Petunjuk Praktikum Eksperimen Fisika KBK Astronomi [PDF]

Citation preview

PETUNJUK PRAKTIKUM EKSPERIMEN FISIKA KBK ASTRONOMI



Oleh : Oleh: DRS.SUTRISNO,M.T. NIP. 19610102 198803 1 002



JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM



UNIVERSITAS NEGERI MALANG JANUARI TAHUN 2012



KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadlirat Alloh swt. atas limpahan rahmadNya, sehingga buku Petunjuk Praktikum Eksperimen Fisika KBK Astronomi sebagai pegangan praktikum matakuliah Eksperimen Fisika selesai ditulis sebelum kuliah dimulai. Sesuai dengan deskripsi matakuliah pada buku katalog MIPA untuk Jurusan Fisika, matakuliah ini merupakan matakuliah wajib sebagai bidang keahlian, dan matakuliah ini adalah matakuliah yang dikaitkan dengan KBK Astronomi. Dalam praktikum ini sebagai dasar peserta didik untuk mengalami cara mengamati obyek melalui teleskop. Diharapkan dengan pengalaman praktikum ini peserta didik dapat menambah wawasan dan dapat diterapkan dalam kehidupan seperti ru’yah untuk kehidupan beragama. Demikian Buku Petunjuk Praktikum matakuliah Eksperimen Fisika ini disusun, dan demi perbaikan disemester berikutnya penyusun menerima kritik maupun saran-saran dari peserta didik maupun pembaca lain yang tertarik pada matakuliah ini.



Januari 2012 Penyusun



2



DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ...............................................................................



2



DAFTAR ISI ..............................................................................................



3



JUDUL PRAKTIKUM ...............................................................................



4



A. Pendahuluan ..........................................................................................



4



B. Tujuan ....................................................................................................



5



C. Peralatan ................................................................................................



5



D. Prosedur Pengoperasian teleskop …………………………………..



6



E. Tugas Pengamatan obyek ……………………………………………..



11



Lembar Pengamatan Sementara ………………………………………….



12



LAMPIRAN : DASAR TEORI TATAKOORDINAT



3



PRAKTIKUM EKSPERIMEN FISIKA SETING TELESKOP DI LABORATURIUM ASTRONOMI JURUSAN FISIKA FMIPA UNIVERSITAS NEGERI MALANG



A. Pendahuluan Teleskop merupakan alat untuk mendekatkan benda/obyek yang sangat jauh menjadi dekat sehingga obyek tersebut menjadi jelas. Oleh sebab itu dalam merakit ataupun men-set ( meletakan ) teleskop supaya sesuai dengan benda benda yang jauh dapat terlihat sesuai dengan posisinya yang diatur dalam satuan internasional. Untuk menyatakan posisi benda tersebut diperlukan tingkat ketelitian dan presisi yang tinggi. Pengamatan ini terkait erat dengan peralatan yang digunakan yakni teleskop. Ketepatan penggunaan teleskop akan sangat berpengaruh pada kejelasan dan ketepatan hasil pengamatan. Oleh karena itu perlu diketahui cara menggunakan / mengoperasikan macam-macam teleskop yang dapat digunakan untuk mengamati benda-benda langit serta prosedur penggunaan teleskop itu sendiri. Untuk kali ini para mahasiswa dilatih untuk mengoperasikan salah satu teleskop yang dimiliki laboratorium Astronomi Jurusan Fisika Universitas Negeri Malang, yaitu jenis teleskop Al-azimut merk MEADE yang didasarkan pada system Tatakoordinat Horizon. Oleh sebab itu dasar teori tentang Tatakoordinat Horizon disertakan dalam buku petunjuk praktikum ini. Dan sedikit teori tentang system teleskop. Diharapkan setiap



4



peserta akan dapat mengoperasikan dan memahami penggunaan teleskop dalam kehidupan sehari-hari seperti praktek ru’yah dalam kehidupan beragama.



B. Tujuan Tujuan percobaan ini adalah: 1. Menentukan arah mata angin (Utara-selatan, Timur dan Barat ) sebagai Titik nol pengukuran Koordinat Horizon di lokasi yang ditentukan. 2. Merakit ( Setting ) Teleskop Meade-ETX-125 3. Mengoperasikan teleskop AL-AZIMUTH TELESCOPE “MEADE ETX-125” di Lokasi yang ditentukan. 4. Menentukan lokasi ( Azimuth, Atlitude) Obyek benda melalui Teleskop Meade. 5. Setiap peserta membuat laporan praktikum yang ditulis tangan yang disertai data dan photo kegiatan. C. Peralatan No. 1.



Peralatan / Bahan Teleskop “Meade ETX-125”



Kegunaan Untuk pengamatan



( teleskop Al-Azimuth ) 2.



Tali / rafia / benang dan paku



3.



Webcamp



yang



Untuk penghubung arah mata angin



terhubung Mengambil data obyek



USB dan drivernya 4.



Penggaris busur dan penggaris Untuk menggaris titik-titik hubung lurus dari kayu panjang 1 m



5.



Kapur/spidol



Menandai arah titik mata angin



6.



Laptop



Untuk merekam data obyek



5



D. Prosedur Pengoperasian teleskop 1. Menentukan arah mata angin pada lokasi teleskop untuk pengamatan a



Tancapkan tongkat/stik



diatas tanah dan tentukan arah utara,



selatan, timur maupun barat bedasarkan titik – titik bayangan ujung tongkat yang setiap 5 menit ditandai dengan tanda X , kemudian garis dengan menggunakan benang/tali sebagai tanda arah mata angin tersebut. Seperti dalam gambar berikut:



Gambar 1. Tongkat ditancapkan sampai ada bayangan



Gambar 2. Menandai ujung bayangan tongkat setiap 5 menit b



Buat garis tersebut saling tegak lurus kemudia ditandai arah mata angin tersebut, nampak seperti gambar berikut:



6



Gambar 3. Tanda arah mata angin untuk lokasi Teleskop



2. Merakit Teleskop a. Rakit Teleskop Meade ETX-125 sesuai dengan urutan gambar berikut: Rakit tripot (kaki teleskop) seperti gambar berikut:



Gambar 4.Tripot yang sudah dirakit Ambil teleskop Meade dari tempat tas, dan buka tas tersebut jangan sampai terbalik



7



Gambar 5.Tas Teleskop Meade ETX-125



Gambar 6. Cara membuka tas teleskop b. Ambil teleskop dan letakan diatas tripot kemudian dikunci bagian bawah teleskop pada tripot supaya kuat dan tidak jatuh. Seperti gambar berikut



Gambar 7.Cara pengambilan Teleskop bagian tengah dipegang 8



c.Tempatkan Teleskop yang sudah dirakit untuk digunakan sebagai pengamatan pada daerah yang telah ditandai dengan arah mata angin



Gambar 8. Tempatkan teleskop pada tempat yang sudah ditandai arah mata angin d. Buka tutup lensa obyektif teleskop seperti pada gambar berikut



Gambar 9. Cara Buka tutup lensa obyektif teleskop putar kiri



9



e. Pasang lensa okuler teleskop seperti gambar berikut:



Gambar 10. Cara pasang lensa okuler teleskop f. Arahkan tabung lensa obyektif teleskop kearah utara sebagai titik nol azimuth dan ketinggian lensa obyektif sejajar horizon sebagai titik nol atltude.seperti pada gambar berikut:



Gambar 11. Posisi teleskop siap digunakan menentukan posisi obyek



10



3. Pengamatan Obyek benda Setelah teleskop siap, gunakan pemgamatan benda/obyek yang jauh dan mudah terlihat kemudian atur fokus pada eyepiece dengan menggerakan pelahan-lahan sampai obyek terlihat dengan jelas diteleskop. Kemudian catat posisi Azimuth obyek dan atlitudenya. Selanjutnya rekam obyek dengan mengganti eyepiece dengan Webcam dan atur fokus sampai terlihat jelas di laptop setelah jelas di snapshoot untuk diambil gambarnya sebagai data.



Gambar 12. Posisi pengatur fokus obyek sampai terlihat jelas



E. Tugas Pengamatan obyek 1. Amati obyek / benda dengan lokasi ditentukan oleh Dosen/Asisten, lakukan pengamatan dan laporkan hasilnya pada laporan sementara pengamatan pada lembar pengamatan 2. Bagaimana posisi obyek yang terlihat didalam teleskop apakah terbalik, tegak jelaskan jawabanmu !



11



LEMBAR PENGAMATAN SEMENTARA PRAKTIKUM EKSPERIMEN FISIKA SETING TELESKOP DI LABORATURIUM ASTRONOMI JURUSAN FISIKA FMIPA UNIVERSITAS NEGERI MALANG NAMA



: ……………………………………..



NIM



: …………………………………….



TGL.PERCOBAAN : ……………………………… Lokasi Pengamatan



: ……………………………… : …………………..LS ………………..BT



Obyek yang diamati : …………………………….. Waktu Pengamatan



: …………………………….



Posisi Azimuth



: ……………………………



Posisi Atlitude



: ……………………………..



Mengetahui, Dosen/Asisten



( ……………) 12



LAMPIRAN TEORI



TATAKOORDINAT



Dan Dialah yang telah menciptakan malam dan siang, matahari dan bulan. Masing-masing dari keduanya itu beredar di dalam garis edarnya. Al-Qur'an, Surah Al Anbiyaa' Ayat 33



A. Bola Langit dan Bola Dunia Jika kita melihat langit, seolah-olah kita melihat bagian dalam dari setengah bola (hemisfer) raksasa yang melingkupi kita. Benda-benda langit terlihat seolah-olah menempel pada bagian dalam bola raksasa, yang kita namakan bola langit. Untuk merujuk posisi objek-objek di bola langit itu, digunakan sistem kordinat. Dalam astronomi, dikenal beberapa sistem koordinat. Perbedaan antar sistem koordinat adalah perbedaan pemilihan titik asal mengukur posisi objek di bola langit, dan pemilihan lingkaran-lingkaran dasar yang 13



mendefinisikan kordinat-koordinat tersebut. Pada tulisan ini, yang dibahas sistem koordinat horizon dan sistem koordinat equatorial, sistem koordinat ekliptika 1. Bola Langit dan Bola Langit Standar Sejak zaman yunani kuno telah diyakini bahwa bumi, bulan, planet, matahari, semuanya berbentuk bola, karena bola diyakini rerupakan bentuk ruang yang paling sempurna. Untuk memudahkan mempelajari benda bentuk bola seperti itu perlu disepakati terlebih dahulu beberapa istilah penting pada bidang bola berikut: a. Bola langit adalah bola dengan radius yang amat besar (dibandingkan dengan radius Bumi), tempat objek-objek langit diproyeksikan. Semua objek-objek langit (Bulan, planet, bintang, galaksi, dll) diproyeksikan pada bola langit, dan perbedaan jarak objek-objek tersebut diabaikan. Bola langit ini berpusatkan pada posisi pengamat di permukaan Bumi. Posisi yang merujuk pada bola langit ini dinamakan posisi toposentrik. b. Bola langit standar adalah bola langit yang pusatnya berimpit dengan pusat Bumi. Posisi benda langit yang diproyeksikan pada bola langit standar ini adalah posisi benda langit yang akan diamati oleh pengamat jika ia berada di pusat Bumi. Posisi yang merujuk pada bola langit standar dinamakan posisi geosentrik.Seperti yang nampak pada gambar 1.1. c. Bidang bola ialah tempat kedudukan titik-titik yang sama jarak dari satu titik tetap. tetap ini disebut pusat bola, dan jarak sama tadi disebut jejari bola.



14



Gambar 1.1 Bola langit (kiri) dan bola langit standar (kanan). d. Lingkaran besar ialah lingkaran pada bidang bola yang sepusat dengan bola. e. Lingkaran kecil ialah lingkaran pada bidang bola yang tidak sepusat dengan bola. Untuk selanjutnya, penggunaan istilah bola langit merujuk pada bola langit standar. Pusat bola langit (yang juga pusat Bumi) selanjutnya akan disimbolkan sebagai C.Seperti dalam gambar 1,2



Gambar 1.2 Bola langit standar



15



Lingkaran besar adalah lingkaran yang pusatnya berimpit dengan titik pusat bola langit (berwarna hijau). Lingkaran berwarna merah, kuning, dan biru adalah lingkaran besar, sedangkan lingkaran berwarna abu-abu bukan.



2. Bola Dunia a.Bidang bola dunia Ruang bola dunia ialah tempat kedudukan titik-titik yang berjarak 6,35 x 106m dari pusat intinya. b.Sumbu putar, Kutub-kutub bidang bola dunia Perputaran bola dunia sekeliling sumbu melalui pusat bola; Sumbu putar ini menembus bidang bola dunia di dua kutub; pengamat menghadap ke utara, apabila perputaran bola dunia searah dengan perputaran jarum jam, dikatakan juga perputaran ini dari barat ke timur. Kutub yang dibelakangi pengamat adalah kutub selatan. Lambang kutub utara adalah KU dan kutub selatan: KS. c.Equator bola dunia Equator bola dunia ialah lingkaran besar pada bidang bola dunia yang bidangnya tegaklurus di tengah-tengah garis U&S.Ekuator disebut juga khatulistiwa. d.Lintang geografi Lintang geografis ialah lingkaran kecil pada bidang bola dunia yang bidangnya sejajar dengan bidang ekuator, ditengarai L, di belahan utara disebut lintang utara (LU) dan di selatan disebut lintang selatan (LS), masing-masing terbagi atas 0 0 -- 90 0 untuk LU; dan 00 -- -900 untuk LS. Lintang kutub utara adalah 900 dan lintang kutub selatan adalah -90°.



16



e.Bujur geografi Bujur geografi adalah lingkaran besar pada bola dunia yang bergaris tengah garis U-S; ditengarai huruf B. Bujur geografi_ yang melewati Greenwich Observatorium dekat London, Inggris, disebut bujur Greenwich atau bujur nol. Bujur nol berpotongan dengan ekuator di teluk Afrika, dan dinamakan titik acuan 0. Dari bujur nol ke timur sejauh 180 0 (positif) disebut bujur timur, dilambangi huruf BT dan yang ke barat sejauh -180 0 (negatif) disebut bujur barat dilambangi huruf BB. Bujur +180 0 bertemu dengan bujur -180 0 di samodera Pasifik, yang merupakan bujur batas. f. Sintem koordinat bidang bola dunia Sistem koordinat bidang bola dunia ialah susunan salib sumbu yang dibentuk dari ekuator dan bujur Greenwich. Koordinat yang digunakan pada bola langit mirip seperti koordinat yang kita gunakan di permukaan Bumi, lintang dan bujur. Koordinat-koordinat tsb diukur sepanjang busur lingkaran besar, yaitu lingkaran pada bola langit yang pusatnya berimpit dengan pusat bola langit. Dengan kata lain, lingkaran besar adalah lingkaran terbesar yang bisa digambar di bola langit, dimana radius dari lingkaran besar tsb sama dengan radius bola langit ( lihat Gambar 1.2 ). Lingkaran berwarna kuning, merah, dan biru pada Gambar 1.2 adalah lingkaran besar, tetapi lingkaran berwarna abu-abu bukan lingkaran besar. Untuk menyatakan posisi sebuah benda langit dapat digunakan beberapa macam tata koordinat yang semuanya merupakan sistem koordinat bola tanpa



17



memperhitungkan jarak dari pusat bola. Lingkaran-lingkaran bujur (longitude) semuanya merupakan lingkaran besar. Kecuali satu lingkaran lintang (latitude) yang membagi bola menjadi dua sama besar, semua lingkaran lintang yang lain merupakan lingkaran kecil. Lingkaran lintang semakin kecil jika semakin dekat dengan kutub bola. Jarak sudut lingkaran lintang terbesar ini adalah sama dari kedua titik kutub yaitu 90°. Seperti yang nampak pada gambar 1.3 lingkaran bujur



Lingkaran Lintang



Gambar 1.3 Lingkaran bujur dan lingkaran lintang



Gambar 1.4 Longitude ( Lingkaran bujur) dan Latitude ( lingkaran lintang) 18



B. Pola Dasar Sistem Koordinat Astronomi Setiap sistem koordinat astronomi memiliki: •



Lingkaran dasar: lingkaran besar yang yang menjadi basis pengukuran koordinat



•



kutub: titik-titik terjauh dari lingkaran dasar



•



titik asal: titik nol pengukuran koordinat



Perbedaan pemilihan ketiga hal di atas itulah yang membedakan satu sistem koordinat dengan sistem koordinat lainnya. 1. Sistem Koordinat Horizon Titik-titik kutub pada tata koordinat Horison adalah titik Zenith dan Nadir. Titik Zenith adalah suatu titik khayal pada bola langit tepat vertikal diatas kepala pengamat. Titik Nadir adalah kebalikan dari titik zenith, berada pada bola langit di bawah pengamat. Lingkaran lintang terbesar disebut lingkaran horison yang merupakan perpotongan antara perluasan bidang datar tempat pengamat berdiri (sering disebut bidang horison) dengan bola langit. Di daerah pegunungan memang agak sulit membayangkan lingkaran horison ini, akan tetapi jika kita berdiri di tepi pantai maka "perpotongan" antara kaki langit dengan permukaan laut dapat dipandang sebagai lingkaran horison. Seperti yang nampak pada gambar 1.5. dan gambar 1.6.



19



Z z P T



*a



U



S Azimuth



K*



B



Lingkaran Horison N



Gambar 1.5 Lingkaran horison



Gambar 1.6 Koordinat horizon Bola langit dengan sistem koordinat horizon. Garis kuning adalah garis yang menghubungkan titik utara-selatan, dan garis merah menghubungkan timur-barat. Bidang horizontal adalah horizon pengamat, dan lingkaran besar berwarna biru dan tegak lurus terhadap horizon adalah meridian pengamat. Garis abu-abu yang tegak lurus terhadap horizon, menghubungkan zenith (titik tertinggi pada bola langit) dan nadir (titik terendah pada bola langit).



20



Pada lingkaran horison terdapat empat titik istimewa yang disebut dengan titik-titik Kardinal yaitu titik Utara, Timur, Selatan dan Barat. Bagaimana cara menentukan titik-titik Kardinal itu ? Untuk menentukan arah Utara – Selatan dapat digunakan kompas. Jarum kompas menunjuk kira-kira ke arah UtaraSelatan. Untuk mengetahui arah Timur dan Barat dapat dilihat arah matahari terbit dan terbenam. Meskipun tidak selalu tepat, namun cukup baik untuk perkiraan pertama. Jika ingin mengetahui titik Timur dan Barat dengan ketepatan yang tinggi, lihatlah titik terbit dan terbenam matahari pada tanggal sekitar tanggal 21 Maret atau 23 September. Lintang, di dalam tata koordinat horison disebut dengan istilah tinggi (a = Altitude) yang didefinisikan sebagai jarak sudut benda langit dari lingkaran horison. Dalam gambar 1.5 tinggi bintang adalah busur * K*. Bujur diistilahkan dengan Azimuth (Az), yang kalau bintang berada di sebelah Barat Meridian, diukur dari titik Utara kearah Barat hingga proyeksi benda langit pada lingkaran horison, yaitu busur UBK* atau sudut UZK* pada gambar 1.6. Jika bintang berada di sebelah timur meridian, Azimuth diukur dari Utara kearah Timur. Dengan demikian angka azimuth adalah antara 0° sampai 180° ditambah dengan keterangan Timur atau Barat. Ada juga astronom yang menggunakan cara lain dalam menyatakan Azimuth, misalnya diukur dari Utara kearah Timur dari 0° sampai 360°. Ada pula yang membedakan antara belahan bumi utara dan selatan, untuk pengamat di belahan bumi utara Azimuth diukur dari titik Utara, sedangkan untuk pengamat di belahan bumi selatan, azimuth diukur dari titik Selatan. Untuk menghindari kesalahan pahaman, sebaiknya pada saat menyatakan Azimuth 21



disebutkan juga titik awal dan arah pengukurannya. Seperti nampak pada gambar 1.7



Gambar 1.7 Pengamat dibelahan bumi utara menggunakan tata koordinat horison Pada tata koordinat horison juga dikenal istilah Jarak Zenith (z), yaitu jarak sudut benda langit dari titik Z, maka z = 90 o − a . Dengan demikian, koordinat suatu benda langit dalam tata koordinat horison dapat dinyatakan dalam (Az,a) atau dalam (Az,z). Koordinat horison sangat bermanfaat ketika kita berurusan dengan serapan cahaya bintang oleh atmosfir. Lingkaran lintang adalah tempat kedudukan benda langit yang mengalami serapan atmosfir yang sama. Semakin rendah posisi bintang, cahayanya menembus atmosfir yang semakin 22



tebal sebelum mencapai pengamat, semakin banyak cahayanya yang diserap, sehingga tampak semakin redup. Jika benda langit itu adalah matahari, pada saat posisinya diatas kepala, tampak sangat terang, semakin sore, posisinya semakin rendah cahayanya semakin redup dan semakin merah. Pada saat mengamati suatu benda langit, tinggi benda langit itu tercermin dari kemiringan teropong. Jika teropong tepat vertikal, maka benda langit tersebut berada di Zenith. Jika teropong membentuk sudut α dengan bidang datar, maka tinggi benda langit tersebut adalah α. Ordinat-ordinat dalam tata koordinat horizon dinyatakan sebagai berikut: a. Tinggi Bintang Tinggi bintang yaitu busur pada lingkaran tinggi yang melalui bintang itu, antara bintang dengan proyeksinya di horizon. Besar busur tinggi bintang 0° sampai 90° jika bintang di atas horizon dan 0° sampai -90° jika di bawah horizon. Bintang di bawah horizon tidak dapat dilihat tetapi dapat dilukis pada bola langit.



b. Azimuth sebuah Bintang Azimut bintang adalah busur pada horizon diukur dari titik Selatan menuju atau melalui titik Barat sampai proyeksi bintang itu pada horizon, dihitung dari 0° sampai 360°. Azimut bintang misalkan diterapkan berpangkal di titik Selatan dan di ukur pada horizon menuju Barat. Busur yang menghubungkan Zenit dengan M1 melalui matahari, disebut lingkaran tinggi, dan M1 adalah proyeksi matahari di horizon.



23



Benda-benda langit bergerak dari arah timur ke barat. Saat benda langit mencapai titik tertingginya pada bola langit adalah saat ia berada pada meridian pengamat. Saat ketika benda langit mencapai titik tertingginya ini dikatakan benda langit tersebut berkulminasi atas, atau juga dikatakan transit lokal. Kebalikan dari kulminasi atas adalah kulminasi bawah, yaitu saat benda langit mencapai titik terendahnya (berpotongan dengan meridian pengamat yang berada di bawah horizon.) Contoh: 1. Sebuah bintang diamati memiliki altitud 25 derajat dan azimut 60 derajat. Maka posisi bintang tsb pada bola langit:



Gambar 1.6 Contoh posisi bintang diatas horizon Posisi bintang dengan altitud 25 derajat dan azimut 60 derajat. Azimut bintang 60, berarti kita mengukur sudut 60 derajat dari utara ke arah timur sepanjang horizon pengamat. Altitud bintang 25 derajat, berarti kita mengukur sudut 25 derajat dari horizon tegak lurus menuju zenith (sampai ke posisi bintang di bola langit).



24



2. Sebuah bintang diamati memiliki altitud -30 derajat dan azimut -115 derajat. Maka posisi bintang tsb pada bola langit:



Gambar 1.7 Contoh posisi bintang dibawah horizon Posisi bintang dengan altitud -30 derajat dan azimut -115 dejarat. Azimut bintang 115, karena negatif maka kita mengukur sudut 115 derajat dari utara ke arah barat sepanjang horizon pengamat. Altitud bintang -30 derajat, karena altitudnya negatif maka kita mengukur sudut 30 derajat dari horizon tegak lurus menuju nadir (sampai ke posisi bintang di bola langit).



3.Contoh bintang Polaris yang diamati pada wilayah bumi sebelah utara ( daerah utara katulistiwa ) akan nampak seperti gambar 1.8



Gambar 1.8 Pengamatan bintang Polaris diwilayah langit utara dengan koordinat horison 25



DAFTAR PUSTAKA



1. Chatief Kunjaya,2004, “Tata Koordinat Benda Langit ”Materi Pelatihan Astronomi Bagi Dosen dan Guru di Lemabang Bandung. 6 – 11 September 2004 2. Rahmat Gumilar Nataprawira,1423 H, “Belajar Falak”, Bumi Allah diakses Juni 2004



26