MAPEL FISIKA KELAS 12 Teori Relativitas Khusus dan Fenomena Kuantum

 

Teori Relativitas Khusus dan Fenomena Kuantum – Fisika Kelas 12

Halo, Quipperian! Gimana, masih semangat belajar enggak, nih? Kali ini Quipper Blog mengajak kamu untuk membahas tentang teori relativitas dan fenomena kuantum. Apa itu teori relativitas?

Teori relativitas umum ialah teori geometri tentang gravitasi yang diperkenalkan Albert Einstein pada 1916. Teori ini menjelaskan gravitasi termutakhir dalam fisika modern. Ia menyatukan teori Einstein sebelumnya, relativitas khusus, dengan hukum gravitasi Newton. Hal ini dilakukan dengan melihat gravitasi bukan sebagai gaya, tapi lebih sebagai manifestasi dari kelengkungan dan waktu. 

Wah, kayaknya seru banget ya membahas tentang gravitasi? Kalau gitu, yuk langsung saja kita simak pembahasannya di bawah ini!

Daftar Isi  Sembunyikan 

A. Teori Relativitas Khusus

1. Relativitas Kecepatan

2. Relativitas Panjang

3. Relativitas Massa

4. Relativitas Waktu (Dilatasi Waktu)

5. Kesetaraan Massa dan Energi

6. Momentum Relativistik

B. Fenomena Kuantum

1. Teori Max Planck

2. Efek Fotolistrik

3. Efek Compton

4. Difraksi Elektron

5. Radiasi Benda Hitam

6. Hukum Pergeseran Wien

7. Panjang Gelombang de Broglie

Latihan Soal

A. Teori Relativitas Khusus

Quipperian, teori relativitas khusus didasarkan pada dua postulat Einstein, yaitu sebagai berikut:

1. Hukum fisika dapat dinyatakan dalam bentuk matematis yang sama, meskipun diamati dari kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan tetap terhadap kerangka acuan yang lain.
2. Kelajuan cahaya dalam ruang hampa adalah konstan untuk semua pengamat, tidak bergantung pada gerak sumber cahaya maupun pengamat.

1. Relativitas Kecepatan

Tidak ada kecepatan yang melebihi kecepatan cahaya. Rumus penjumlahan kecepatan relativitas ialah sebagai berikut.

2. Relativitas Panjang

Menurut teori ini, jika benda bergerak mendekati kecepatan cahaya, maka panjang benda seolah-olah tampak memendek (kontraksi panjang). Apabila diukur oleh pengamat yang diam terhadap benda tersebut, relativitas panjang bisa dirumuskan sebagai berikut:

3. Relativitas Massa

Jadi, kalau kata Einstein, nih, massa benda yang bergerak (m) akan lebih besar daripada massa benda tersebut saat diam (mo). Rumusnya adalah sebagai berikut:

4. Relativitas Waktu (Dilatasi Waktu)

Merupakan waktu yang diukur oleh sebuah jam yang bergerak terhadap kejadian lebih besar daripada jam yang diam terhadap kejadian. Relativitas waktu bisa dirumuskan sebagai berikut:

5. Kesetaraan Massa dan Energi

Menurut Einstein, jika terjadi penyusutan massa, maka akan timbul energi. Hal ini menunjukkan adanya kesetaraan massa dan energi. Benda yang diam maupun bergerak memiliki energi.

Energi saat benda diam dan saat bergerak atau energi total dapat dirumuskan sebagai berikut.

Sementara itu, hubungan antara energi total, energi diam, dan energi kinetik adalah sebagai berikut.

6. Momentum Relativistik

Tiap benda yang bergerak dengan kecepatan v, memiliki momentum linier yang berbanding lurus dengan massa dan kecepatannya. Momentum suatu benda bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya c, akan mengalami perubahan dalam momentum tersebut karena mengalami gejala relativitas. Berikut rumusnya, Quipperian.

B. Fenomena Kuantum

Quipperian, beberapa tokoh fenomena kuantum di alam adalah Arthur Compton, C. V. Raman, dan Pieter Zeeman. Masing-masing tokoh ini punya nama efek kuantum dari namanya sendiri.

1. Teori Max Planck

Teori kuantum dikemukakan oleh Plank terkait dengan cahaya. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik berupa paket-paket energi yang terkuantisasi (diskrit) yang tak bermuatan dan disebut dengan “foton”. Energi satu foton dirumuskan sebagai berikut.

Energi n foton dirumuskan sebagai berikut.

2. Efek Fotolistrik

Nah, kalau efek fotolistrik ialah gejala terlepasnya elektron dari permukaan logam saat dijatuhi gelombang elektromagnetik. Menurut Einstein, elektron-elektron pada permukaan gelombang menyerap energi gelombang elektromagnetik yang memiliki energi ikat sebesar hfo dan elektron yang keluar berenergi Ek= 12mv2 . Syarat elektron keluar dari permukaan logam adalah sebagai berikut.

Sementara energi kinetik elektron dan potensial henti dirumuskan sebagai berikut.

3. Efek Compton

Quipperian, pada percobaan penembakan elektron yang diam oleh foton, ternyata elektron tersebut terpental. Fotonnya terhambur dengan energi lebih kecil karena panjang gelombangnya lebih besar daripada foton yang datang. Pergeseran panjang gelombang foton dirumuskan sebagai berikut.  

4. Difraksi Elektron

Menurut teori fisika klasik, elektron punya perilaku seperti partikel. Elektron hanya berpindah pada garis lurus dan tidak membelok, kecuali terdapat faktor luar seperti medan magnet.

Hasil eksperimen Davisson-Germer menunjukkan bahwa elektron memiliki sifat gelombang. Elektron akan terdifraksi melalui celah sangat sempit dan saling berinteraksi seperti gelombang. Hal ini bersesuaian dengan hipotesis de Broglie, di mana elektron memiliki dualisme sifat gelombang-partikel.

5. Radiasi Benda Hitam

Ayo, siapa yang belum tahu tentang benda hitam? Benda hitam adalah benda yang akan menyerap seluruh radiasi yang mengenainya atau benda yang tidak memantulkan cahaya yang mengenainya. Radiasi yang dipancarkan benda hitam disebut dengan radiasi benda hitam.

Berdasarkan Hukum Stefan-Boltzmann, “Jumlah energi yang dipancarkan benda hitam per satuan luas permukaan per satuan waktu akan berbanding lurus dengan pangkat empat temperatur termodinamikanya”. Rumusnya dapat dinyatakan sebagai berikut.

6. Hukum Pergeseran Wien

Hukum pergeseran Wien menjelaskan bahwa spektrum radiasi benda hitam pada suhu berapa pun berkorelasi dengan spektrum pada suhu lainnya. Dengan kata lain, jika bentuk spektrum pada suatu suhu diketahui, bentuk spektrum pada suhu lainnya dapat ditentukan. Menurut Wien, “Panjang gelombang untuk intensitas cahaya maksimum berkurang dengan meningkatnya suhu”. Berikut rumusnya.

7. Panjang Gelombang de Broglie

Pada tahun 1924, seorang fisikawan asal Prancis, Louis de Broglie menyatakan hipotesisnya tentang dualisme gelombang-partikel. Menurut de Broglie, semua partikel juga memiliki sifat seperti gelombang. Panjang gelombang de Broglie untuk partikel dirumuskan sebagai berikut.  

Latihan Soal

Quipperian, biar kamu bisa memahami materi ini lebih lanjut, yuk coba kerjakan contoh soal di bawah ini.

Pada acara hari kemerdekaan, diadakan parade pesawat dari pasukan angkatan udara. Dua pilot terbaik melakukan demo akrobatik di udara dengan pesawat khusus. Pilot pertama dengan pesawat A dan pilot kedua dengan pesawat B bergerak dengan kecepatan berturut-turut 0,6 c dan 123c. Diketahui massa diam pesawat A dan B adalah sama. Jika c adalah kelajuan cahaya di udara, maka rasio energi kinetik pesawat A dan B adalah…

1. 8 : 1
2. 1 : 4
3. 2 : 1
4. 2 : 3
5. 3 : 4

Jawaban: B

MAPEL ENGLISH LM BAB 6 Enough…Not Enough

 

Enough…Not Enough

Enough…Not Enough

Objectives

Understanding the use of “enough” in various context of expression

Learn about it!

GRAMMAR EXPLANATION

enough means 'as much as necessary'. It can be used with an adjective, an adverb, a verb or a noun. It can also act as a pronoun.

With adjectives and adverbs

enough comes after adjectives and adverbs.

I'm not tall enough to reach the top shelf.
Your marks are good enough to study engineering at university.
I couldn't write quickly enough and I ran out of time.
I've helped at conferences often enough to know what can go wrong.

With verbs

enough comes after verbs.

I make sure I drink enough during the day.
I don't read enough but I'm going to start downloading books to my phone. 

With nouns

enough comes before nouns.

There isn't enough bread to make sandwiches.
Have you got enough money?

As a pronoun

enough can also be used without a noun. 

I'll get some more chairs. There aren't enough.
A: Do you want more coffee? B: No, I've had enough, thanks.

We know what the noun is because of the context.

With an adjective and a noun

When enough is used with an adjective and a noun, two positions are possible but the meaning changes.

We haven't got big enough envelopes. 
We haven't got enough big envelopes.

When enough is after the adjective (big enough envelopes), it describes the adjective – the envelopes are too small. When enough is before the adjective (enough big envelopes), it describes the noun phrase – we have some big envelopes, but we need more.

enough of

We normally only use enough of when it is followed by a determiner or a pronoun (a/an/the, this/that, my/your/his, you/them, etc.).

There isn't enough of that bread to make sandwiches for everyone.
I've seen enough of his work to be able to recommend him.
There's enough of us to make a difference.

Do you understand?

Too and enough adalah dua kata yang seringkali kita temukan dalam kalimat bahasa Inggris. Kedua kata tersebut ternyata memiliki arti dan konteks penggunaan yang berbeda. Sebagai contoh bisa kita cermati pada contoh berikut ini,

• Anna can't buy the Rainbow Troops novel. The novel is too expensive for her. She hasn't got enough money.
• Mr. Ali speaks English too rapidly. I can't understand what he said.
• My mother bought me a skirt. The skirt is too small. I can't wear it.

Untuk mengetahui penerapan kedua kata tersebut dalam kalimat maupun dalam soal, penjelasan berikut ini mungkin berguna,

Enough

A.  Enough diikuti oleh noun, misalnya saja enough money, enough time, enough people, etc.

Contoh :

• Is there enough sugar in the coffee? (Apakah kopinya sudah cukup gula?)
• I can't go to my grandma's house. I don't have enough time to visit her. ( Saya tidak dapat pergi kerumah nenek. Saya tidak punya cukup waktu untuk mengunjunginya)

Perhatikan juga, 

Bahwa penggunaan enough dengan tanpa diikuti noun. Berikut contohnya,

• I've got some money but not enough to buy the latest smartphone model. ( Saya punya uang tetapi masih belum cukup untuk membeli model smartphone terbaru.)
• Would you like some more to eat? 'No, thanks. I've had enough'. (Mau tambah lagi makanannya? Tidak terima kasih. Saya sudah cukup.')

B.  Enough mengikuti bentuk adjective (kata sifat), misalnya good enough, warm enough, tall enough, etc

Contoh :

• Hendra can reach the shelf. He is tall enough to take the books on it. (Hendra bisa menjangkau rak tersebut. Dia cukup tinggi untuk mengambil buku di rak tersebut.)
• Dina is 17 years old now. she is old enough to have driver license. (Dina berusia 17 tahun. Dia cukup usianya untuk memiliki surat ijin mengemudi)
• Don't wear that coat. It's not suit on you. It isn't long enough. ( Jangan pakai mantel tersebut. Itu tidak pas untukmu, tidak cukup panjang --- mantelnya terlalu pendek---)

Too

Dalam kalimat, kata "too" diartikan "terlalu". Untuk lebih jelasnya, berikut contoh kalimat berdasarkan konteksnya,

• There is too much salt in the soup. (Terlalu banyak garam di dalam sup)
• Adi wears his brother's T-Shirt. It is too big for him.(Adi memakai kaos kakanya. Kaosnya terlalu besar untuknya)

A. Too diikuti oleh adjective / adverb.

Contoh :

• I feel sleepy now. I'm too tired.
• Yes, I think you've worked too hard today.

B. too much dan too many

Contoh :

• Nanda studies too much. She prepares herself for the Math competition next month.
• The main problem in Jakarta is traffic. There are too many cars here.
• I don't like eating in this restaurant. There are too many people here.

Membedakan penggunaan too dan not enough
Contoh :

• The T-shirt is too big for me.  (kaos ini terlalu besar untukku)
• The skirt is not big enough for me. (Kaos ini tidak cukup besar untukku ---kaos ini terlalu kecil---)

• The coffee is too much sugar. ( Kopi itu terlalu banyak gula -- rasanyya terlalu manis)
• The coffee isn't enough sugar. (Kopi itu tidak cukup gula-- rasanya mungkin hanya pahit)

Note :
=====================================>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
Enough for ( somebody/ something) --- I haven't got enough money for a house.
Enough to ( do something) --- I haven't got enough money to buy a house.
Enough for ( somebody/ something) to (do something) --- There aren't enough chairs for everybody to sit down.

too ... for (somebody/ something) --- That hat is too small for me.
too ... to (do something) --- I'm too tired to finish the project. I need to take a rest.
too ... for (somebody/ something) to (do something) --- Mr. John speaks English too fast for me to understand.
=====================================>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>