tugas akhir kecepatan cahaya

7/26/2019 Tugas Akhir Kecepatan Cahaya

1/8

LAPORAN AKHIR

PRAKTIKUM 1

KECEPATAN CAHAYA

Disusun oleh:

Andira Muttakim

0700044

Teman sekelompok:

Enung Yanuar Roana

070!4!"

Dosen pembimbing:

#r$ Par%indungan &inaga' M$ &i$

Waktu praktikum:

&(%aa' 1) Okto*(r +00, -uku% 10$+0 . 1+$00 /I

PRORAM &TU#I 2I&IKA

3URU&AN PEN#I#IKAN 2I&IKA

2AKULTA& PEN#I#IKAN MATEMATIKA #AN ILMU

PENETAHUAN ALAM

UNIER&ITA& PEN#I#IKAN IN#ONE&IA+00,


2/8

A$Tu5uan

Menentukan kecepatan cahaya di udara.

$A%at dan a6an

1. Emitter,2. Receiver,3. Cermin pemantul,4. Lead Wire,5. Kabel penghubung,. Kabel koaksial,!. Mistar,". #siloskop $%&& Mh'(.

C$#aar T(ori

Cahaya merupakan )enomena alam yang begitu banyak di*umpai dalam kehidupan

sehari+hari. Disamping itu, cahaya merupakan sumber energi bagi kehidupan di muka

bumi ini. Dengan begitu pentingnya maka para ilmuan begitu antusias untuk

mengetahui apakah cahaya itu- Dengan perkembangan ilmu pengetahuan menurut

teori gelombang elektromagnetik baha cahaya merupakan salah satu dari

gelombang elektromagnetik, namun menurut teori kuantum baha cahaya

merupakan sederetan paket+paket energi $yang disebut )oton(. Tetapi kedua teori ini

saling memberikan konstribusi untuk men*elaskan )enomena itu. Kita tin*au baha

cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang merambat dalam suatu medium

akum, karena cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang dirambatkan

maka gelombang memiliki energi yang dikandungnya dengan kemampuan itu maka

cahaya memiliki kecepatan.

/ada tahun 03" 1alileo bertanya berapakah besar kecepatan cahaya itu- 2erbagai

)akta yang ada pada aktu itu maka, dibantu dengan asistennya untuk melakukan

percobaan yaitu menghitung besar kecepatan cahaya. asil percobaan itu diperoleh

baha aktu per*alanan cahaya itu lebih kecil dari aktu reaksi manusia, sehingga

metoda tersebut gagal menentukan la*u cahaya.

/ada tahun 0!5 oleh 4oemoer, stronom Denmark yang beker*a di /aris, membuat

beberapa pengamatan mengenai la*u cahaya melalui gerakan bulan 6upiter. Dia

mendapatkan nilai la*u cahaya sebesar % 7 0&" m8s. Kira+kira lima puluh tahun

kemudian 6ames 2radley, stronom 9nggris membuat beberapa pengamatan

astronomi yang dapat mengukur la*u cahaya dan mendapatkan nilai sebesar 3 7 0&"

m8s.

Tahun 0"; ippolyte


3/8

emmiter

osiloscopreceptor

=isikaan merika, lbert Michelson $0"5%+0;30( melakukan sederatan pengukuran

la*u cahaya yang ekstensi) selama perioda lima tahun, dengan menggunakan cara

=oucault. Michelson mendapatkan la*u cahaya %.;;;0& 7 0&"m8s pada tahun 0""& dan

tahun 0;%& bersama >sikaan lainnya Michelson mengukur la*u cahaya dengan

menggunakan cermin yang berputar yang diletakan di puncak Mt. Wilson dan puncak

Mt. ?an ntonio yang ber*arak 35 Km, la*u cahaya terukur adalah %.;;!; 7 0&"m8s.

/engukuran la*u cahaya secara tidak langsung, yang dilakukan pada tahun itu

prinsipnya mengikuti persamaan:

c=jarak tempuh

waktu tempuh

6arak tempuh diukur dengan menggunkan mistar secara langsung dan aktu tempuh

menggunkan beda )ase yang ditun*ukan oleh dua gelombang cahaya laser pada

osiloskop.

6ika berkas sinar laser yang berasal dari pemancar $emitter( diarahkan ke cermin

pemantul dengan pan*ang lintasan L1 oleh cermin sinar dipantulkan ke penerima

$receiver( dengan *arak L2 dan dengan selang aktu t. #siloskop menangkap dua

gelombang cahaya, masing+masing dari emitterketika laser dipancarkan dan kedua

receiver ketika cahaya laser yang dipantulkan oleh cermin diterima, seperti pada

gambar dibaah ini

Dua gelombang cahaya dibentuk pada aktu yang berbeda, dua gelombang yang

dibentuk pada aktu yang tidak bersamaan ini ditampilkan di osiloskop dengan beda

)ase tertentu, yang bergantung pada pan*ang lintasan+lintasan optik cahaya laser tadi.

Dengan memplot gra>k antara pan*ang lintasan dengan aktu tempuhnya $beda

)asenya( maka la*u cahaya dapat dihitung melalui kemiringannya.

#$Pro(dur P(ro*aan

a. Diatur posisi emitter, receiver dan kaca pemantul seperti pada gambar di

baah ini.


4/8

emmiter

osiloscop

receptor

b. ubungkan groundpada emitterdan receivermenggunakan leadwire.c. ubungkan Ch1osiloskop pada terminal keluaran emitter dengan menggunakan

kabel koaksial.d. ubungkan Ch2 osiloskop pada terminal keluaran receier dengan

menggunakan kabel koaksial.e. @yalakan emitter dan receiver. Tunggu 0&+3& menit sebagai pemanasan alat

agar )rekuensi modulasinya tetap.). tur )okus laser sehingga membentuk lingkaran dengan diameter 3 mm pada

receiver.g. tur cermin pemantul agar sinar yang berasal dari emitter tepat berada pada

pusat cermin pemantul.h. tur posisi ertical pada osiloskop sehingga Ch1 dan Ch2berada pada sumbu

hori'ontal yang sama.

i. Akurlah beda )ase antara Ch1dan Ch2.*.


5/8

v=

(v i v)

2

n1 m/ns

v=0,9245798698

101m/ns

v=0,044 m/ns

Maka, besarnya kecepatan cahaya berdasarkan perhitungan secara statistik

adalah

c=

(0.3680.044)109

m/s

+$ M(toda ra8k

L=vt

v=L

t

v=tan

2erikut hasil pengolahan gra>k dengan menggunakan MicrocalB #riginB 5.&.


6/8

k dan perhitungan di atas, diperoleh baha besarnya kecepatan

cahaya adalah sama dengan kemiringan garis yang dibentuk antara Ldengan t.

Diperoleh besarnya adalah:

c=(0.1140.070)109 m/s

$Ana%ii #ata

2erdasarkan pengolahan secara statistik, diperoleh kecepatan cahaya sebesar,c=(0.3680.044 )109m/s

dengan kesalahan presisi sebesar:

c

c 100=

0.044

0.368100=11.96

dan kesalahan akurasi sebesar:

|ccliteratur|cliteratur

100=|3.681082.99792458108|

2.99792458108

100=22.75

?edangkan, berdasarkan pengolahan secara gra>k, diperoleh kecepatan cahaya

sebesar,


7/8

c=(0.1140.070)109 m/s

dengan kesalahan presisi sebesar:

c

c 100=

0.070

0.114 100=48.61

dan kesalahan akurasi sebesar:|ccliteratur|

c literatur100=

|1.141082.99792458108|2.9979245810

8 100=61.97

asil yang didapatkan ternyata memiliki kesalahan akurasi yang cukup besar. ?etelah

dianalisis hal itu ter*adi karena beberapa )aktor sebagai berikut:

0. Kesalahan paralaks saat pembacaan mistar.%. Ketelitian alat ukur itu sendiri baik osiloskop maupun mistar.3. ?ulit sekali untuk mem)okuskan berkas sinar, sehingga gra>k yang ditun*ukkan

pada osiloskop kadang kabur.. Keteledoran praktikan sendiri saat melakukan percobaan.

Tuga Ak6ir9

0. 2ila sumber cahaya memiliki persamaan Y( t)=A sin (t) , tuliskan persamaan

pada receiver, serta terangkan arti >sis dari persamaan tersebut

6aab: persamaan yang akan terbaca pada receier adalah Y( t)=A sin (t+ ) ,

dimana merupakan beda )ase antara gelombang yang dipancarkan

transmitter dengan gelombang yang diterima oleh receiver. al inidikarenakan terdapat aktu yang diperlukan gelombang tersebut untuk

dapat mencapai receiver, kita dapat meman)aatkan beda )ase ini untuk

menghitung cepat rambat cahaya.

%. 2agaimana cara menghitung kecepatan cahaya dengan gra>k yang saudara

peroleh-

6aab: L=vt

v=L

t

v=tan

Dapat kita ketahui, baha kecepatannya merupakan gradien dari gra>k L

terhadap t. #leh karena itu, kita membuat gra>k Lterhadap t.

3. 4umus apa yang saudara gunakan dari gra>k di atas-

6aab: L=vt

v=L

t

v=tan


8/8

. pakah sudut yang dibentuk oleh L1 dan L2 berpengaruh terhadap hasil

perhitungan kecepatan cahaya- Terangkan

6aab:

?udut yang dibentuk oleh L1 dan L2tidak akan mempengaruhi hasil perhitungan

kecepatan cahaya, dalam hal ini cahaya diposisikan sebagai gelombang, sehingga

cahaya tersebut direLeksikan dengan hampir sempurna oleh cermin datar.

H$K(im-u%an dan &aran

Kesimpulan:+ /engolahan secara statistik, diperoleh kecepatan cahaya sebesar

(0.3680.044 )109 m/s , dengan kesalahan presisi sebesar 00.; dan

kesalahan akurasi sebesar %%.!5.+ /engolahan secara gra>k, diperoleh kecepatan cahaya sebesar

(0.1140.070 )109m/s , dengan kesalahan presisi sebesar ".0 dan

kesalahan akurasi sebesar 0.;!.

?aran:+ Dalam percobaan ini lebih baik tidak menggunakan cermin pemantul, sehingga

cahaya yang ditransmisikan dari transmitter dapat langsung diterima oleh

receiverdalam garis lurus. Dan telah disediakan alat ukur semacam penggaris

dibaahnya. Karena penggunaan cermin pemantul akan menyulitkan praktikan

dalam mem)okuskan cermin. Diharapkan gelombang yang diterima oleh

receiverdapat dibaca dengan *elas oleh osiloskop.

I$ &um*(r R(:(r(ni

2eiser, rthur. 0;"!. Konsep Fisia !odern$Ter*emahan oleh The ou

tugas akhir kecepatan cahaya

Documents