paper fislan

7/31/2019 Paper Fislan

1/5

Konstanta PlanckEvfrat Sinna A, 1006703332, Fiky Firdaus 1006703345 ,Fitria, 1006703351,Fisika 2010 , UNIVERSITAS

INDONESIA

Abstrak salah satu sifat real yang diiliki manusia adalah tidak pernh puas, baik dalam hal pendidikan, kehidupan, atau hal

lainya. Begitu juga dengan mahasiswa, para pemikir muda yang memuliki rasa ingin tahu yang tinggi sehingga mereka

membutuhkan suatu bukti nyata dari apa yang mereka pelajari selama ini. Terlihat sangat nyata pada ilmu alam, dimana parascientist jaman dahulu yang telah banyak menemukan hal-hal penting, seperti misalnya Max Planck yang mengemukakan bahwa

sebuah ato yang bergetar hanya dapat menyerap dan meancarkan energy kembali dalam betuk buntelan-buntelan energy yang

disebut dengan quanta. Sehingga pada percobaan ini dilakukan dengan sebaik-baiknya agar tujuan dapat tercapai, dimana tujuan

tersebut adalah mempelajari karakteristik LDR (light Dependence Radiation) dan menentukan kostanta Planck.

Kata Kunci inframerah, intensitas, LDR, probabiltas, radiasi, ultraviolet, quanta.

I. PENDAHULUAN

fisika biasanya dikaitkan dengan berbagai perkembangan

yang dimulai dari teori klasik sampai teori kuantum. Bidang

study ini menyangkut penerapan kedua teori baru tersebutuntuk memahami sifat atom serta berbagi partikael penyusun

lainnya, kelompok atom dalam berbagai molekul zat padat ,

juga pada skala jagad raya , tentang asal mula dan evolusi

alam semesta . tetapan alam mendasar lainnya adalah tetapan

Planck, h, yang memiliki nilai

h= 6,63x10-34Js

tetapan Planck jelas memiliki dimensi energi x waktu , tetapi

juga dengan sedikit perhitungan, kita juga dapat m,elihat

bahwa ini juga memiliki dimensi momentum linear

xperpindahan yang adalah dimensi momentum sudut. Tetapan

Planck ini akan muncul selalu dalam berbagai terapan ketika

kita mulai mempelajari fisika kuantum, dan bahwa dimensinya

beragam dan akan tampak besar manfaatnya.

Karena telah dikemukakan bahwa kita juga menggunakan

satuan energi dalam elektron-volt dibanding dengan joule, jadi

digunakanh = 414x 10-14 eV.n

I. METODA

I.1 RADIASIBENDAHITAM ( BLACKBODY RADIATION)

Kita mengetahui bahwa dalam perpindahan panas terjadi

dalam tiga mekanisme yaitu secara konduksi, konveksi, dan

radiasi. Sejak dahulu ketiga mekanisme tersebut digunakanuntuk menjelaskan perpindahan panas pada suatu bahan atau

suatu alat. Daalm Teknik Kimia konsep perpindahan panas

sangatlan berperan penting, sebagai contoh dalam AlatPengukar Panas, alat tersebut dirancang dengan

memeperhitungkan nilai-nilai koefisien perpindahan panasnya.

Baik secara konduksi maupun secara konveksi. Radiasi sering

digunakan untuk mengisolasi suatu bahan atau alat agar tidak

berkontak dengan udara langsung atau diisolasi untuk tujuan

tertentu. Misalkan pada pipa yang diisolasi, dengan tujuan

untuk menjaga suhu pipa dalam sebesar suhu yang diinginkan.

Perpindahan panas secara konveksi ialah perpindahan

panas dari daerah yang bersuhu tinggi menuju daerah yang

bersuhu rendah dalam suatu medium (pada umunya padatan),

atau antara medium-medium yang bersinggungan secara

langsung. Perpindahan panas secara konveksi ialahperpindahan panas tanpa melalui zat perantara, umumnya

terjadi antar fluida, proses mixing salah satunya. Sedangkan

proses perpindahan panas secara radiasi ialah perpindahan

panas secara pancaran dari benda yang bersuhu menuju benda

yang bersuhu rendah.

Perpindahan panas secara konduksi dan konveksi merupakan

perpindahan panas karena adanya gerakan molekul-molekul

akibat driving force yaitu temperatur, sedangkan padaperpindahan secara radiasi, panas ditransfer melalui

gelombang-gelombang yaitu gelombang elektromagnetik,

dimana kecepatan gelombang tersebut sama dengan kecepatan

cahaya.

Gelombang elektromagnetik ini didasarkan padahipotesis James Clark Maxwell. Contoh sederhana pada kita

adalah pancaran sinar matahari yang berradiasi melewati

angkasa dan atmosfer bumi, dimana terakhir bumi akanmenyerap radiasi tersebut. Udara hanya dapat menyerap

sedikit radiasi dari sinar matahari tersebut, karena gelombangelektromagnetik tersebut dapat menembus udara, oleh karena

itu tidak diserap. Berbeda halnya dengan pada gas-gas seperti

CO2 dan H2O yang akan menyerap sebagian besar dari energi

radiasi yang dipancarkan oleh sumber radiasi.

Bumi sebagai contoh penyerap radiasi dari sinar

matahari merupakan salah satu benda yang dapat menyerap

pancaran sinar radiasi yang disebut dengan benda hitam.

Dalam ilmu fisika benda hitam merupakan obyek yang dapatmenyerap seluruh radiasi elektromagnetik yang jatuh

kepadanya serta tidak ada radiasi yang dapat keluar atau

dipantulkan. Meskipun demikian, secara teori benda hitam

juga dapat memancarkan seluruh panjang gelombang energi

yang mungkin ada padanya. Jumlah dan jenis radiasi

elektromagnetik yang dipancarkannya bergantung pada suhu

benda hitam tersebut. Bila seberkas sinar yang masuk kedalam

lubang suatu benda, sinar akan dipantulkan berkali-kalisehingga intensitas sinar lama-kelamaan akan berkurang

(karena sebagian sinar yang diserap, diserap oleh dinding),


2/5

sampai pada suatu waktu energi radiasi akan menjadi nol. Halinilah yang disebut dengan benda hitam.

Gambar 1. Benda Hitam

Apabila benda hitam tersebut kita panaskan dengan temperatur

tertentu, maka dinding atau permukaan dari benda hitam akan

memancarkan radiasi secara merata pada saat suhunya merata

pada bagian dinding atau semua bagian permukaan. Dimanaradiasi dari benda hitam akan memancarkan radiasinya bila

ada lubang pada benda hitam tersebut, maka radiasi itu disebut

dengan radiasi benda hitam. Berdasarkan hal tersebut, dengan

adanya kenaikan temperatur atau dengan temperatur yang

tinggi, benda hitam akan dapat memancarkan radiasinya

kelingkungan bila ada celah atau lubang pada suatu bagian

dari benda hitam tersebut. Dan suatu benda dikatakan bendahitam apabila dapat menyerap pancaran radiasi dari sumber

bila ada sebagian kecil celah atau lubang pada benda hitam.

Intensitas radiasi gelombang elektromagnetik yang

dipancarkan oleh suatu benda hitam sempurna dengan

temperatur T berdasarkan konsep termodinamika dan

elektromagnetik klasik dikenal dengan hukumstefan adalah

I=T4

Dengan adalah konstanta Stefan-Boltzman, 5,56x10-8W/m2KPanjang gelombang ketika intensitas radiasi mencapai harga

maksimum ternyata berbanding terbalikterhadap temperatur

yang dikenal dengan hukum pergeseran wien yaitu

maxT=2.898x10-3mK

Gambar 2. Radiasi Benda Hitam

Jumlah radiasi yang dipancarkan oleh suatu benda padat tidakhanya bergantung temperatur saja tetapi juga tergantung pada

faktor lain seperti sifat permukaan benda (kemampuan untuk

memantulkan cahaya). Untuk mengatasi hal itu, maka dapat

diasumsikan bahwa benda yang mempunyai permukaan yang

seluruhnya hitam sehingga radiasi elektromagnetik yang

mengenai permukaan tersebut akan diarbsorbsi secarakeseluruhan yang disebut dengan benda hitam atau Blackbody

radiation. Intensitas total radiasi yang terjadi dalam bendahitam adalah

u=(8/4)kT(c/4)

dengan c adalah kecepatan cahaya dalam ruang vakum.

Persamaan diatas dikenal dengan hukum Rayleigh-Jeans.

Penurunannya menggunakan teori klasik elektromagnet dan

termodinamika. Eksperimen Rayleigh dan Jeans ternyata

hanya cocok pada daerah panjang gelombang besar dan daerahinframerah sedang untuk panjang gelombang kecil atau daerah

ultra violet gagal. Kegagalan rumus Rayleigh-Jeans klasikmenghasilkan kurava ramalan yang cocok dengan spektrum

pengamatan intensitas radiant. Pada daerah panjang

gelombang yang panjang, ramalan teori klasik tampak

menghampiri data pengamatan, tetapi pada daerah panjang

gelombang pendek , rumus klasik ternyata sama sekali gagal.

Kegagalan hukum Rayleigh- Jeans pada daerah panjanggelombang yang pendek ini dikenal sebagai bencana Ultra

violet (ultra-violet catastrophe), yang memperlihatkan suatu

permasalahan serius yang dihadapi fisika klasik.

Sehingga pada tahun 1900, seorang ahli fisika berkebangsaan

jerman bernama Max Planck memberikan koreksi pada radiasi

benda hitam. Menurutnya osilasi partikel yang berada dalam

bneda hitam sebanding dengan frekuensi radiasi. Dalam teoriPlanck setiap ossilator dapat ,enyerap energi cahaya dalamjumlah yang merupakan kelipatan bulat dari suatu energi.

Partikel dapat menyerap dan memancarkan radiasi dalam

bentuk paket atau quanta dan energi total dari pertikel

dinyatakan


3/5

Gambar 3. Ultra violet catastrophe

E=n n=1,2,3,.....

Dengan n adalah jumlah Quanta dan energi tiap quanta

sebanding dengan frekuensi

= hv

Dimana h adalah konstanta planck 6,3x 10-34 Js dan v adalah

frekuesi kuanta. Dengan hipotesis ini Planck menghitunh

intensitas total radiasi pada benda hitam yaitu

u=(8 hc2/45)(1/e(hc/ k T) -1)

menurut pemikiran dan nalar Planck radiasi yang terpantuldari dinding rongga logam berasal dari radiasi yang diserap

dan kemudian dipancarkan kembali dengan segera oleh atom-atom dinding rongga, selama selang waktu ini, atom-atom

bergetar pada frekuansi yang sama dengan frekuansi radiasi,

karena energi dari suatu sistem yang bergetar bergantung pada

frekuensinya, maka Planck mencoba menemukan suatu cara

untuk memperkecil jumlah gelombang berdiri berfrekuensi

tinggi dalam dinding ruang vakum. Planck mengemukakan

bahwa sebuah atom yang bergetar hanya dapat menyerap dan

memancarkan energi kembali dalam bentuk buntelan-buntelanenergi yang disebut quanta.jika energi kuanta berbanding lurus

dengan frekuensi radiasi , maka apabila frekuensi radisi

meningkat, maka energi akan turut besar pula dan tidak adaenergi yang kuantumnya melebihi kT, dengan demikikian

persolan bencana ultra violet terpecahkan. Jadi lebih tepat

dikatakan bahwa sumbangan Planck dalam ilmu fisika adalah

menemukan cara membuat sekecil mungkin probabilitas

menemukan suatu modus (mode) getaran berenergi lebihbesar daripada kT.

Kecocokan antara percobaan dengan rumus Planckdiilustraikan pada gambar dibawah ini, yang memperlihatkan

betapa baiknya kura rumus Planck berimpit dengan data

pengamatan. Ketika Planck mengumumkan hasil temuannya

ini di depan salah satu pertemuan Himpunan FisikawanJerman pada tahun 1900, tidak ada masalah yang timbuldalam

dunia teori fisika yang telah maju pada saat itu. Penemuanyang tak disangka oleh Planck dikuatkan dengan pernyataan

Einstein dalm analisisnya terhadap efek Fotolistrik

I.2 Light dependence Resistor (LDR)

LDR adalah ingkatan dari Light dependence Resistor adalah

suatu resistor yang nilai hambatannya bergantung padaintensitas cahaya yang mengenainya.dalam keadaan gelap,

komponen penyusun LDR bersifat isolator tetapi jika adacahaya yang mengenainya, maka pembawa muatan dalam

LDR akan teraktivasi sehingga arus akan mengalir melalui

LDR. Hubungan hambatan LDR dengan intensitas penerangan

dapt dituliskan

R=bE-

Dimana b adalah konstanta yang bergantung penyusun dan

bentuk LDR, E adalah intensitas penerangan dan adalah

konstanta tak berdimensi.seca teoritis nilai ideal = 1 tetapi

dalam faktanya < 1. Untuk menentukan nlai dapatditentukan dgan perbandingan nilai R dan E dengan

menghitung kofisien transmisi gelombang yang melalui filtergrey sebsar 51,2 % artinya intensitas cahaya yang

ditransmisikan sebesar E`= 0.512E. maka nilai R` yaitu nilai

hambatan LDR setelah keluar dari filter Grey.

R`= b(0.512E)-

Dengan ensubstitusi persamaan maka

Ln(R`/R)= ln(0,512)

Hubungan antara hambatan LDR R denagn intensitas

penerangan E berhubungan dengn kerapatan Energi darikawat filament lampu , sehingga secara umum, bentuk

hambatan LDR merupakan fungsi temperature dan panjang

gelombang adalah

R=C3ec2/0T

Dimana c2 dan c3 adalah konstanta yang ditentukan secara

eksperimen.

I.3 Sifat Optis Filter

Gelombang tampak (cahaya) mempunyai jangkauan

panjang gelombang antara 400-750nm. Jika cahaya melewati

suatu filter misalkan filter bitu , maka distribusi intesitasnya

berubah atau spektrumya berubah sesuai dengan karakteristikfilter tersebut. Contoh spectrum cahaya yang melewati

berbagai filter.

I.4 Hambatan Kawat Filamen

Hambatan kawan filament lampu RB dapat

ditentukan dengan menggunakan

RB= (/s)l

Dimana adalah hambatan jenis kawat, ladalah panjang kaat

dans adalahpenampang kawat . hambatan kawat filament iniuga bergantung pada temperature. Untuk kawat filament


4/5

terbuat dari bahan tungsten dan pada interval temperature300- 3655 K secara mpirik dapat dinyatakan

T= 3.05 X 1080.83

Denga mengabaikan efek dilatasi termal pada kawat filament

karena kecil pengaruh nya hambatan maka persamaan dapat

ditliskan

T=a RB0,83

Konstanta a dapat ditentukan jika nilai T diketahui yaitudengan mengukur ni ai hambatan RB0 pada temperature T0.

Walaupun sudah ditemukan nya besar konstanta planck, kita

sebagai mahasiswa yang bersikap kritis melakukan

eksperimen tentang konstanta Planck ini. Berasarkan teori-

teori diatas yang telah menjadi acuan buat kita ntuk

melaksanakan eksperimen ini

II. HASILDANPEMBAHASAN

Hasil yang didapat dari data pengamatan, nantinya akan diolahhingga didapatkan nilai h (Konstanta Planck). Langkah

pertama setelah didapatkan data V,I,dan R dari yellow, green,

dan blue filter untuk tiap perpindahan 1cm hingga 40cm,

yakni mencari nilai RLDR dengan menggunakan rumus

I

VR Lalu setelah itu dicari nilai RLDR rata-rata dari

masing-masing filter. Setelah ditemukan nilai RLDR rata-rata,

langkah kedua yakni menentukan nilai T. Nilai T didapatkan

dengan cara menggunakan rumus83,0

baRT . Saat 0cm,

nilai T ditentukan yakni 300K, dengan menggunakan rumus

tersebut, kita dapat menemukan nilai a. Setelah dapat nilai a,baru nilai a tersebut disubstitusi ke semua data dari 1cm

40cm untuk mendapatkan nilai T. Setelah didapat nilai T,

selanjutnya dicari rata-rata dari nilai T tersebut. Data

pengamatan menggunakan yellow, green, dan blue untuk

perpindahan 1cm hingga 40cm udah selesai.

Untuk data pengamatan yang kedua, kita menentukan nilai

gamma dari masing-masing filter. Data pengamatan yang

kedua ini didapat dari masing-masing filter, yakni dengan cara

mencari nilai V,I,dan R saat LDR diberi filter grey ataupun

tidak. Caranya dengan memberi supply dari tegangan 1V-2,2V

dengan menembakkan cahaya melewati LDR dan filter grey.

Dan untuk yang lainnya diberi tegangan 1V-2,2V, masing-

masing filter diberi tambahan filter grey sebelum ditembakkan

ke LDR. Dari hasil yang didapat saat tanpa filter grey, hasil

yang didapat berupa R. Dan ketika menggunakan filter grey,

hasilnya berupa R. Setelah didapatkan nilai R dan R, lalu di-

Ln-kan dan dibagi nilai dari 512,0Ln untuk mendapatkan

nilai gamma. Gamma yang didapatkan yakni


5/5

REFERENSI

[1] beiser, atrhur ; fisika modern , Jurusan Fisika FMIPA Universitas

Indonesia.[2] Krane, krennet ; fisika modern , universitas indonesia press, 1982.

[3] Jung, Walt ; Op Amp Aplication Hand Book, Ninth Edition, Prentice Hall,

NJ, 2005.

[4] Malvino, Albert Paul.Electronic Principles 6th Edition. Tata McGraw-

Hill Publishing Company Limited.1999.[5] Penuntun Praktikum fisika lanjutan FMIPA-UI, 2012.

BIOGRAFI

Evfrat Sinna Al Akbar lahir di Kota Depok, Provinsi Jawa Barat dilahirkan

pada tanggal 23 Januari 1991. Lalu memulai jenjang pendidikan sejak umur 5

tahun dengan menghabiskan 2 tahun untuk pendidikan taman kanak kanak.

Kemudian umur tujuh tahun, dia mulai belajar di sekolah dasar. Lalu enam

tahun setelahnya menduduki pendidikan Sekolah Menengah Pertama di SMPKS, dan tiga tahun setelahnya Sekolah Menengah Atas di SMAN 2 KS Cilegon.

Saat menempuh pendidikan sekolah dasar, dia pernah menjadi juara

pertama lomba matematika tingkat kecamatan, juara pertama lomba matematika

tingkat kotamadya, dan juara ketiga lomba matematika tingkat provinsi. Lalusaat menempuh sekolah menengah pertama, dia berprestasi dalam olimpiade

matematika dan mendapat juara ketiga Kini, Evfrat kuliah di Universitas

Indonesia.

Fiky Firdaus lahir di Jakarta Utara,

Provinsi DKI Jakarta dilahirkan pada

tanggal 26 Oktober 1990. Lalu memulaijenjang pendidikan sejak umur 6 tahun di

sekolah dasar SDN Lagoa 02 Pg. Lalu

enam tahun setelahnya menduduki

pendidikan Sekolah Menengah Pertamadi SMP 279 Jakarta, dan tiga tahun setelahnyaSekolah Menengah Atas di SMAN 75 Jakarta.

Selama menempuh pendidikan, dia sudah mulai menorehkan beberapa prestasi

individu dan aktif dalam mengikuti berbagai ekstrakulikuler/keorganisasian.

Saat menempuh pendidikan sekolah dasar, dia mengikuti ekstrakulikuler

Pramuka selama 2 tahun dan dilanjutkan pada jenjang sekolah menengahpertama selama 1 tahun. Pada jenjang sekolah menengah pertama dia mulai

berprestasi dengan menjadi peringkat 2 dari kelas 1 s/d 3 smp dan dia juga

pernah menjadi juara pertama lomba catur disekolahnya dan di tingkat RW, dan

menjadi finalis lomba cerdas cermat beregu tingkat rayon. Pada jenjang sekolah

menengah atas, dia mulai aktif dalam berbagai kegiatan yang disenggelarakan

disekolahnya dan berprestasi dengan menjadi peringkat pertama pada kelas 1

sma dan 3 besar pada kelas 2 dan 3 ipa sma, dan pernah berpartisipasi dalam

olimpiade matematika.Setelah lulus dari jenjang pendidikan, dia bekerja disebuah perusahaan minyak

sawit sebagai Quality Control (QC) selama 2 tahun sebelum akhirnya

memutuskan untuk melanjutkan kembali pendidikannyake jenjang universitas

disalah satu Universitas terbaik di negaranya, yaitu Universitas Indonesia di

Fakultas MIPA jurusan Fisika.

Fitria lahir di suatu daerah yang bernama desa Tanjung Jati, Kecamatan

Guguak Kabupaten Lima Puluh Kota, Provinsi Sumatera Barat. Fitria dilahirkanpada tanggal 20 maret 1992. Kemudian memulai jenjang pendidikan sejak umur

4 tahun. Dan menghabiskan 2 tahun untuk pendidikan taman kanak-kanak,kemudian umur tujuh tahun, dia mulai belajar di sekolah dasar. Sampai

akhirnya sekolah pendidikan pertama pun ia capai di MTsN Limbanang, dan

sekolah menengah atas dilanjutkan di MAN 2 Payakumbuh Sumatera Barat.Saat menempuh pendidikan selanjutnya yaitu kuliah di Universitas

Indonesia, beliau telah memulai karirnya sebagai seorang guru private, buat

pelajar SMP dan SMA. Serta beberapa job lain disekitar lingkungannya yang

mendukung untuk mencerdaskan anak bangsa.Fitria adalah seorang mahasiswa Fisika disalah satu Universitas

terbaik di negaranya, yaitu Universitas Indonesia. Dia juga pernah berprestasi

sebelumnya yaitu sebagai peserta terbaik dalam lomba kerya tulis ilmiah. Dan

pemenang olimpiade biologi pada saat Sekolah Menengah Atas.

paper fislan

Documents