan menggerakkan penggaris pada layar kemudian catat dapa tabel hasil pengamatan. 6. Pililah bagian “penggaris” dengan cara mengcheklist. Aturlah amplitudo sebesar 0,25 cm dan fekuensi 1,5 Hz. Klik tombol “play” untuk memulai percobaan. 9. 10. Ulangilah langkah 7-9 dengan menggunakan amlitudo 0,50 cm, 0,75 cm, dan 1,00 cm. 11. Ulangilah langkah 7-9 dengan menggunakan amplitudo sebesar 0,75 cm dan frekuensi sebesar 0,75 Hz. 12. Ulangilah langkah 11 dengan menggunakan frekuensi sebesar 1,00 Hz, 1,25 Hz, dan 1,50 Hz.
16 1. 2. Data Hasil Percobaan Pengaruh amplitudo terhadap panjang gelombang dan cepat rambat gelombang jika frekuensi tetap Amplitudo (A) Frekuensi (f) Panjang Gelombang (λ) Cepat Rambat Gelombang (v) 0,25 cm 1,5 Hz 0,50 cm 1,5 Hz 0,75 cm 1,5 Hz 1,0 cm 1,5 Hz Buatlah tabel hasil pengamatan sesuai dengan percobaan yang telah dilakukan. Pengaruh Frekuansi terhadap panjang gelombang dan cepat rambat gelombang jika amplitudo tetap Amplitudo (A) Frekuensi (f) Panjang Gelombang (λ) Cepat Rambat Gelombang (v) 0,75 cm 0,75 Hz 0,75 cm 1,0 Hz 0,75 cm 1,25 Hz 0,75 cm 1,5 Hz
17 Data Processing Dari percobaan tersebut, coba kamu analisis dengan menjawab pertanyaan dibawah ini! Bagaimana pengaruh amplitudo terhadap panjang gelombang dan cepat rambat gelombang jika frekuensi tetap? 1. Bagaimana pengaruh frekuensi terhadap panjang gelombang dan cepat rambat gelombang jika amplitudo tetap? 2. 3.Buatlah grafik antara frekuensi dengan panjang gelombang! Kesimpulan Dari percobaan tersebut apa kesimpulan yang kamu dapat Verification Menurut kamu dari vidio stimulus diatas jika kamu melempar batu ke dalam kolam atau sungai, kamu akan melihata adanya pola gelombang seperti pada gambar di bawah ini. Gambar 4. Pola gelombang pada permukaan air (Sumber: Canva) Seandainya di atas permukaan kolam atau sungai terdapat sebuah sampah dedaunan tentu daun tersebut akan bergerak naik turun, padahal jarak antara batu dengan daun tersebut cukup jauh. Karena ketika batu yang kamu lempar jatuh ke dalam air, maka akan terjadi getaran, yang dimana energi getaran tersebut akan merambat ke segala arah sehingga terbentuk pola-pola melingkar. Dan tentunya
18 jika ada dedaunan yang berada di sekitar batu yang dilempar tersebut atau di tepian kolam atau sungai, maka daun tersebut akan ikut bergerak. Maka dapat diketahui bahwa gelombang adalah suatu gangguan yang merambatkan energi dari suatu titik ke titik lainnya. Gelombang juga diartikan sebagai perambatan energi dari satu titik ke titik lainnya. Gelombang dapat dibedakan berdasarkan dengan medium rambatnya dan arah rambatnya. Klasifikasi Gelombang Berdasarkan Medium Rambatnya 1. Gelombang Mekanik Gelombang mekanik adalah gelombang yang perambatannya memerlukan medium. Contohnya pada gelombang tali, gelombang bunyi, dan gelombang air. Pada gelombanggelombang ini memerlukan medium untuk dapat merambatkan gelombang. Umumnya gelombang mekanik dapat diamati oleh mata. 2. Gelombang Elektromagnetik Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak dapat merambat tanpa adanya medium. Contohnya pada gelombang radio, gelombang cahaya, dan gelombang radar.
19 1. Gambar 5. Klasifikasi gelombang berdasarkan medium rambatnya Klasifikasi Gelombang Berdasarkan Arah Rambatnya Gelombang Transfersal Gelombang transversal adalah gelombang yang getarannya tegak lurus dengan arah rambatnya. Contoh dari gelombang transversal yaitu pada gelombang tali. Ketika tali digerakkan ke atas dan ke bawah atau naik turun, arah getarnya akan tegak lurus dengan arah gerakan gelombang.
20 2. Gelombang Longtudinal Gelombang longtudinal adalah gelombang yang arah getaran mediumnya sejajar dengan arah gerak gelombang. Contoh dari gelombang longtudinal yaitu gelombang bunyi dan gelombang pada pegas. Dalam gelombang longtudinal terdiri dari satu renggangan dan satu rapatan. Gambar 6. Klasifikasi gelombang berdasarkan arah getar dan arah rambat Besaran-besaran Pada Gelombang 1. Simpangan (y) Simpangan yaitu jarak dari kedudukan benda yang bergetar ke titik setimbangnya. Satuan internasionalnya yaitu meter (m).
21 2. Amplitudo (A) Ampliduto adalah simpangan terbesar dari suatu benda yang bergetar. Satuan internasionalnya yaitu meter (m). 3. Periode (T) Periode adalah waktu yang diperlukan satu gelombang untuk melewati suatu titik. Satuan internasionalnya yaitu detik atau sekon (s). 4. Frekuensi (f) Frekuensi adalah banyaknya gelombang yang dilewati satu titik dalam suatu satuan waktu. Satuan internasionalnya yaitu hertz (Hz). 5. Panjang Gelombang (λ ) Panjang Gelombang adalah jarak yang ditempuh dalam satu gelombang. Satuan internasionalnya yaitu meter (m) 6. Cepat Rambat Gelombang (v) Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam satuan waktu. Satuan internasionalnya yaitu m/s. Cepat rambat gelombang dapat dirumuskan sebagai berikut: Gambar 7. Rumus cepat rambat gelombang
22 Sifat-sifat Gelombang 1. 2. Gelombang dapat dipantulkan (Refleksi) Pada pemantulan gelombang dibagi menjadi dua yaitu pemantulan ujung tetap dan pemantulan ujung bebas: Pemantulan pada ujung tetap yaitu getaran yang merambat akan dipantulkan ketika mencapai ujung medium. Ciri-ciri dari pemantulan ujung tetap yaitu ketika terjadi pembalikan pulsa saat pemantulan, yang dimana bukit menjadi lembah dan sebaliknya. Pemantulan pada ujung bebas memiliki ciri-ciri yaitu tidak adanya pembalikan pulsa saat pemantulan. Pulsa gelombang merupakan lengkung yang dihasilkan oleh sentakan tali yang menjalar menyusuri tali. Gelombang dapat dipadukan (Superposisi) Superposisi gelombang merupakan perpaduan antara dua gelombang atau lebih yang akan menghasilkan gelombang yang amplitudonya lebih besar atau lebih kecil dari sebelumnya. Superposisi gelombang dapat dilakukan dengan menjumlahkan simpangan dua gelombang. 3. Gelombang dapat dibiaskan (Refleksi) Pembiasan gelombang atau refeleksi gelombang adalah pembelokan gelombang pada saat merambat dari medium satu ke medium lainnya. Contohnya pada pembiasan gelombang air laut. Saat gelombang air laut menuju ke pantai gelombang akan diperlambat dan kecepatannya berkurang. Hal ini disebabkan oleh penambahan amplitudo gelombang dan terjadinya pembiasan pada gelombang air lanjut. Maka dari itu, gelombang air laut akan bertambah tinggi. Difraksi gelombang adalah perambatan gelombang melalui suatu celah atau di sekitar suatu benda yang menyebabkan perubahan arah gelombang tersebut. Contoh dari difraksi gelombang yaitu difraksi cahaya. difraksi cahaya terjadi ketika cahaya melewati suatu celah, maka cahaya tersebut dapat mengalami pembelokan atau parubahan arah. 4. Gelombang dapat dilenturkan (Difraksi)
23 Contoh Soal! Gelombang suara dengan frekuensi 0,5 Hz dan panjang gelombangnya 1 m. Maka cepat rambat gelombang tersebut adalah? Pembahasan: Diketahui: f = 0,5 Hz λ = 1 m Ditanya: v....? Dijawab: Maka cepat rambat gelombang dapat dihitung sebagai berikut: Generalitation Dari percobaan yang telah kamu lakukan dan paparan materi yang sudah kamu baca, coba buatlah kesimpulan yang sudah kamu pelajari pada materi getaran!
24 KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 Cahaya A. Tujuan Pembelajaran B. Uraian Materi Stimulation Ayo scan kode QR dibawah ini untuk memperhatikan video tentang gelombang. Problem Statement Apakah kamu sudah lihat videonya? Menurut kamu 1.Pernakah kamu cahaya bintang yang bisa sampai ke mata? Mengapa bintang-bitang itu tampak begitu kecil serupa titik-titik yang menyala? 2. Setelah kegiatan pembelajaran berlangsung diharapkan peserta didik mampu untuk menganalisis difat-sifat cahaya dan mampu melakukan percobaan dispersi cahaya dengan benar. https://bit.ly/stimuluscahaya
25 Data Collection Mari coba kita melakukan percobaan dengan mengscan kode QR dibawah ini untuk melakukan percobaan pembiasan cahaya pada prisma Tujuan Percobaan: 1.Untuk mbuktikan sifat dispersi cahaya pada prisma. Coba kamu cermati langkah-langkah berikut ini: Scan kode QR diatas untuk memulai percobaan pembiasan pada prisma. 1. 2. Pilihlah pembelokan cahaya pada prisma atau lensa. 3. Pililah gambar prisma untuk percobaan.
26 4. Aturlah indeks pembiasan lingkungan di udara. 7. Lakukanlah percobaan dengan sinar ungu 380 nm dan sinar merah 700 nm. 8. Klik tombol merah pada laser untuk memenculkan sinar. 5.Aturlah laser untuk menggunakan 1 pancaran cahaya 6. Pilih bantuan garis normal dan busur dengan cara mencheklist pada bagian samping material. 9.Ukurlah sudut sinar bias yang dihasilkan mengunakan busur dan catatlah dalam tabel percobaan.
27 Data Hasil Percobaan Buatlah tabel hasil pengamatan sesuai dengan percobaan yang telah dilakukan. Sinar Ungu No Sudut Datang 1 Sudut Bias 1 Sudut Datang 2 Sudut Bias 2 1. 30 2. 45 3. 60 Sinar Merah No Sudut Datang 1 Sudut Bias 1 Sudut Datang 2 Sudut Bias 2 1. 30 2. 45 3. 60
28 Data Processing Dari percobaan tersebut, coba kamu analisis dengan menjawab pertanyaan dibawah ini! Jelaskan apa yang dimaksud dengan dispersi cahaya berdasarkan percobaan yang telah dilakukan! 1. Jelaskan apakah ada perbedaan besar sudut bias dan sudut datang pada sinar ungu dan sinar merah? 2. Sebutkan warna apa yang terbentuk dari percobaan yang telah dilakukan? Faktor apakah yang menyababkan perubahan warna tersebut? 3. Apakah dalam percobaan yang telah dilakukan terbukti bahwa cahaya bersifat dispersi? Jelaskan! 4. Kesimpulan Dari percobaan tersebut apa kesimpulan yang kamu dapat Verification Cahaya Menurut kamu dari vidio diatas bintang-bintang yang bertaburan pada malam hari yang cerah sesungguhnya memancarkan sinar yang bersumber dari bintang itu sendiri, bukan dari hasil pemantulan dari sinar matahari. Pada bintang-bintang tersebut dapat memancarkan cahayanya sendiri seperti pada sinar manahari. Maka, Benda-benda yang dapat memancarkan cahayanya sendiri disebut dengan sumber cahaya. Pada sumber cahaya yang dapat kita lihat sendiri dalam kehidupan sehari-hari dapat dibedakan menjadi dua yaitu: Sumber cahaya alami, contohnya yaitu sinar matahari dan sinar bintang di angkasa. Sumber cahaya buatan, contohnya yaitu lampu pijar dan lampu tabung
29 Gambar 8. Sumber cahaya Benda yang tidak bisa memancarkan cahayanya sendiri disebut dengan benda gelap. Contohnya yaitu bulan dikarenakan bulan tidak tampak bercahaya kerena bulan mendapatkan cahaya matahari yang mengenai permukaan bulan dan cahayanya dipantulkan hingga sampai ke mata kita. Dalam benda gelap dapat dibedakan menjadi tiga yaitu: Benda tidak tembus cahaya merupakan benda yang tidak dapat meneruskan cahaya sama sekali yang diterimanya. Contohnya yaitu dinding, papan, dan lempengan logam. 1. Benda tembus cahaya marupakan benda yang dapat meneruskan sebagian cahaya yang diterimanya. Contohnya yaitu selembar kertas yang tipis. 2. Benda bening merupakan benda yang dapat meluruskan cahaya yang diterimanya. Contohnya yaitu udara, air jernih, kaca bening, dan plastik bening. 3.
30 Sifat-sifat Cahaya Cahaya memiliki beberapa sifat diantaranya yaitu cahaya dapat merambat lurus, cahaya dapat dipantulkan, cahaya dapat dibiaskan, dan cahaya merupakan gelombang elektromagnetik. 1. Cahaya Merambat Lurus Cahaya yang dipancarkan oleh sebuah sumber cahaya akan merambat lurus ke segala arah, jika medium yang dilaluinya homogen, maka cahaya akan membentuk garis lurus. Contohnya pada gambar diatas cahaya merambat lurus yang tampak pada berkas cahaya matahari yang menembus masuk kedalam ruangan melalui jendela. Contoh lainnya pada kehidupan sehari hari yaitu ada pada lampu senter yang disorotkan pada suatu tembok, cahaya yang berasal dari lampu mobil dan motor yang membentuk lintasan lurus yang digunakan untuk menerangi perjalanan pada malam hari. Gambar 9. Cahaya dapat merambat lurus (Sumber: The Asian Parent) 2. Cahaya Dapat Dipantulkan Gambar 10. Cahaya dapat dipantulkan (Sumber: Canva)
31 Pada saat kamu berangkat kesekolah, kamu pasti menyempatkan bercermin sejenak untuk melihat penampilan. Agar dapat dilihat bayangan kamu dicermin, maka cahaya harus dipantulkan pada kamu, mengenai cermin, dan dipantulkan kembali oleh cermin ke dalam mata. Maka pemantulan cahaya dapat terjadi jika cahaya mengenai suatu benda dan dapat dipantulkan oleh sebuah benda tersebut seperti pada contoh gambar diatas. Hukum Pemantulan Cahaya Pada Gambar dibawah ini seberkas sinar yang mengenai bidang pantul yang disebut dengan sinar datang yang dilambangkan dengn i. Sedangkan seberkas sinar yang meninggalkan bidang pantul disebut dengan sinar pantul yang dilambangkan dengan r. Dan sebuah garis merah disebut dengan garis normal yang dilambangkan dengan N. Gambar 11. Hukum pemantulan cahaya
32 A. Pemantulan Teratur Pemantulan teratur merupakan pemantulan yang terjadi karena berkas sinar datang jatuh pada permukaan rata. Pada pemantulan teratur, cahay akan dipantulkan ke satu arah. Syarat utama dari terjadinya pemantulan teratur, yakni terdapat sinar datang, garis normal, dan sinar pantul, terdapat pada garis bidang datar yang sama, selan itu pemantulan teratur memiliki sinar-sinar pantul, dengan arah dan besar sudut yang selalu sama. B. Pemantulan Baur Syarat dari pemantulan baur adalah pemantulan cahaya ke segala arah yang terjadi kerena berkas sinar datang jatuh pada permukaan kasar atau tidak rata. Contoh dari pemantulan baur yaitu pada pemantulan cahaya pada tembok, kayu, batu, tanah, dan benda-benda yang ada disekitar kita. Permukaan yang tidak rata, akan memantulkan garis-garis sinar yang berarah acak. Gambar 12. Jenis pemantulan cahaya
33 3. Pembiasan Cahaya Pembiasan cahaya adalah pembelokan gelombang cahaya yang disebabkan oleh suatu perubahan dalam kelanjutan gelombang cahaya pada saat gelombang cahaya tersebut merambat dari satu zat ke zat lainnya. Contoh dari pembiasan cahaya yaitu sebuah pensil akan kelihatan bengkok atau patah ketika dicelupkan ke dalam air, karena dapa perosistiwa tersebut cahaya akan dibelokkan ketika cahaya itu melewati air menuju udara. Gambar 13. Pembiasan cahaya (Sumber: Canva) A. Hukum Snellius Pembiasan Cahaya Gambar 14. Hukum Snellius
34 Perhatikan gambat di atas tersebut! Pada gambar tersebut, cahaya melewati dua medium dengan tingkat kerapatan yang berbeda, yaitu udara dan air. Udara memiliki susunan partikel yang lebih renggang, sihingga molekulnya dapat bergerak dengan bebas. sedangkan air memiliki susunan partikel yang lebih padat, sehingga molekulnya tidak mudah bergerak dengan bebas. Maka, udara memiliki kerapatan yang lebih rendah dibandingkan dengan air. Besarnya kerapatan optik suatu medium dihungkan dengan indeks bias (n). Indeks bias adalah perbandingan antara kecepatan cahaya di ruang hampa udara dengan kecepatan cahaya di medium tersebut. Pada gambar cahaya yang dibiaskan dari udara ke air cahaya akan merambat daro medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat. Air memiliki indeks bias yang lebih besar dari udara (n2 > n1), hingga arah belokkan cahaya dari bidang batas dua medium juga besar. Maka, cahaya akan dibiaskan atau dibelokkan mendekati garis normal. Sedangkan pada gambar pembiasan cahaya dari air ke udara. Cahaya akan merambat dari medium yang lebih rapat ke medium yang kurang rapat. Udara memiliki indeks bias yang lebih kecil dari air (n1 < n2), sehingga arah pembelokan cahaya dari bidang batas dua medium juga kecil. Oleh karena itu, Cahaya akan dibiaskan atau dibelokkan menjahui garis normal. B. Dispersi Cahaya Pernahkah kamu melihat pelangi di langit? Apakah warnawarna dalam pelangi tersebut? Bagaimanakah terjadinya warna-warna dalam pelangi tersebut? Jika kamu pernah melihat pelangi, maka kalian pernah melihat suatu peristiwa dispersi cahaya. Dispersi cahaya adalah peristiwa terurainya cahaya putih menjadi warna-warna spektrum.
35 Pada gambar diatas menunjukkan sebuah cahaya yang melalui sebuah prisma. Prisma membiaskan cahayanya dua kali. Pertama, pada saat cahaya masuk ke dalam prisma dan kedua pada saat cahaya keluar ke udara. Pada peristiwa tersebut cahaya dengan panjang gelombang yang lebih pendek dibiaskan lebih besar daripada cahaya Gambar 15. Dispersi cahaya 4.Cahaya Merupakan Gelombang Elektromagnetik Cahaya merupakan energi yang berbantuk gelombang elektromagnetik. Energi tersebut merupakan energi kasat mata yang memiliki panjang gelombang 380-750 nm. Gelombang elektromagnetik tidak memerlukan medium dalam perambatannya, maka cahaya juga tidak memerlukan medium untuk merambat. Salah satu fenomena yang dapat membuktikan bahwa cahaya mampu mentransfer energi yaitu saat lilin yang dinyalakan diruang yang gelap dan kemudian lilin tersebut dapat menerangi ruangan tersebut.
36 Contoh lainya adalah matahari yang memancarkan gelombang cahayanya melalui ruang angkasa (tanpa medium). Berdasarkan frekuensinya, gelombang elektromagnetik ada bermacam-macam. Berikut klasifikasi gelombang elektromagnetik yang dapat dikenal sebagai spektrum elektromagnetik. Gambar 16. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik (Sumber: Dok. Kemendikbud) Sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia merupakan bagain yang sangat kecil dari spektrum elektromagnetik. Cahaya tampak merupakan cahaya yang memiliki panjang gelombang elektromagnetik yang dapat diditeksi oleh mata manusia. Panjang gelombang cahaya tampak berkisar antara 400 nm sampai dengan 700 nm, yang besarnya seratus kali lebih kecil daripada lebar rambut manusia. warna cahaya yang dapat dilihat tergantung pada panjang gelombang dari gelombang cahaya yang masuk ke mata.
37 Generalitation Dari percobaan yang telah kamu lakukan dan paparan materi yang sudah kamu baca, coba buatlah kesimpulan yang sudah kamu pelajari pada materi cahaya!
38 LATIHAN SOAL Getaran dapat didefinisikan sebagai gerak bolak-balik disetitar titik kesetimbangan. Sebutkan contoh dalam kehidupan sehari-hari dari peristiwa getaran tersebut! 1. Besar periode sebuah benda yang bergetar tidak dipengaruhi oleh adanya? 2. Sebuah bandul digetarkan 20 kali getaran selama 40 detik. Maka periode getaran bandul tersebut adalah? 3. Sebuah benda bergetar dengan frekuensi 8 Hz dalam waktu 2 sekon. Maka benda tersebut dapat bergetar sebanyak berapa getaran? 4. 5.Sebutkan peristiwa gelombang dalam kehidupan sehari-hari? Berapakah frekuensi gelombang jika periode gelombangnya 0,04 sekon? 6. Gelombang merambat dengan kecepatan 420 m/s dan frekuensi gelombangnya yaitu 60 Hz. maka panjang gelombangnya adalah? 7. Sebuah gelombang bunyi merambat dengan kecepatan 80 m, dan periodenya yaitu 4 sekon. hitunglah cepat rambat gelombang bunyi tersebut! 8. 9.Sebutkan dan jelaskan sifat-sifat dari cahaya Banyak peristiwa terjadinya orang tenggelam di kolam renang. Salah satu penyebabnya adalah kesalahan memperkirakan kedalaman kolam ketika dilihat dari atas permukaan kolam. Peristiwa apa yang terjadi pada kasus tersebut? Jelaskan! 10.
39 GLOSARIUM Getaran Adalah gerak bolak-balik dari suatu benda dalam selang waktu tertentu melalui titik kesetimbangannya. Simpangan Adalah jarak antara kedudukan benda yang bergetar dengan titik kesetimbangannya dengan satuan internasional meter (m). Amplitudo Adalah simpangan terjauh dari titik kesetimbangan dengan satuan internasional meter (m). Periode Adalah waktu yang diperlukan untuk satu kali getaran dan waktu yang diperlukan satu gelombang untuk melewati satu titik dengan satuan internasional detik/sekon (s). Frekuensi Adalah Banyaknya getaran dalam satu satuan waktu tertentu dan banyaknya gelombang yang dilewati satu titik dalam satu satuan waktu dengan satuan internasional herts (Hz). Panjang Gelombang Adalah jarak yang ditempuh dalam satu gelombang dengan satuan internasionl meter (m). Cepat Rambat Gelombang Adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam satuan waktu dengan satuan internasional m/s. Gelombang Mekanik Adalah gelombang yang perambatannya memerlukan medium. Gelombang Elektromagnetik Adalah gelombang yang tidak dapat merambat tanpa adanya medium.
40 Gelombang Longtudinal Adalah gelombang yang arah getaran mediumnya sejajar dengan arah gerak gelombang. Hukum Snellius Adalah rumus matematika yang memberikan hubungan antara sudut datang dan sudut bias pada cahaya yang melalui batas anatara dua medium yang berbeda, seperti udara dan air Pemantulan Cahaya Adalah perubahan arah rambat cahaya ke arah sisi (medium asalnya, setelah menumbuk antarmuka dua medium. Pembiasan Cahaya Adalah perubahan arah rambat partikel cahaya akibat terjadinya percepatan. Gelombang Transfersal Adalah gelombang yang getarannya tegak lurus dengan arah rambatnya.
41 DAFTAR PUSTAKA Maryana, O.F. (2021) Ilmu Pengetahuan Alam Kelas VIII. Jakarta: Badan Standar, Kurikulum, dan Asesment Pendidikan Kementrian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi. Mundilarto. (2008). Fisika 2 Kelas VIII (Seri 2). Jakarta: Yushidtira. Putra, R. M. (2022). Cahaya dan Penerapan Sifat-sifat Cahaya. Jakarta:Cv Media Edukasi Creative. Suartini, K. (2010). Rangkuman Fisika SMP. Jakarta: Gagas Media. Wijaya, A., Suryatin, B., & Salirawati,D. (2010). IPA Terpadu. Jakarta: Grafindo.
42 BIOGRAFI PENULIS Penulis dilahirkan pada tanggal 10 Juli 2002 di Kabupaten Pasuruan. Penulis merupakan anak ke dua dari dua bersaudara. Penulis menyelesaikan Pendidikan Sekolah Dasar di SDN Ngembe 1 lulus pada tahun 2014, kemudian melanjutkan Pendidikan Sekolah Menengah Pertama di SMPN 2 Beji lulus pada tahun 2017, kemudian melanjutkan Pendidikan Sekolah Menengah Atas di SMA Ma’arif NU Pandaan lulus pada tahun 2020, dan kemudian melanjutkan Pendidikan Perguruan Tinggi Program Studi Pendidikan Fisika di Universitas PGRI Kanjuruhan Malang pada tahun 2020-sakarang Penulis juga pernah aktif berorganisai yaitu Osis di SMPN 2 Beji dan menjadi pengurus inti sebagai Ketua 1 Himpunan Mahasiswa Pendidikan Fisika periode 2021/2022
E-MODUL GETARAN, GELOMBANG, DAN CAHAYA GETARAN, GELOMBANG, DAN CAHAYA