RPP 1 Gelombang Cahaya [PDF]

Citation preview

RENCANA PELAKSANAAN DAN PEMBELAJARAN



Satuan Pendidikan



: SMAN 2 SAMARINDA



Mata Pelajaran



: Fisika



Materi Pembelajaran



: Gelombang Cahaya



Kelas/Semester



: XII/1



Pertemuan ke-



: I (Satu)



Alokasi Waktu



: 2 X 45 Menit



A. Standar Kompetensi 1. Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah. B. Kompetensi Dasar 2.1 Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang cahaya. 2.2 Menerapkan konsep dan prinsip gelombang cahaya dalam teknologi C. Indikator Pencapaian Kompetensi 1. Mendeskripsikan sifat-sifat gelombang cahaya (dispersi, dan interferensi) 2. Menjelaskan tentang fenomena dispersi cahaya 3. Menjelaskan pengertian interferensi cahaya . 4. Mendeskripsikan interferensi dua celah sempit (percobaan Young) 5. Menerapkan persamaan interferensi dua celah sempit (percobaan Young) dalam penyelesaian masalah yang berhubungan dengan kehidupan sehari-hari.



D. Tujuan Pembelajaran 1. Melalui diskusi dan kaji pustaka siswa dapat Mendeskripsikan sifat-sifat gelombang cahaya (dispersi, dan interferensi) 2. Melalui diskusi dan kaji pustaka siswa dapat menjelaskan tentang fenomena dispersi cahaya 3. Melalui diskusi dan kaji pustaka siswa dapat menjelaskan pengertian interferensi cahaya . 4. Melalui diskusi dan demonstrasi siswa dapat menjelaskan interferensi dua celah sempit (percobaan Young)



5. Melalui kaji pustaka dan diskusi siwa dapat menggunakan persamaan interferensi dua celah sempit (percobaan Young) dalam menyelesaikan masalah yang berhubungan dengan kehidupan sehari-hari.



E. Materi Pembelajaran Gelombang Cahaya Cahaya merupakan suatu bentuk energi yang sangat penting yang dibutuhkan oleh seluruh makhluk hidup yang ada di bumi, tak terkecuali manusia. Tanpa adanya cahaya kehidupan di bumi pun dipastikan tidak dapat berjalan sempurna. Semua makhluk hidup menggantungkan hidupnya baik secara langsung maupun tidak langsung terhadap keberadaan cahaya. Tak bisa kita pungkiri betapa pentingnya peranan cahaya bagi makhluk hidup di muka bumi ini. Untuk mempermudah diskusi kita dalam memahami materi gelombang cahaya, coba lakukan pengamatan terhadap fakta/fenomena yang tersaji pada gambar-gambar berikut ini ! Apa yang bisa anda jelaskan dari pengamatan tersebut? Coba rumuskan beberapa pertanyaan seputar pengamatan anda !



Gambar 3.1a Spektrum cahaya pelangi



Gambar 3.1c Serat Optik



Gambar 3.1b Warna-warni pelangi pada Gambar 3.1cTeknologi holografi Lapisan tipis air sabun Beberapa contoh fakta / fenomena alam yang terjadi karena gejala gelombang



cahaya telah anda amati. Gambar (3.1a) adalah contoh terlihatnya warna-warni sprektum cahaya diangkasa setelah hari hujan atau pada saat hujan rintik-rintik, yang kita sebut pelangi. Dan gambar (3.1b) adalah warna-warni cahaya pada lapisan tipis gelembung air sabun. Gejala ini juga sering kita lihat pada bensin atau minyak tanah yang tumpah di permukaan air. Selanjutnya apabila kita bicara peranan cahaya bagi kehidupan, dewasa ini teknologi cahaya telah berkembang demikian pesatnya. Gambar (3.1c) adalah saluran transmisi atau sejenis kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang sangat halus dan lebih kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain, yang kita sebut sebagai serat optik. Serat optik banyak digunakan dalam sistem komunikasi bahkan instrumen kedokteran yang disebut endoskop. Sedangkan Gambar (3.1d) menunjukkan kemajuan teknologi hologram. Holografi adalah teknik yang memungkinkan cahaya dari suatu benda yang tersebar direkam dan kemudian direkonstruksi sehingga objek seolah-olah berada pada posisi yang relatif sama dengan media rekaman yang direkam. Berdasarkan uraian tersebut, maka dapat kita rumuskan beberapa pertanyaan diantaranya: Bagaimana cahaya pelangi dan warna-warni cahaya pada gelembung sabun atau lapisan tipis minyak itu terbentuk? Bagaimana prinsip kerja serta optik dan holografi? Apakah fakta/ fenomena alam dan beberapa contoh kemajuan teknologi gelombang cahaya tersebut, ada kaitannya dengan dispersi cahaya, interferensi, difraksi atau sifat-sifat gelombang cahaya lainnya?



1. Dispersi Cahaya Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya putih (polikromatik) menjadi bermacam-macam warna cahaya karena pembiasan. Komponen-komponen warna yang terbentuk yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Dispersi terjadi akibat adanya perbedaan indeks bias dan kecepatan tiap warna cahaya.pada saat melewati medium pembias. Pelangi merupakan contoh fenomena alam yang terjadi karena adanya dispersi, refleksi dan refraksi sinar matahari oleh titik-titik air hujan. Karenanya, pelangi hanya terjadi jika di depan kita telah terjadi hujan dan matahari berada dibelakang kita.



Gambar 3.2 Spekstrum cahaya pelangi



Gambar 3.3 Dispersi cahaya oleh prisma



Selain fenomena pelangi, peristiwa dispersi juga terjadi apabila seberkas cahaya putih, misalnya cahaya matahari dilewatkan pada suatu prisma seperti pada gambar (3.3).



Gambar 3.4 Sudut Dispersi



Kumpulan cahaya warna tersebut dinamakan spektrum. Lebar spektrum yang dihasilkan oleh prisma tergantung pada selisih sudut deviasi antara cahaya ungu dan cahaya merah. Selisih sudut deviasi antara cahaya ungu dan merah disebut sudut dispersi.



2. Interferensi Cahaya Interferensi cahaya adalah paduan dua gelombang cahaya atau lebih menjadi satu gelombang baru. Agar interferensi cahaya dapat teramati dengan jelas, maka kedua gelombang cahaya itu harus bersifat koheren. Dua gelombang cahaya dikatakan koheren apabila kedua gelombang cahaya tersebut mempunyai amplitudo, frekuensi yang sama dan beda fase tetap. Garis terang akan teramati pada layar apabila kedua gelombang cahaya berinteferensi saling memperkuat (bersifat konstruktif), dan apabila kedua gelombang cahaya berinterferensi saling memperlemah (bersifat destruktif) maka akan dihasilkan garis gelap pada layar. Warna-warni pelangi menunjukkan bahwa sinar matahari adalah gabungan dari berbagai macam warna dari spektrum kasat mata. Di lain fihak, warna pada gelombang sabun, lapisan minyak, dan warna bulu burung merah bukan disebabkan oleh pembiasan. Hal ini terjadi karena interferensi konstruktif dan destruktif dari sinar yang dipantulkan oleh suatu lapisan tipis.



Gambar 3.5 Teknologi holografi



Holografi adalah sebuah teknik untuk merekam dan untuk menghasilkan kembali sebuah bayangan benda melalui efek-efek interferensi. Sebuah hologram adalah sebuah rekamaan fotografik dari sebuah pola interferensi yang dibentuk oleh cahaya yang dihamburkan dari sebuah benda dan cahaya langsung yang datang dari sumber itu. Sebuah hologram membentuk sebuah bayangan yang benar-benar berdimensi tiga dari benda itu. Adanya gejala interferensi ini, merupakan bukti yang paling menyakinkan bahwa cahaya itu adalah gelombang.



a. Interferensi Celah Ganda Thomas Young mendapatkan dua gelombang cahaya yang koheren dengan menjatuhkan cahaya dari sumber cahaya pada dua buah celah sempit yang saling berdekatan, sehingga sinar cahaya yang keluar dari celah tersebut merupakan cahaya yang koheren.



Gambar 3.6 Interferensi Celah Ganda Young



Gelombang cahaya datang dari So menuju S1 dan S2. Cahaya tersebut di difraksi oleh kedua celah dan menghasilkan pola interferensi pada layar berupa pola garis terang dan gelap. Interferensi dapat terjadi karena adanya beda lintasan berkas cahaya dari S1 dan S2.  Interferensi maksimum dan interferensi minimum Jika jarak antara kedua celah (d ), jauh lebih kecil daripada jarak celah terhadap layar (l), (d