Pemantulan Bunyi

Karena bunyi merupakan sebuah gelombang, maka bunyi akan mengalami pemantulan, pembiasan, dan interferensi. Pada bahasan ini kita akan membahas tentang pemantulan bunyi. Sedangkan, pembiasan dan interferensi akan dipelajari kemudian.
1. Macam-Macam Bunyi Pantul
Berdasarkan tempat terjadinya pemantulan, terdapat tiga macam bunyi pantul, yaitu:
a. Bunyi Pantul yang Memperkuat Bunyi Asli
Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli terjadi jika jarak antara sumber bunyi dan dinding pemantul berdekatan. Hal inilah yang menyebabkan suara seseorang di dalam ruangan kecil terdengar lebih jelas.
b. Gaung atau Kerdam
Gaung adalah bunyi yang diperoleh dari hasil pemantulan oleh sumber bunyi yang jaraknya dengan dinding pemantul agak jauh sehingga sebagian dari bunyi pantul terdengar bersamaan dengan bunyi asli yang lain dan menyebabkan bunyi terdengar tidak jelas.
Misal:
Bunyi asli : ma – kan – be – ling
Pantul : …… ma – kan – be – ling
Terdengar : ma ………………… ling
Untuk meredam terjadinya gaung pada tempat-tempat seperti bioskop, tempat hiburan, gedung pertemuan, studio musik, dan sebagainya, maka dipasangkan lapisan peredam bunyi pada dinding-dinding ruangan tersebut. Lapisan peredam ini biasanya terbuat dari bahan karton, gabus, wol, dan busa karet, yaitu bahan-bahan lunak untuk mengurangi terjadinya pemantulan bunyi.
c. Gema
Gema adalah bunyi yang diperoleh dari pemantulan dimana jarak antara sumber bunyi dan dinding pemantul sangat jauh sehingga keseluruhan bunyi pantul dapat terdengar setelah bunyi asli. Misalnya, bunyi pantul orang yang berteriak di lereng bukit.

Getaran

Getaran

1. Pengertian Getaran

a. Definisi Getaran

Getaran adalah gerak bolak – bolik secara berkala melalui suatu titik keseimbangan. Pada umumnya setiap benda dapat melakukan getaran. Suatu benda dikatakan bergetar bila benda itu bergerak bolak bolik secara berkala melalui titik keseimbangan.

Getaran adalah gerak bolak – balik di sekitar titik setimbang;

2 = titik setimbang ;  1 dan 3 = titik terjauh (Amplitudo);

b. Beberapa Contoh Getaran

Beberapa contoh getaran yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari – hari antara lain :

- sinar gitar yang dipetik

- bandul jam dinding yang sedang bergoyang

- ayunan anak-anak yang sedang dimainkan

- mistar plastik yang dijepit pada salah satu ujungnya, lalu ujung lain diberi simpangan dengan cara menariknya, kemudian dilepaskan tarikannya.

- Pegas yang diberi beban.

2. Periode dan Frekuensi Getaran

Perhatikan gambar berikut ini!

• titik A merupakan titik keseimbangan
• simpangan terbesar terjauh bandul ( ditunjuk kan dengan jarak AB = AC ) disebut amplitudo getaran
• jarak tempuh B – A – C – A – B disebut satu getaran penuh

a. Amplitudo

Dalam gambar 2 telah disebutkan bahwa amplitudo adalah simpangan terbesar dihitung dari kedudukan seimbang. Amplitudo diberi simbol A, dengan satuan meter.

b. Periode Getaran

Periode getaran adalah waktu yang digunakan dalam satu getaran dan diberi simbol T. Untuk gambar ayunan di atas, jika waktu yang diperlukan oleh bandul untuk bergerak dari B ke A, ke C, ke A, dan kembali ke B adalah 0,2 detik, maka periode getaran bandul tersebut 0,2 detik atau T = 0,2 detik = 0,2 s
Periode suatu getaran tidak tergantung pada amplitudo getaran.

c. Frekuensi Getaran

Frekuensi getaran adalah jumlah getaran yang dilakukan oleh sistem dalam satu detik, diberi simbol f. Untuk sistem ayunan bandul di atas, jika dalam waktu yang diperlukan oleh bandul untuk bergerak dari B ke A, A ke C, C ke A, dan kembali ke B sama dengan 0,2 detik, maka :

- dalam waktu 0,2 detik bandul menjalani satu getaran penuh
- dalam waktu 1 detik bandul menjalani 5 kali getaran penuh
Dikatakan bahwa frekuensi getaran sistem bandul tersebut adalah 5 getaran/detik atau f = 5 Hz.

d. Hubungan antara Periode dan Frekuensi Getaran

Dari definisi periode dan frekuensi getaran di atas, diperoleh hubungan :

Keterangan :
T = periode, satuannya detik atau sekon
f = frekuensi getaran, satuannya 1/detik atau s^-1 atau Hz

Gelombang

Gelombang

1. PENDAHULUAN
Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dikelompokkan menjadi dua, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik yaitu gelombang yang memerlukan medium di dalam perambatannya. Contoh gelombang mekanik antara lain: gelombang bunyi, gelombang permukaan air, dan gelombang pada tali. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya. Contoh : cahaya, gelombang radio, gelombang TV, sinar – X, dan sinar gamma.
2. HAKEKAT GELOMBANG MEKANIK

A. Terjadinya Gelombang
Gelombang terjadi karena adanya usikan yang merambat.Menurut konsep fisika, cerminan gelombang merupakan rambatan usikan, sedangkan mediumnya tetap. Jadi, gelombang merupakan rambatan pemindahan energi tanpa diikuti pemindahan massa medium.

B. Pengertian Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium dalam perambatannya.
Contoh gelombang mekanik :
- Gelombang yang terjadi pada tali jika salah satu ujungnya digerak-gerakkan.

- Gelombang yang terjadi pada permukaan air jika diberikan usikan padanya ( misal dengan menjatuhkan batu di atas permukaan air kolam yang tenang ).

C. Gelombang Transversal
Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus arah getarannya ( usikannya ).
Perhatikan ilustrasi berikut ini !

Contoh gelombang transversal :
- getaran sinar gitas yang dipetik
- getaran tali yang digoyang-goyangkan pada salah satu ujungnya

A. Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatannya sejajar dengan arah getarnya ( arah usikannya )

Perhatikan ilustrasi berikut ini !

Contoh gelombang longitudinal :
- gelombang pada slinki yang diikatkan kedua ujungnya pada statif kemudian diberikan usikan pada salah satu ujungnya

- gelombang bunyi di udara

1. Panjang Gelombang
A. Pengertian Panjang Gelombang
Panjang satu gelombang sama dengan jarak yang ditempuh dalam waktu satu periode.
1) Panjang gelombang dari gelombang transversal
Perhatikan ilustrasi berikut!

Pada gelombang transversal, satu gelombang terdiri atas 3 simpul dan 2 perut. Jarak antara dua simpul atau dua perut yang berurutan disebut setengah panjang gelombang atau ½ λ (lambda),
2) Panjang gelombang dari gelombang longitudina
Perhatikan ilustrasi berikut !

Pada gelombang longitudinal, satu gelombang (1l) terdiri dari 1 rapatan dan 1 reggangan.
B. Cepat Rambat Gelombang
Jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu sekon disebut cepat rambat gelombang. Cepat rambat gelombang dilambangkan dengan v dan satuannya m/s atau m s^-1. Hubungan antara v, f, λ, dan T adalah sebagai berikut :

Keterangan :
λ= panjang gelombang , satuannya meter ( m )
v = kecepatan rambatan gelombang, satuannya meter / sekon ( ms^-1 )
T = periode gelombang , satuannya detik atau sekon ( s )
f = frekuensi gelombang, satuannya 1/detik atau 1/sekon ( s^-1 )

pembiasaan Cahaya

Pembiasan cahaya adalah pembelokan cahaya ketika berkas cahaya melewati bidang batas dua medium yang berbeda indeks biasnya. Indeks bias mutlak suatu bahan adalah perbandingan kecepatan cahaya di ruang hampa dengan kecepatan cahaya di bahan tersebut. Indeks bias relatif merupakan perbandingan indeks bias dua medium berbeda. Indeks bias relatif medium kedua terhadap medium pertama adalah perbandingan indeks bias antara medium kedua dengan indeks bias medium pertama. Pembiasan cahaya menyebabkan kedalaman semu dan pemantulan sempurna.

1. Persamaan indeks bias mutlak

2. Hukum Pembiasan Cahaya

Lensa adalah peralatan sangat penting dalam kehidupan manusia. Mikroskop menggunakan susunan lensa untuk melihat jasad-jasad renik yang tak terlihat oleh mata telanjang. Kamera menggunakan susunan lensa agar dapat merekam obyek dalam film. Teleskop juga memanfaatkan lensa untuk melihat bintang-bintang yang jaraknya jutaan tahun cahaya dari bumi.

Kuat lensa berkaitan dengan sifat konvergen (mengumpulkan berkas sinar) dan divergen (menyebarkan sinar) suatu lensa. Untuk Lensa positif, semakin kecil jarak fokus, semakin kuat kemampuan lensa itu untuk mengumpulkan berkas sinar. Untuk Lensa negatif, semakin kecil jarak fokus semakin kuat kemampuan lensa itu untuk menyebarkan berkas sinar. Oleh karenanya kuat lensa didefinisikan sebagai kebalikan dari jarak fokus.

Rumus Kuat Lensa :

Pembentukan Bayangan Pada Lensa :

Lensa Gabungan :

Skala Newton

Skala Newton adalah skala suhu yang diciptakan oleh Isaac Newton sekitar 1700. Ia melakukan

Tabel rumus konversi Newton

Konversi dari	ke	Rumus
Kelvin	Newton	°N = (K − 273.15) · 33/100
Newton	Kelvin	K = (°N · 100/33) + 273.15
Celsius	Newton	°N = °C · 33/100
Newton	Celsius	°C = °N · 100/33
Fahrenheit	Newton	°N = (°F − 32) · 11/60
Newton	Fahrenheit	°F = °N · 60/11 + 32

percobaan-percobaan dengan meletakkan sekitar 20 titik rujukan suhu mulai dari "udara di musim dingin" sampai "arang yang membara di dapur". Pendekatan ini dianggapnya terlalu kasar, sehingga ia merasa tidak puas. Ia tahu bahwa banyak zat memuai jika dipanaskan, jadi ia menggunakan minyak dan mengukur perubahan volumenya pada titik-titik rujukan suhunya. Ia menemukan bahwa minyak itu memuai 7,25% dari suhu salju meleleh sampai suhu air mendidih. Karena itu ia menempatkan "derajat panas ke-0" pada salju meleleh dan "derajat panas ke-33" pada air mendidih. Ia menyebut alatnya termometer.
Karena itu satuan skala ini, derajat Newton, sama dengan kelvin (atau Celsius) dan memiliki titik 0 yang sama dengan skala Celsius.

Penemu archimedes

Archimedes terkenal dengan teorinya tentang hubungan antara permukaan dan volume dari sebuah bola terhadap selinder. Dia juga dikenal dengan teori dan rumus dari prinsip hydrostatic dan peralatan untuk menaikkan air - 'Archimedes Screw' atau sekrup Archimedes, yang sampai sekarang masih banyak digunakan di negara-negara berkembang. Walaupun pengungkit atau ungkitan telah ditemukan jauh sebelum Archimedes lahir, Archimedes yang mengembangkan teori untuk menghitung beban yang dibutuhkan untuk pengungkit tersebut. Archimedes juga digolongkan sebagai salah satu ahli matematika kuno dan merupakan yang terbaik dan terbesar di jamannya. Perhitungan dari Archimedes yang akurat tentang lengkungan bola di jadikan konstanta matematika untuk Pi atau π .
Archimedes lahir pada tahun 287 Sebelum Masehi di suatu kota pelabuhan Syracuse, Sicily (sekarang Italia). Dalam masa mudanya, Archimedes diperkirakan mendapatkan pendidikannya di Alexandria, Mesir.

Air dipindahkan keatas melalui sebuah ulir pada sebuah Archimedes Screw

Kisah tentang Archimedes yang banyak diceritakan oleh orang adalah kisah saat Archimedes menemukan cara dan rumus untuk menghitung volume benda yang tidak mempunyai bentuk baku. Menurut kisah tersebut, sebuah mahkota untuk raja Hiero II telah dibuat dan raja memerintahkan Archimedes untuk memeriksa apakah mahkota tersebut benar-benar terbuat dari emas murni ataukah mengandung tambahan perak. Karena Raja Hiero II tidak mempercayai pembuat mahkota tersebut. Saat Archimedes berendam dalam bak mandinya, dia melihat bahwa air dalam bak mandinya tertumpah keluar sebanding dengan besar tubuhnya. Archimedes menyadari bahwa efek ini dapat digunakan untuk menghitung volume dan isi dari mahkota tersebut. Dengan membagi berat mahkota dengan volume air yang dipindahkan, kerapatan dan berat jenis dari mahkota bisa diperoleh. Berat Jenis mahkota akan lebih rendah daripada berat jenis emas murni apabila pembuat mahkota tersebut berlaku curang dan menambahkan perak ataupun logam dengan berat jenis yang lebih rendah. Karena terlalu gembira dengan penemuannya ini, Archimedes melompat keluar dari bak mandinya, lupa berpakaian terlebih dahulu, berlari keluar ke jalan dan berteriak "EUREKA!" atau 'Saya menemukannya' .

Beban 5kg yang diletakkan pada jarak tertentu dapat menyeimbangkan beban 100kg pada satu ungkitan

Buku-buku yang ditulis oleh Archimedes dan berisikan rumus-rumus matematika masih dapat ditemukan sekarang, antara lain On the Equilibrium of Planes, On the Measurement of a Circle, On Spirals, On the Sphere and the Cylinder dan lain sebagainya. Teori-teori matematika yang dibuat oleh Archimedes tidak berarti banyak untuk perkembangan ilmu pengetahuan saat Archimedes meninggal. Tetapi setelah karyanya di terjemahkan ke dalam bahasa Arab pada abad 8 dan 9 (kurang lebih 1000 tahun setelah Archimedes meninggal), beberapa ahli matematika dan pemikir Islam mengembangkan teori-teori matematikanya. Tetapi yang paling berpengaruh terhadap perkembangan dan perluasan teori matematika tersebut adalah pada abad 16 dan 17, dimana pada abad itu, mesin cetak telah ditemukan. Banyak ahli matematika yang menjadikan buku karya Archimedes sebagai pegangan mereka, dan beberapa ahli matematika tersebut adalah Johannes Kepler (1571-1630) dan Galileo Galilei (1564-1642).

Ilmuwan Fisika Cahaya

Albert Abraham Michelson adalah seorang fisikawan Amerika Serikat yang dikenal karena karyanya tentang pengukuran kecepatan cahaya dan terutama untuk percobaan Michelson-Morley. Pada 1907 ia menerima Penghargaan Nobel dalam Fisika. Ia menjadi orang Amerika pertama yang menerima Hadiah Nobel dalam ilmu pengetahuan. Michelson lahir pada 19 Desember 1852 di Strzelno, Provinz Posen di Kerajaan Prusia (sekarang Polandia) ke dalam sebuah keluarga Yahudi. Dia pindah ke Amerika Serikat bersama orangtuanya pada tahun 1855, ketika ia berusia dua tahun. Ia dibesarkan di kota pertambangan kasar Murphy's Camp, California dan Virginia City, Nevada, di mana ayahnya adalah seorang pedagang. Dia menghabiskan tahun-tahun SMA-nya di San Francisco di rumah bibinya, Henriette Levy (née Michelson), yang adalah ibu dari penulis Harriet Lane Levy.

Presiden Ulysses S. Grant Michelson diberikan janji khusus kepada Akademi Angkatan Laut AS pada 1869. Selama empat tahun sebagai kadet di Akademi, Ia diangkat oleh Presiden Grant ke US Naval Academy, dan, setelah lulus sebagai Ensign pada tahun 1873 dan dua tahun 'pesiar di Hindia Barat, ia menjadi instruktur dalam fisika dan kimia di Akademi di bawah Admiral Sampson. Michelson unggul dalam optik, panas dan klimatologi serta menggambar. Setelah lulus pada tahun 1873 dan dua tahun di laut, ia kembali ke Akademi pada tahun 1875 untuk menjadi seorang instruktur dalam fisika dan kimia sampai 1879.

Michelson terpesona dengan masalah mengukur kecepatan cahaya pada khususnya. Sementara di Annapolis, ia melakukan percobaan pertama dari kecepatan cahaya, sebagai bagian dari sebuah kelas demonstrasi pada 1877. Pada 1879, ia telah diposting ke Nautical Almanac Office, Washington, untuk bekerja sama dengan Simon Newcomb, tetapi pada tahun berikutnya, ia memperoleh cuti untuk melanjutkan studi di Eropa. Dia berkunjung ke Universitas Berlin dan Heidelberg, dan College de France dan Ecole Polytechnique di Paris. Ia mengundurkan diri dari Angkatan Laut dan pada 1883 kembali ke Amerika untuk mengambil janji sebagai Profesor Fisika di Sekolah Kasus Sains Terapan, Cleveland, Ohio. Ia menerima posisi sebagai profesor fisika di Sekolah Kasus Applied Science di Cleveland, Ohio dan berkonsentrasi pada pengembangan interferometer yang diperbaiki.

Pada awal 1877 Michelson mulai merencanakan penyempurnaan dari cermin berputar-metode Léon Foucault untuk mengukur kecepatan cahaya, menggunakan optik ditingkatkan dan dasar yang lebih panjang. Dia melakukan beberapa pengukuran awal menggunakan sebagian besar peralatan seadanya pada tahun 1878 tentang waktu yang karyanya sampai pada perhatian Simon Newcomb, direktur Kantor Nautical Almanac yang sudah maju dalam perencanaan studi sendiri. Michelson menerbitkan hasil 299.910 ± 50 km/s pada tahun 1879 sebelum bergabung Newcomb di Washington DC untuk membantu dengan pengukuran di sana. Jadi mulai profesional yang panjang kerjasama dan persahabatan antara keduanya.

Pada 1887 ia dan Edward Morley dilaksanakan yang terkenal percobaan Michelson-Morley yang tampaknya mengesampingkan keberadaan ether. Percobaan mereka untuk gerakan yang diharapkan Bumi relatif terhadap aether, hipotetis cahaya medium yang seharusnya perjalanan, menghasilkan hasil null. Terkejut, Michelson mengulangi percobaan dengan ketepatan yang lebih besar dan lebih besar selama bertahun-tahun, namun tetap tidak menemukan kemampuan untuk mengukur ether. Michelson-Morley yang hasilnya sangat berpengaruh dalam komunitas fisika, Hendrik Lorentz terkemuka untuk merancang miliknya sekarang terkenal kontraksi Lorentz persamaan sebagai sarana untuk menjelaskan hasil nol.

Dia kemudian pindah ke astronomi menggunakan interferometers dalam bintang pengukuran dalam mengukur diameter dan pemisahan bintang biner. Pada 1890 ia menerima posisi yang sama di Clark University, Worcester, Massachusetts, dan pada 1892 ia menjadi Profesor Fisika dan Ketua Departemen pertama di Universitas Chicago baru. Dia bergabung dengan Angkatan Laut selama Perang Dunia I, dan pada tahun 1918 kembali ke Chicago di mana pada tahun 1925 ia diangkat untuk yang pertama dari Distinguished Service profesor. Michelson mengundurkan diri pada tahun 1929 untuk bekerja di Observatorium Mount Wilson, Pasadena.

Selama karirnya, Michelson menyentuh banyak departemen fisika, tapi karena naluri khusus yang muncul ia unggul dalam optik. Dia melakukan pengukuran awal dari kecepatan cahaya yang luar biasa dan pada 1881 ia menemukan interferometer untuk tujuan menemukan efek dari gerakan bumi pada kecepatan yang diamati. Bersama Profesor EW Morley menggunakan interferometer, ditunjukkan bahwa cahaya berjalan pada kecepatan konstan dalam semua sistem inersia acuan. Instrumen juga memungkinkan jarak yang akan diukur dengan akurasi yang lebih besar dengan menggunakan panjang gelombang cahaya. Atas permintaan Komite Internasional Poids et Mesures, Michelson meter diukur standar dalam hal kadmium panjang gelombang cahaya. Ia menemukan eselon spectroscope dan layanan selama masa perang di Angkatan Laut, dia melakukan penelitian pada penggunaan perangkat Rangefinder yang diadaptasi bagi peralatan Angkatan Laut AS.

Tahun 1899, ia menikah Edna Stanton dan mereka mengangkat seorang putra dan tiga putri. Michelson menikah Edna Stanton dari Lake Forest, Illinois pada tahun 1899. Mereka punya satu putra dan tiga putri. Pada tahun 1907, Michelson mendapat kehormatan menjadi orang Amerika pertama yang menerima Penghargaan Nobel dalam Fisika "untuk ketepatan alat optik dan meteorologi spektroskopi dan penyelidikan dilakukan dengan bantuan mereka". Ia juga memenangkan medali Copley pada tahun 1907, Henry Draper Medal pada tahun 1916 dan Gold Medal dari Royal Astronomical Society pada tahun 1923. Sebuah kawah di Bulan dinamai menurut namanya.

Setelah kembali ke kehidupan sipil, Michelson menjadi lebih tertarik pada astronomi dan pada tahun 1920, dengan menggunakan interferensi cahaya dan versi yang sangat berkembang dari alat sebelumnya, ia mengukur diameter bintang Betelgeuse: ini adalah pertama penentuan ukuran bintang yang dapat dianggap sebagai akurat. Dari tahun 1920 dan ke 1921 Michelson dan Francis G. Pease menjadi orang pertama untuk mengukur diameter bintang selain Matahari. Mereka menggunakan interferometer astronomi di Observatorium Gunung Wilson untuk mengukur diameter bintang super-raksasa Betelgeuse. Sebuah pengaturan periskop digunakan untuk mendapatkan murid di densified interferometer, sebuah metode kemudian diselidiki secara rinci oleh Antoine Emile Henry Labeyrie untuk digunakan dalam "Hypertelescopes". Bintang pengukuran diameter dan bintang-bintang biner pemisahan mengambil peningkatan jumlah Michelson kehidupan setelah ini.

Dari 1920 Michelson mulai merencanakan pengukuran definitif dari Observatorium Mount Wilson, menggunakan dasar untuk Lookout Mountain, benjolan di punggung sebelah selatan Gunung San Antonio (Old Baldy), sekitar 22 mil jauh. Pada tahun 1922, US Coast dan Geodetic Survey dimulai dua tahun sungguh-sungguh pengukuran baseline menggunakan baru-baru ini tersedia invar kaset. Dengan panjang baseline didirikan tahun 1924, pengukuran dilakukan selama dua tahun untuk memperoleh nilai yang diterbitkan 299.796 ± 4 km/s. Periode setelah 1927 ditandai dengan munculnya pengukuran baru dari kecepatan cahaya menggunakan elektro-optik novel perangkat, semua jauh lebih rendah dari nilai 1926 Michelson itu.

Michelson mencari pengukuran lain tapi kali ini dalam tabung dievakuasi untuk menghindari kesulitan dalam menafsirkan gambar karena efek atmosfer. Tahun 1930, ia memulai kolaborasi dengan Francis G. Pease dan Fred Pearson untuk melakukan pengukuran dalam 1.6 km tabung di Pasadena, California. Michelson meninggal dengan hanya 36 dari 233 seri pengukuran percobaan selesai dan kemudian diserang oleh ketidakstabilan dan kondensasi geologi masalah sebelum hasil dari 299.774 ± 11 km / s, konsisten dengan elektro-optik berlaku nilai-nilai, diterbitkan secara anumerta pada 1935. Michelson telah berkontribusi banyak surat-surat ke banyak majalah ilmiah dan lebih substansial di antara karya-karya klasik, Velocity of Light (1902) Light Gelombang dan Penggunaan mereka (1899-1903), dan Studies in Optics (1927).

Michelson dihormati oleh keanggotaan dari banyak pelajar masyarakat di seluruh Amerika dan sepuluh negara-negara Eropa. Ia menerima kehormatan ilmu pengetahuan dan gelar sarjana hukum dari sepuluh universitas Amerika dan asing. Ia Presiden dari American Physical Society (1900), Asosiasi Amerika untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan (1910-1911), dan National Academy of Sciences (1923-1927). Dia juga merupakan anggota Royal Astronomical Society, Royal Society of London dan Optical Society, Associate dari l'Académie française dan banyak penghargaan yang ia terima adalah Matteucci Medali (Società Italiana), 1904; Copley Medal ( Royal Society), 1907; Elliot Cresson Medal (Franklin Institute), 1912; Draper Medal (National Academy of Sciences), 1916; Franklin Medal (Franklin Institute) dan Medali Royal Astronomical Society, 1923; dan Duddell Medali (Fisik Society), 1929.

Michelson meninggal 9 Mei 1931 di Pasadena, California pada usia 78 tahun. The University of Chicago Residence Halls mengingat Michelson dan prestasi dengan mendedikasikan Michelson House untuk menghormatinya. Case Western Reserve juga mempersembahkan sebuah Rumah Michelson padanya dan gedung sekolah di Akademi Angkatan Laut Amerika Serikat juga namanya. Michelson Laboratory di Naval Air Weapons Station di cina Danau Ridgecrest, California dinamai menurut namanya. Ada tampilan yang menarik di daerah yang dapat diakses publik dari Lab yang mencakup Michelson Faksimili dari medali Hadiah Nobel, hadiah dokumen, dan contoh-contoh kisi-kisi difraksi.

Penemu Garis gaya magnet

Saat ini, dinamo motor merupakan komponen penting pada kebanyakan alat-alat listrik sebagai mesin penggerak. Bahkan anak kecil pun sudah mengenal dinamo untuk mainan tamiya mereka. Dinamo merupakan salah satu hasil kreativitas Sang Penemu Sejati, Michael Faraday.

Michael Faraday adalah seorang ahli dalam bidang kimia dan fisika. Dia lahir pada tanggal 22 September 1791 dan wafat pada tanggal 25 Agustus 1867. Dia dikenal sebagai perintis dalam meneliti tentang listrik dan magnet, bahkan banyak dari para ilmuwan yang mengatakan bahwa beliau adalah seorang peneliti terhebat sepanjang masa. Beberapa konsep yang beliau turunkan secara langsung dari percobaan, seperti garis gaya magnet telah menjadi gagasan dalam fisika modern.

Faraday lahir di sebuah keluarga miskin di Newington, Surrey dekat London. Faraday muda termasuk anak yang kritis namun ia hanya mengenyam sedikit pendidikan dibandingkan sekolah dasar. Walaupun demikian, itu tidak membuat dirinya minder dan berputus asa untuk terus belajar. Pada saat umurnya 14 tahun, ia magang di sebuah usaha penjilidan buku. Di sinilah ia mulai tertarik dengan ilmu fisika dan kimia. Setelah mendengar kuliah seorang dosen kimia terkenal saat itu, Humphry Davy, ia mengirimkan catatan kuliahnya kepada sang dosen. Ternyata sang dosen tertarik dan mengangkat Faraday sebagai asistennya di Laboratorium Universitas terkenal di London ,saat itu dia berusia 21 tahun.

Pada tahun pertama kerja di laboratorium, Faraday menemukan dua senyawa klorokarbon dan berhasil mencairkan gas klorin dan beberapa gas lainnya. Kemudian berhasil memisahkan senyawa benzena pada tahun 1825 di mana ia diangkat sebagai ketua laboratorium.

Pada tahun 1807, Davy yang memiliki pengaruh besar dalam pemikiran Faraday telah meramalkan bahwa logam natrium dan kalium dapat diendapkan dari senyawanya dengan bantuan arus listrik, suatu proses yang dikenal sebagai elektrolisis. Faraday dengan penuh semangat berusaha keras untuk membuktikan ramalan dosennya tersebut dan pada tahun 1834 hal tersebut menjadi kenyataan maka munculah satu hukum baru tentang listrik, yang dikenal dengan Hukum Faraday.

Penelitian Faraday di bidang listrik dan elektrolisis dipandu oleh kepercayaannya bahwa listrik merupakan salah satu dari kekuatan alam yang lain seperti panas, cahaya, magnet dan kecenderungan kimia. Walaupun idenya tersebut keliru, tapi hal ini membuat ia masuk ke dalam dunia elektromagnetik.

Pada tahun 1785, Charles Coulomb merupakan orang pertama yang menunjukkan prilaku bahwa muatan listrik saling tolak satu sama lain dan hal itu berakhir sampai tahun 1820, Hans Christian Oersted dan Andre Marie Ampere menemukan bahwa arus listrik menghasilkan medan magnet. Hal itu mengubah pemikiran Faraday tentang kekekalan energi dan membuat ia menjadi yakin bahwa medan magnet dapat menghasilkan arus listrik. Ia pun berhasil membuktikannya pada tahun 1831 dan menjadi ide pembuatan dinamo atau generator di mana listrik yang dihasilkan berasal dari mekanik.

Pemikiran dan satu percobaan fenomena elektromagnetik yang ditunjukkan Faraday mengenai konsep garis gaya dibantah oleh sebagian besar ahli fisika matematik Eropa, mereka menganggap bahwa muatan listrik saling tarik dan tolak satu sama lain dipengaruhi oleh jarak dan membuat garis gaya menjadi tidak penting. Akan tetapi seorang ahli fisika terkenal pada saat itu, James Clerk Maxwell menerima pemikiran Faraday dan mengubahnya ke bentuk persamaan matematik dan menjadi tonggak lahirnya teori medan modern.

Hasil kreativitas Faraday yang lain (1845) adalah tentang intensitas medan magnet yang dapat memutarkan bidang cahaya terpolarisasi dan sekarang dikenal dengan efek Faraday. Fenomena ini telah digunakan untuk menentukan struktur molekul dan memberikan informasi tentang medan magnet galaksi.

Faraday menggambarkan banyak penelitiannya tentang listrik dan elektromagnet dalam tiga volum berjudul Experimental Researches in Electricity (1839, 1844, dan 1855), Catatan penelitiannya dibuat tarikh dalam Experimental Researches in Chemistry and Physics (1858). Pada tahun 1855, Faraday berhenti meneliti karena masalah kesehatan tapi ia meneruskan pekerjaannya sebagai dosen sampai 1861. Pada tanggal 25 Agustus 1867, Faraday sang penemu tutup usia dengan meninggalkan semua hasil karyanya, namun seluruh jasanya baik berupa produk maupun pemikiran akan selalu dikenang oleh dunia serta menjadikannya sebagai sang penemu sejati.

Ringkasan Hidup dan Karya Faraday

1. 22 Sept 1791 Michael Faraday dilahirkan di daerah dekat London, Inggris.
2. 27 Okt 1813 Bersama Humphrey Davy menyelidiki teorinya tentang aktivitas vulkanik.
3. 1821 Menggambarkan prinsip dinamo.
4. 1821 Menemukan motor listrik pertama.
5. 1821 Meneliti medan magnet di sekeliling konduktor.
6. 1823 Mencairkan gas klorin.
7. 1831 Menemukan induksi elektromagnetik.
8. 1831 Meneliti tentang magnet bergerak menyebabkan arus listrik.
9. 1831 Menemukan garis gaya magnet.
10. 1831 Menemukan dinamo listrik.
11. 1831 Menemukan transformer listrik.
12. 1831 Membuat hukum tentang induksi.
13. 1832 Menjelaskan hukum tentang elektrolisis dan mengambil istilah "ion" untuk partikel yang diyakini bertanggung jawab dalam membawa arus.
14. 1833 Mengembangkan hukumnya dalam bidang elektrolisis.
15. 1845 Meneliti rotasi cahaya terpolarisasi oleh medan magnet.
16. 1845 Menemukan bahwa perambatan cahaya pada materia dapat dipengaruhi oleh medan magnet eksternal.
17. 1850 Memperbaiki penelitiannya yang gagal untuk mencari hubungan antara gravitasi dan medan elektromagnetik.
18. 25 Agust 1867 Ia meninggal di Inggris sebagai ahli kimia dan fisika yang berkontribusi dalam kemajuan ilmu pengetahuan. 

 

Alat Optik 2

Alat Optik

Cermin dan lensa serta prinsip kerjanya memberikan sarana pemahaman bagi pemanfaatannya untuk mempermudah dan membantu kehidupan manusia. Alat-alat yang bekerja berdasarkan prinsip optik (cermin dan lensa) digolongkan sebagai alat optik.

Mata

Salah satu alat optik alamiah yang merupakan salah satu anugerah dari Sang Pencipta adalah mata. Di dalam mata terdapat lensa kristalin yang terbuat dari bahan bening, berserat, dan kenyal. Lensa kristalin atau lensa mata berfungsi mengatur pembiasan yang disebabkan oleh cairan di depan lensa. Cairan ini dinamakan aqueous humor. Intensitas cahaya yang masuk ke mata diatur oleh pupil.

Bagian-bagian mata

Cahaya yang masuk ke mata difokuskan oleh lensa mata ke bagian belakang mata yang disebut retina. Bentuk bayangan benda yang jatuh di retina seolah-olah direkam dan disampaikan ke otak melalui saraf optik. Bayangan inilah yang sampai ke otak dan memberikan kesan melihat benda kepada mata. Jadi, mata dapat melihat objek dengan jelas apabila bayangan benda (bayangan nyata) terbentuk tepat di retina.

Lensa mata merupakan lensa yang kenyal dan fleksibel yang dapat menyesuaikan dengan objek yang dilihat. Karena bayangan benda harus selalu difokuskan tepat di retina, lensa mata selalu berubah-ubah untuk menyesuaikan objek yang dilihat. Kemampuan mata untuk menyesuaikan diri terhadap objek yang dilihat dinamakan daya akomodasi mata.

daya akomodasi mata

Saat mata melihat objek yang dekat, lensa mata akan berakomodasi menjadi lebih cembung agar bayangan yang terbentuk jatuh tepat di retina. Sebaliknya, saat melihat objek yang jauh, lensa mata akan menjadi lebih pipih untuk memfokuskan bayangan tepat di retina.

Titik terdekat yang mampu dilihat oleh mata dengan jelas disebut titik dekat mata (punctum proximum/PP). Pada saat melihat benda yang berada di titik dekatnya, mata dikatakan berakomodasi maksimum. Titik dekat mata disebut juga dengan jarak baca normal karena jarak yang lebih dekat dari jarak ini tidak nyaman digunakan untuk membaca dan mata akan terasa lelah. Jarak baca normal atau titik dekat mata adalah sekitar 25 cm.

Adapun, titik terjauh yang dapat dilihat oleh mata dengan jelas disebut titik jauh mata (punctum remotum/PR). Pada saat melihat benda yang berada di titik jauhnya, mata berada dalam kondisi tidak berakomodasi. Jarak titik jauh mata normal adalah di titik tak hingga (~).

Rabun Jauh dan Cara Memperbaikinya

Orang yang menderita rabun jauh atau miopi tidak mampu melihat dengan jelas objek yang jauh tapi tetap mampu melihat dengan jelas objek di titik dekatnya (pada jarak 25 cm). titik jauh mata orang yang menderita rabun jauh berada pada jarak tertentu (mata normal memiliki titik jauh tak berhingga).

Rabun jauh dapat diperbaiki dengan menggunakan lensa divergen yang bersifat menyebarkan (memencarkan) sinar. Lensa divergen atau lensa cekung atau lensa negatif dapat membantu lensa mata agar dapat memfokuskan bayangan tepat di retina.

miopi dikoreksi menggunakan lensa negatif

Jarak fokus lensa dan kuat lensa yang digunakan untuk memperbaiki mata yang mengalami rabun jauh dapat ditentukan berdasarkan persamaan lensa tipis dan rumus kuat lensa.
Di sini jarak s adalah jarak tak hingga (titik jauh mata normal), dan s’ adalah titik jauh mata (PR). Prinsip dasarnya adalah lensa negatif digunakan untuk memindahkan (memajukan) objek pada jarak tak hingga agar menjadi bayangan di titik jauh mata tersebut sehingga mata dapat melihat objek dengan jelas.

Rabun Dekat dan Cara Memperbaikinya

Orang yang menderita rabun dekat atau hipermetropi tidak mampu melihat dengan jelas objek yang terletak di titik dekatnya tapi tetap mampu melihat dengan jelas objek yang jauh (tak hingga). Titik dekat mata orang yang menderita rabun dekat lebih jauh dari jarak baca normal (PP > 25 cm).

Cacat mata hipermetropi dapat diperbaiki dengan menggunakan lensa konvergen yang bersifat mengumpulkan sinar. Lensa konvergen atau lensa cembung atau lensa positif dapat membantu lensa mata agar dapat memfokuskan bayangan tepat di retina.

hipermetropi dikoreksi menggunakan lensa positif

Jarak fokus lensa dan kuat lensa yang digunakan untuk memperbaiki mata yang mengalami hipermetropi dapat ditentukan berdasarkan persamaan lensa tipis dan rumus kuat lensa.

 

Di sini jarak s adalah jarak titik dekat mata normal (25 cm), dan s’ adalah titik dekat mata (PP). Prinsip dasarnya adalah lensa positif digunakan untuk memindahkan (memundurkan) objek pada jarak baca normal menjadi bayangan di titik dekat mata tersebut sehingga mata dapat melihat objek dengan jelas.

Alat - alat Optik

Mata

Mata manusia sebagai alat indra penglihatan dapat dipandang sebagai alat optik yang sangat penting bagi manusia.
Bagian-bagian mata menurut kegunaan fisis sebagai alat optik :
Kornea merupakan lapisan terluar yang keras untuk melindungi bagian-bagian lain dalam mata yang halus dan lunak.
Aqueous humor (cairan) yang terdapat di belakang kornea fungsi untuk membiaskan cahaya yang masuk ke dalam mata.
Lensa terbuat dari bahan bening (optis) yang elastik, merupakan lensa cembung berfungsi membentuk bayangan.Iris (otot berwarna) membentuk celah lingkaran yang disebut pupil.
Pupil berfungsi mengatur banyak cahaya yang masuk ke dalam mata. Lebar pupil diatur oleh iris, di tempat gelap pupil membuka lebar agar lebih banyak cahaya yang masuk ke dalam mata.
Retina (selaput jala) terdapat di permukaan belakang mata yang berfungi sebagai layar tempat terbentuknya bayangan benda yang dilihat. Bayangan yang jatuh pada retina bersifat : nyata, diperkecil dan terbalik.
Bintik buta merupakan bagian pada retina yang tidak peka terhadap cahaya, sehingga bayangan jika jatuh di bagian ini tidak jelas/kelihatan, sebaliknya pada retina terdapat bintik kuning.
Permukaan retina terdiri dari berjuta-juta sel sensitif, ada yang berbentuk sel batang berfungsi membedakan kesan hitam/putih dan yang berbentuk sel kerucut berfungsi membedakan kesan berwarna.Otot siliar (otot lensa mata) berfungsi mengatur daya akomodasi mata.
Cahaya yang masuk ke mata difokuskan oleh lensa mata ke permukaan retina. Oleh sel-sel yang ada di dalam retina, rangsangan cahaya ini dikirimkan ke otak. Oleh otak diterjemahkan sehingga menjadi kesan melihat.

Daya Akomodasi Mata.

Perlu diketahui bahwa jarak antara lensa mata dan retina selalu tetap. Sehingga dalam melihat benda-benda pada jarak tertentu perlu mengubah kelengkungan lensa mata. Untuk mengubah kelengkungan lensa mata, yang berarti mengubah jarak titik fokus lensa merupakan tugas otot siliar. Hal ini dimaksudkan agar bayangan yang dibentuk oleh lensa mata selalu jatuh di retina. Pada saat mata melihat dekat lensa mata harus lebih cembung (otot-otot siliar menegang) dan pada saat melihat jauh lensa harus lebih pipih (otot-otot siliar mengendor). Peristiwa perubahan-perubahan ini disebut daya akomodasi.

Daya akomodasi (daya suai) adalah kemampuan otot siliar untuk menebalkan atau memipihkan kecembungan lensa mata yang disesuaikan dengan dekat atau jauhnya jarak benda yang dilihat.
Manusia memiliki dua batas daya akomodasi (jangkauan penglihatan) yaitu :
1. titik dekat mata (punctum proximum) adalah jarak benda terdekat di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal (emetropi) titik dekatnya berjarak 10cm s/d 20cm (untuk anak-anak) dan berjarak 20cm s/d 30cm (untuk dewasa). Titik dekat disebut juga jarak baca normal.
2. titik jauh mata (punctum remotum) adalah jarak benda terjauh di depan mata yang masih dapat dilihat dengan jelas. Untuk mata normal titik jauhnya adalah “tak terhingga”.

Cacat Mata
Berkurangnya daya akomodasi mata seseorang dapat menyebabkan berkurangnya kemampuan mata untuk melihat benda pada jarak tertentu dengan jelas. Cacat mata yang disebabkan berkurangnya daya akomodasi, antara lain rabun jauh, rabun dekat dan rabun dekat dan jauh. Selain tiga jenis itu, masih ada jenis cacat mata lain yang disebut astigmatisma.
Cacat mata dapat dibantu dengan kacamata. Kacamata hanya berfungsi membantu penderita cacat mata agar bayangan benda yang diamati tepat pada retina. Kacamata tidak dapat menyembuhkan cacat mata. Ukuran yang diberikan pada kacamata adalah kekuatan lensa yang digunakan. Kacamata berukuran -1,5, artinya kacamata itu berlensa negatif dengan kuat lensa -1,5 dioptri.Berkurangnya daya akomodasi mata dapat menyebabkan cacat mata sebagai berikut :

Rabun jauh (miopi)

Rabun jauh yaitu mata tidak dapat melihat benda-benda jauh dengan jelas, disebut juga mata perpenglihatan dekat (terang dekat/mata dekat). Penyebab terbiasa melihat sangat dekat sehingga lensa mata terbiasa tebal. Miopi sering dialami oleh tukang arloji, penjahit, orang yang suka baca buku (kutu buku) dan lain-lain.
Untuk mata normal (emetropi) melihat benda jauh dengan akomodasi yang sesuai, sehingga bayangan jatuh tepat pada retina.
Mata miopi melihat benda jauh bayangan jatuh di depan retina, karena lensa mata terbiasa tebal.
Mata miopi ditolong dengan kacamata berlensa cekung (negatif).

Tugas dari lensa cekung adalah membentuk bayangan benda di depan mata pada jarak titik jauh orang yang mempunyai cacat mata miopi. Karena bayangan jatuh di depan lensa cekung, maka harga si adalah negatif. Dari persamaan lensa tipis, 1/f=1/So+1/Si si adalah jarak titik jauh mata miopi. so adalah jarak benda ke mataf adalah fokus lensa kaca mata.

Rabun dekat (hipermetropi)

Rabun dekat tidak dapat melihat jelas benda dekat, disebut juga mata perpenglihatan jauh (terang jauh/mata jauh). Rabun dekat mempunyai titik dekat yang lebih jauh daripada jarak baca normal. Penyebab terbiasa melihat sangat jauh sehingga lensa mata terbiasa pipih.
Rabun dekat sering dialami oleh penerbang (pilot), pelaut, sopir dan lain-lain. Rabun jauh ditolong dengan kacamata berlensa cembung (positif).

Bayangan yang dibentuk lensa cembung harus berada pada titik dekat mata penderita rabun dekat. Karena bayangan yang dihasilkan lensa cembung berada di depan lensa maka harga si adalah negatif. Dari persamaan lensa tipis, 1/f=1/So+1/Si
si adalah jarak titik jauh mata hipermetropi. so adalah jarak benda ke mataf adalah fokus lensa kaca mata.

Mata tua (presbiopi)

Mata tua tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang sangat jauh dan benda-benda pada jarak baca normal, disebabkan daya akomodasi telah berkurang akibat lanjut usia (tua). Pada mata tua titik dekat dan titik jauh keduanya telah bergeser. Mata tua diatasi atau ditolong dengan menggunakan kacamata berlensa rangkap (cembung dan cekung). Pada kacamata dengan lensa rangkap, lensa negatif bekerja seperti lensa pada kaca mata miopi, sedangkan lensa positif bekerja seperti halnya pada kacamata hipermetropi.

Astigmatisma (mata silindris)

Astigmatisma disebabkan karena kornea mata tidak berbentuk sferik (irisan bola), melainkan lebih melengkung pada satu bidang dari pada bidang lainnya. Akibatnya benda yang berupa titik difokuskan sebagai garis. Mata astigmatisma juga memfokuskan sinar-sinar pada bidang vertikal lebih pendek dari sinar-sinar pada bidang horisontal.Astigmatisma ditolong/dibantu dengan kacamata silindris.