SELAMAT DATANG di Blog Saya, JENNY PRIMANITA D.. Semoga blog saya dapat bermanfaat untuk kalian... :-)

Sabtu, 18 September 2010

RPP FISIKA SMA KELAS XII

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : XII/1 (satu)
Pertemuan ke- :
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 x 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah
Kompetensi Dasar : Menerapkan konsep dan prinsip gelombang bunyi dan cahaya dalam teknologi
Indikator : - Membuat ulasan penerapan efek Doppler untuk gelombang bunyi, misalnya pada SONAR.
- Membuat ulasan penerapan gelombang bunyi pada pengujian tak merusak (NDT-nondestructive testing).

I. Tujuan Pembelajaran
 Siswa dapat mengaplikasikan penerapan dari gelombang bunyi pada kehidupan sehari-hari.
 Siswa dapat memahami bagaimana prinsip kerja dari alat-alat kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengan gelombang bunyi.
II. Materi Ajar
Aplikasi gelombang bunyi pada SONAR dan pengujian tak merusak (NDT).
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/Ceramah
2. Diskusi
3. Tanya jawab
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
a. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran dengan memberikan salam dan menanyakan kabar murid. Kemudian guru mengulas sedikit tentang pelajaran yang telah lalu dan materi pelajaran yang akan dipelajari.

b. Kegiatan Inti
 Guru memberikan informasi tentang penerapan gelombang bunyi pada teknologi dengan bantuan software agar siswa lebih mengerti.
 Guru membawa beberapa alat yang menggunakan gelombang bunyi, seperti kamera
 Guru membentuk kelompok diskusi sebanyak 4 orang satu kelompok.
 Guru memberikan tugas kepada kelompok untuk mencari teknologi apa saja yang berhubungan dengan gelombang bunyi yang kemudian di diskusikan
 Guru membuka diskusi yang diteruskan dengan setiap kelompok maju ke depan kelas untuk mempresentasikan hasil diskusi.
 Guru membuka sesi tanya jawab setelah semua kelompok maju dan memberikan kesempatan kepada siswa lain untuk menjawab pertanyaan dari siswa lain.
 Guru memberikan kesimpulan hasil belajar pada hari ini.
 Guru memberikan soal-soal latihan (kuis).

c. Kegiatan Akhir
Guru menutup proses pembelajaran dengan membahas soal-soal latihan (kuis) dan memberi penekanan materi serta mempersiapkan diri untuk pertemuan berikutnya.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat/Bahan : Kamera
Sumber : Buku Fisika kelas 3 SMA.
Sarana/Media : Slide, Software (flash).
VI. Penilaian
1. Kuis tertulis
2. Pengamatan aktivitas, sikap,dan tingkah laku siswa dalam pembelajaran pada saat tanya jawab atau diskusi di dalam kelas
3. Penilaian tugas mandiri dan kelompok

Contoh Soal Kuis:
1. Jelaskan cara kerja SONAR dan sebutkan salah satu penggunaan SONAR pada teknologi!
2. Apa yang dimaksud dengan non-destructive testing (NDT)? Sebutkan salah satu penggunaan dari NDT!
3. Pulsa-pulsa ultrasonik akan dipantulkan ketika mengenai suatu dinding yang memiliki perbedaan massa jenis (B/S).

Jawaban Soal Kuis:
1. Cara kerja SONAR adalah dengan cara memantulkan sebuah sinyal untuk mendeteksi sesuatu hal dan kemudian sinyal tersebut diterima sebagai data hasil pengukuran. Sebagai contoh, aplikasi pada pengukuran kedalaman laut. Dalam prosesnya adalah, SONAR mengirimkan sinyal dan kemudian menangkapnya berupa data yang menunjukkan bukan hanya kedalaman laut, tetapi bentuk dasar laut dan berbagai macam ikan yang ada di bawahnya.
2. Non-destructive testing atau NDT adalah sebutan untuk sebuah pengujian yang menggunakan alat seperti ultrasonografi. Dimana dalam pengujian ini ultrasonic yang dikirimkan sebagai sinyal untuk melihat perkembangan janin, tidak akan merusak jaringan atau sel-sel tubuh yang dilewatinya dalam pengiriman sinyal tersebut.
3. Benar.

...................., ................................. 2010

Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika




________________ _________________
NIP: NIP:



RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : XII/1 (satu)
Pertemuan ke- :
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 x 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah
Kompetensi Dasar : Menerapkan konsep dan prinsip gelombang bunyi dan cahaya dalam teknologi
Indikator : - Menjelaskan peristiwa fisika yang dapat menyebabkan peristiwa polarisasi cahaya.
- Menjelaskan aplikasi efek Doppler seperti pada RADAR.

I. Tujuan Pembelajaran
 Siswa dapat mengaplikasikan penerapan dari gelombang cahaya pada kehidupan sehari-hari.
 Siswa dapat memahami bagaimana prinsip kerja dari alat-alat kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengan gelombang cahaya.
II. Materi Ajar
Aplikasi gelombang cahaya pada peristiwa polarisasi cahaya dan aplikasi dari efek Doppler.
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/Ceramah
2. Eksperimen Sederhana
3. Diskusi
4. Tanya Jawab
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
a. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran dengan memberikan salam dan menanyakan kabar murid. Kemudian guru mengulas sedikit tentang pelajaran yang telah lalu dan materi pelajaran yang akan dipelajari.

b. Kegiatan Inti
 Guru memberikan informasi tentang penerapan gelombang cahaya pada teknologi dengan bantuan software agar siswa lebih mengerti.
 Guru membentuk kelompok diskusi sebanyak 4 orang satu kelompok.
 Guru menjelaskan tata cara dalam eksperimen dan apa yang akan di amati dalam eksperimen tersebut.
 Guru membagikan soal-soal eksperimen kepada siswa.
 Guru mengamati siswa dalam eksperimen dan membantu siswa jika siswa kesulitan serta siswa diberi kesempatan untuk mengisi LKS.
 Guru membuka diskusi yang diteruskan dengan setiap kelompok maju ke depan kelas untuk mempresentasikan hasil eksperimen.
 Guru membuka sesi tanya jawab setelah semua kelompok maju dan memberikan kesempatan kepada siswa lain untuk menjawab pertanyaan dari siswa lain, jika siswa tidak ada yang menjawab, maka guru yang menjawab dan menjelaskan kepada siswa.
 Guru memberikan kesimpulan hasil belajar pada hari ini.

c. Kegiatan Akhir
Guru menutup proses pembelajaran dengan membahas hasil eksperimen dan memberi penekanan materi serta mempersiapkan diri untuk pertemuan berikutnya.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat/Bahan : oli, air, keeping kaca, kertas hitam, senter.
Sumber : Buku Fisika kelas 3 SMA.
Sarana/Media : Slide, Software (flash).
VI. Penilaian
1. Soal-soal latihan (berhubungan dengan eksperimen).
2. Pengamatan aktivitas, sikap,dan tingkah laku siswa dalam pembelajaran pada saat tanya jawab atau diskusi di dalam kelas
3. Penilaian tugas mandiri dan kelompok

Contoh LKS:
1. Apakah Anda dapat melihat pola interferensi dari berbagai warna di bawah cahaya putih?
2. Bagaimana pola ini berubah jika Anda menutupi senter dengan selembar kertas kaca (selopan) merah, biru, atau hijau yang bertindak sebagai filter?
3. Bagaimana pola interferensi ini dapat terbentuk?

...................., ................................. 2010

Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika




________________ _________________
NIP: NIP:



RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : XII/1 (satu)
Pertemuan ke- :
Alokasi Waktu :
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.
Kompetensi Dasar : Memformulasikan gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada keeping sejajar.
Indikator : - Memformulasikan hukum Coulomb
- Memformulasikan medan listrik oleh distribusi muatan listrik.

I. Tujuan Pembelajaran
 Siswa dapat mengetahui pengertian gaya listrik, muatan listrik dan sifat-sifatnya.
 Siswa dapat memformulasikan hukum Coulomb.
 Siswa dapat mengetahui pengertian medan listrik dan pengaruhnya dengan gaya listrik.
 Siswa dapat memformulasikan medan listrik oleh distribusi muatan listrik.
II. Materi Ajar
Gaya Listrik
Medan Listrik
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/Ceramah
2. Eksperimen Sederhana
3. Diskusi
4. Tanya Jawab
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
a. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran dengan memberikan salam dan menanyakan kabar murid. Kemudian guru melakukan percobaan sederhana tentang listrik statis (tanpa memberikan penjelasan sebelumnya) agar siswa lebih tertarik dalam belajar.

b. Kegiatan Inti
 Guru menjelaskan pengertian, sifat-sifat, dan penyebab terjadinya muatan listrik.
 Guru memberi kesempatan kepada siswa untuk memberikan pendapatnya masing-masing tentang percobaan pada awal pelajaran.
 Guru mendiskusikannya kepada siswa dan kemudian guru menjelaskan percobaan tersebut dan hubungannya dengan materi yang telah diberikan.
 Guru melanjutkan pelajaran dengan memformulasikan gaya listrik dengan partisipasi dari siswa.
 Guru menjelaskan pengertian medan lsitrik dan memformulasikannya.
 Guru memberikan beberapa soal hitungan dan kemudian memberikan kesempatan kepada siswa untuk mengerjakannya di depan kelas dan menjelaskannya.

c. Kegiatan Akhir
Guru menutup proses pembelajaran dengan memberi kesempatan kepada siswa untuk menyimpulkan pelajaran yang telah di dapat pada pertemuan ini. Kemudian Guru memberikan pertanyaan lisan yang ringan mengenai pembelajaran hari ini sebelum keluar dari kelas.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat/Bahan : Sisir Plastik, Benang Wol.
Sumber : Buku Fisika kelas 3 SMA.
Sarana/Media : White board, slide.
VI. Penilaian
1. Kuis Lisan
2. Soal-soal latihan yang dikerjakan siswa di depan kelas.
3. Pengamatan aktivitas, sikap,dan tingkah laku siswa dalam pembelajaran pada saat tanya jawab atau diskusi di dalam kelas

Contoh Kuis Lisan:
1. Apa yang dimaksud dengan gaya listrik?
2. Sebutkan muatan-muatan listrik dan bagaimana jika kedua muatan tersebut bertemu?
3. Apa yang dimaksud dengan medan listrik dan bagaimana hubungannya pada vektor kuat medan listrik?

...................., ................................. 2010

Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika




________________ _________________
NIP: NIP:



RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : XII/1 (satu)
Pertemuan ke- :
Alokasi Waktu :
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.
Kompetensi Dasar : Memformulasikan gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada keeping sejajar.
Indikator : - Memformulasikan hukum Gauss
- Mengaplikasikan hukum Coulomb dan Gauss untuk mencari medan listrik bagi distribusi muatan kontinu.

I. Tujuan Pembelajaran
 Siswa dapat memahami garis-garis listrik.
 Siswa dapat memformulasikan hukum Gauss.
 Siswa dapat mengaplikasikan hukum Coulomb dan Gauss untuk mencari medan listrik bagi distribusi muatan kontinu.
II. Materi Ajar
Hukum Gauss
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/Ceramah
2. Diskusi
3. Tanya Jawab
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
a. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran dengan memberikan salam dan menanyakan kabar murid. Kemudian guru mengulas sedikit tentang pelajaran yang telah lalu dan materi pelajaran yang akan dipelajari.

b. Kegiatan Inti
 Guru menjelaskan pengertian, sifat-sifat, dan penyebab terjadinya garis-garis listrik.
 Guru memformulasikan hukum Gauss dengan partisipasi dari siswa.
 Guru menjelaskan aplikasi dari hukum Coulomb dan Gauss yang dapat di gunakan untuk mencari medan listrik bagi distribusi muatan kontinu..
 Guru memberikan beberapa soal hitungan dan kemudian memberikan kesempatan kepada siswa untuk mengerjakannya di depan kelas dan menjelaskannya.

c. Kegiatan Akhir
Guru menutup proses pembelajaran dengan memberi kesempatan kepada siswa untuk menyimpulkan pelajaran yang telah di dapat pada pertemuan ini dan memberi penekanan materi serta mempersiapkan diri untuk pertemuan berikutnya.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Sumber : Buku Fisika kelas 3 SMA.
Sarana/Media : White board, slide.
VI. Penilaian
1. Soal-soal latihan yang dikerjakan siswa di depan kelas.
2. Pengamatan aktivitas, sikap,dan tingkah laku siswa dalam pembelajaran pada saat tanya jawab atau diskusi di dalam kelas

...................., ................................. 2010

Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika




________________ _________________
NIP: NIP:



RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : XII/1 (satu)
Pertemuan ke- :
Alokasi Waktu :
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.
Kompetensi Dasar : Memformulasikan gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada keeping sejajar.
Indikator : - Memformulasikan potensial listrik dan kaitannya dengan medan listrik.
- Menemukan potensial listrik oleh distribusi muatan titik dan kontinu
- Memformulasikan energi potensial listrik dan kaitannya dengan gaya/medan listrik dan potensial listrik.
- Menentukan beda energi potensial antara dua titik dalam medan listrik

I. Tujuan Pembelajaran
 Siswa dapat mengetahui pengertian potensial listrik dan siswa dapat memformulasikan potensial listrik.
 Siswa dapat menemukan perumusan potensial listrik oleh distribusi muatan titik dan kontinu.
 Siswa dapat memformulasikan energi potensial listrik dan kaitannya dengan gaya/medan listrik dan potensial listrik.
 Siswa dapat menentukan beda energi potensial antara dua titik dalam medan listrik.
II. Materi Ajar
Potensial Listrik
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/Ceramah
2. Diskusi
3. Tanya Jawab
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
a. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran dengan memberikan salam dan menanyakan kabar murid. Kemudian guru mengulas sedikit tentang pelajaran yang telah lalu dan materi pelajaran yang akan dipelajari.

b. Kegiatan Inti
 Guru menjelaskan pengertian potensial listrik dan memformulasikan dengan bantuan partisipasi dari siswa.
 Guru menjelaskan dan memformulasikan beda potensial listrik.
 Guru menjelaskan muatan pada satu dan beberapa sumber muatan titik.
 Guru memberikan contoh soal dan beberapa soal latihan.
 Guru menjelaskan sekilas tentang hubungan potensial listrik dengan medan listrik pada konduktor dua keping sejajar dan konduktor bola berongga.
 Guru membentuk kelompok diskusi 4 orang dalam setiap kelompok di dalam 2 kelompok besar (Kelompok 1 membahas konduktor dua keping sejajar dan Kelompok 2 membahas konduktor bola berongga).
 Guru memberikan tugas pada setiap kelompok untuk memformulasikan potensial listrik pada konduktor dua keping sejajar dan konduktor bola berongga.
 Guru memperhatikan diskusi dan membantu siswa jika siswa kesulitan.
 Guru memberi kesempatan kepada perwakilan dari masing-masing kelompok besar untuk menjelaskan hasil diskusi ke depan kelas.
 Guru memberi kesempatan kepada siswa lain untuk bertanya, jika siswa tidak dapat menjawab, guru dapat membantu.
 Guru memberikan beberapa soal hitungan dan kemudian memberikan kesempatan kepada siswa untuk mengerjakannya di depan kelas dan menjelaskannya.

c. Kegiatan Akhir
Guru menutup proses pembelajaran dengan memberi kesempatan kepada siswa untuk menyimpulkan pelajaran yang telah di dapat pada pertemuan ini dan memberi penekanan materi serta mempersiapkan diri untuk pertemuan berikutnya.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Sumber : Buku Fisika kelas 3 SMA.
Sarana/Media : White board, slide.
VI. Penilaian
1. Soal-soal latihan yang dikerjakan siswa di depan kelas.
2. Pengamatan aktivitas, sikap,dan tingkah laku siswa dalam pembelajaran pada saat tanya jawab atau diskusi di dalam kelas.
3. Paper hasil diskusi kelompok.

...................., ................................. 2010

Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika




________________ _________________
NIP: NIP:



RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : XII/1 (satu)
Pertemuan ke- :
Alokasi Waktu :
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.
Kompetensi Dasar : Memformulasikan gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada keeping sejajar.
Indikator : - Memformulasikan cara kerja kapasitor keping sejajar.
- Menentukan energi yang tersimpan di dalam kapasitor yang bermuatan.

I. Tujuan Pembelajaran
 Siswa dapat mengetahui pengertian, wujud dan fungsi kapasitor.
 Siswa dapat memformulasikan cara kerja kapasitor keping sejajar.
 Siswa dapat mengetahui bagaimana cara memuati suatu kapasitor.
 Siswa dapat menentukan energi yang tersimpan di dalam kapasitor yang bermuatan.
II. Materi Ajar
Kapasitor
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/Ceramah
2. Eksperimen Sederhana
3. Diskusi
4. Tanya Jawab
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
a. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran dengan memberikan salam dan menanyakan kabar murid. Kemudian guru mengulas sedikit tentang pelajaran yang telah lalu dan materi pelajaran yang akan dipelajari.

b. Kegiatan Inti
 Guru menceritakan tentang awal penemuan dari kapasitor dan penemunya.
 Guru menjelaskan pengertian dan jenis-jenis dari kapasitor
 Guru memberikan contoh bentuk dari kapasitor dengan membawa kapasitor dengan kapasitas tertentu.
 Guru memformulasikan kapasitas kapasitor dengan bantuan siswa.
 Guru menjelaskan bagaimana cara memuati kapasitor.
 Guru menjelaskan energi yang tersimpan dalam kapasitor yang bermuatan.
 Guru membentuk kelompok diskusi 4 orang tiap kelompok untuk melakukan eksperimen.
 Guru membimbing siswa dalam eksperimen tentang pemuatan kapasitor.
 Guru memberi kesempatan kepada siswa untuk memberikan pendapatnya masing-masing tentang eksperimen yang telah dilakukan.
 Guru mendiskusikannya kepada siswa dan kemudian guru menjelaskan percobaan tersebut dan hubungannya dengan materi yang telah diberikan.

c. Kegiatan Akhir
Guru menutup proses pembelajaran dengan memberi kesempatan kepada siswa untuk menyimpulkan pelajaran yang telah di dapat pada pertemuan ini. Kemudian Guru memberikan kuis tertulis mengenai pembelajaran hari ini sebelum keluar dari kelas.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat/Bahan : Kapasitor, Sakelar, Galvanometer.
Sumber : Buku Fisika kelas 3 SMA.
Sarana/Media : White board, slide.
VI. Penilaian
1. Hasil pengamatan dan diskusi saat eksperimen.
4. Pengamatan aktivitas, sikap,dan tingkah laku siswa dalam pembelajaran pada saat tanya jawab atau diskusi di dalam kelas.
5. Kuis tertulis.

Contoh Kuis Tertulis:
1. Satuan dari kapsitas kapasitor adalah.... .
2. Seorang teknisi ingin membuat sebuah kapasitor keping sejajar dengan menggunakan suatu keping sejajar dengan menggunakan suatu bahan yang memiliki permitivitas relatif 200 sebagai dielektrik. Jika luas keping 4,00 cm dan tebal bahan dielektrik 2,00 mm, maka kapasitas yang dihasilkan adalah... .
3. Sebuah konduktor keping sejajar yang tiap kepingnya berbentuk persegi dengan panjang sisi 20 cm, diberi muatan 8 µC. Hitung:
a. Rapat muatan listrik tiap keping
b. Besar kuat medan listrik dalam ruang diantara kedua keping ( = 8,85 × 10-12 dalam SI)
4. Kapastitor dapat menghantarkan listrik searah, benar atau salah?
5. Kapasitor dapat menyimpan arus listrik, benar atau salah?

Jawaban Kuis Tertulis:
1. Farad
2. 3,54 pF
3. σ = 2×10-4 C/m2 dan E = 2,259×107 N/C
4. Salah
5. Salah

...................., ................................. 2010

Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika




________________ _________________
NIP: NIP:

ENERGI ALTERNATIF

ENERGI ALTERNATIF UNTUK MENGHENTIKAN KRISIS ENERGI

Tahun 2307, bahan bakar fosil telah habis sepenuhnya. Minyak bumi telah mengering akibat penggunaan yang melampaui batas selama lima ratus tahun terakhir. Batu bara lenyap setelah dibakar oleh kegiatan industri selama lebih dari tiga ratus tahun. Akhirnya, masyarakat dunia membangun tiga buah orbital elevator-berbentuk menara setinggi 3.400 km yang mampu mengubah sinar matahari menjadi energi secara langsung-dengan tujuan mengatasi krisis energi. Sayangnya, keberadaan orbital elevator membuat masyarakat dunia terbagi ke dalam tiga kekuatan besar. Kekuatan pertama dikenal sebagai Perserikatan Energi Matahari dan Negara-Negara Bebas (Union of Solar Energy and Free Nations atau Union) yang beranggotakan negara-negara di Amerika Utara, Amerika Selatan dan Jepang. Union mengendalikan orbital elevator di Amerika Selatan. Uni Eropa Baru (Advance European Union atau AEU) sebagai kekuatan kedua yang mengendalikan orbital elevator di Afrika. AEU memiliki anggota yang tersebar di seluruh Eropa, Rusia-Eropa dan benua Afrika. Sementara itu, Liga Pembentukan Manusia (Human Reform League atau HRL), sebagai kekuatan ketiga, mengedalikan orbital elevator di Australia. HRL dipimpin oleh Cina, India, Rusia-Siberia dan negara-negara di Asia Tenggara. Celakanya, ketiga kekuatan dunia tersebut kembali terlibat perang dunia demi memerebutkan sumber energi dan menjadi penguasa dunia.

Perang yang terjadi untuk memerebutkan sumber energi, seperti di atas, mungkin hanyalah sebuah khayalan dalam film berjudul “Mobile Suit Gundam 00″ yang dibuat oleh studio Sunrise di Jepang. Khayalan tersebut akan menjadi kenyataan apabila semua sumber bahan bakar fosil benar-benar habis dan sumber energi alternatif tidak segera ditemukan. Habisnya sumber bahan bakar fosil kelak akan menimbulkan kekacauan bagi kestabilan masyarakat dunia. Anda dapat membayangkan, selama ini semua kegiatan industri yang kita lakukan bergantung sepenuhnya pada bahan bakar fosil. Sehingga apabila bahan bakar fosil habis maka dapat dipastikan seluruh kegiatan industri akan terhenti, ekonomi dunia runtuh seketika, dan masyarakat akan dilanda kekacauan akibat hilangnya energi untuk kegiatan sehari-hari. Pada saat krisis itu terjadi, perang untuk memperebutkan sumber energi yang tersisa-walaupun sumber energi yang tersisa sangatlah kecil-akan menjadi sesuatu yang logis.
Namun demikian, sebelum bahan bakar fosil benar-benar habis dan krisis energi bertambah parah, para ilmuwan dan teknisi di seluruh dunia berjuang untuk mengatasi masalah krisis energi. Kini mereka telah bergerak maju untuk memulai pengembangan dan penggunaan energi alternatif untuk menggantikan energi dari bahan bakar fosil. Hingga saat ini ada beberapa energi yang berhasil dikembangkan oleh para ilmuwan dan teknisi, yaitu sumber energi nuklir, matahari, angin, energi fusi atom dan beberapa energi alternatif non fosil. Artikel ini akan menjelaskan keunggulan dari semua sumber energi alternatif yang berhasil dikembangkan dan beberapa aspek penting yang berkaitan dengan sumber energi alternatif tersebut.

Energi nuklir merupakan sumber energi alternatif paling kontroversial di muka bumi. Sumber energi ini mampu menjadi sesuatu yang sangat berguna bagi umat manusia sekaligus menjadi musibah terbesar bagi dunia. Namun demikian apabila sumber energi nuklir dikembangkan secara seksama untuk mensejahterahkan manusia, maka energi nuklir akan sangat bermanfaat. Sejarah pengembangan energi nuklir masih berkaitan dengan fungsinya sebagai senjata pemusnah massal. Pada musim panas 1942, Amerika Serikat mulai mengembangkan Manhattan Project dengan Robert Oppenheimer, pencetus gagasan tentang bom nuklir, sebagai pemimpin bidang ilmu dan teknologi. Manhattan Project menjadi awal pengembangan senjata nuklir sebagai senjata pemusnah massal (Encyclopedia Americana, 18, 1990: 234). Pengembangan senjata nuklir dalam Manhattan Project juga menjadi langkah awal bagi pengembangan nuklir sebagai sumber energi. Setelah Perang Dunia II berakhir maka pengembangan nuklir tidak hanya terbatas sebagai senjata pemusnah massa tapi juga sebagai sumber energi alternatif yang memiliki daya guna sangat tinggi.
Dewasa ini reaktor nuklir sebagai pembangkit listrik telah menjadi sesuatu yang umum ditemukan di negara-negara dunia pertama. Keunggulan energi nuklir sebagai sumber energi alternatif terletak pada jumlah energi yang bisa di dihasilkan dari pembelahan inti atom bahan bakar nuklir, biasanya uranium atau plutonium, dalam sebuah reaktor nuklir. Jumlah energi yang bisa dihasilkan oleh sebuah reaktor sangat beragam, tergantung berapa banyak jumlah bahan bakar yang digunakan. Energi nuklir untuk keperluan damai dihasilkan dengan memerlambat energi dari pembelahan inti atom untuk menghasilkan uap. Uap tersebut kelak akan menghasilkan arus listrik untuk keperluan masyarakat (Wilson, 1975: 14). Richard Rhodes, penulis dari National Geographic, menyatakan bahwa kini ada sekitar 440 pembangkit listrik tenaga nuklir yang memasok sekitar 16 persen kebutuhan energi bumi (National Geographic, Agustus 2005: 72). Namun demikian penggunaan energi nuklir sebagai energi alternatif masih menjadi perdebatan serius. Sejak bencana Chernobyl, Ukraina, pada tahun 1985, pengembangan energi nuklir terus menuai pertentangan, tidak hanya di negara maju tapi juga di negara berkembang seperti halnya Indonesia. Padahal energi nuklir termasuk salah satu sumber energi yang sangat melimpah dan bersih sebab tidak ada emisi gas yang mencemari lingkungan. Namun, dampak buruk dari energi nuklir tetap menjadi momok bagi masyarakat dunia. Hal itu membuat pengembangan energi nuklir sebagai sumber energi alternatif menjadi tersendat-sendat.
Jika nuklir masih menjadi sebuah kontroversi di kalangan umum sebagai sumber energi, maka energi matahari bisa menjadi sebuah pilihan alternatif. Sebagai sumber energi primer bagi bumi, matahari menyediakan sebuah sumber energi yang tidak terbatas. Pengubahan sinar matahari sebagai energi alternatif membutuhkan sebuah mekanisme tertentu yang dikenal sebagai sel fotovoltaik. Apabila sel-sel tersebut dihamparkan pada sebuah wilayah berukuran 25.600 kilometer persegi, maka akan menghasilkan energi untuk seluruh wilayah Amerika Serikat selama satu tahun (Ilmu Pengetahuan Populer, 3, 1999: 256). Prinsip kerja sel fotovotaik rupanya cukup sederhana, sinat matahari yang menimpa permukaan semikonduktor akan menghasilkan arus elektron yang kelak akan menjadi arus listrik. Kemampuan pembangkit listrik tenaga matahari menyediakan energi bersih dalam jumlah besar membuat negara-negara dunia pertama mulai mengembangkannya sebagai sumber energi baru.


Pengembangan energi matahari sebagai sumber energi baru rupanya tidak lepas dari berbagai tantangan yang membuat pengembangannya menjadi sedikit terhambat. Pengembangan energi matahari sebagai sebuah energi alternatif masih membutuhkan biaya yang relatif besar karena harga sebuah perangkat sel fotovoltaik mencapai ribuan dolar. Padahal untuk membangkitkan listrik bagi kebutuhan seluruh Amerika Serikat diperlukan jutaan sel-sel fotovoltaik. Hal itu berarti harga untuk sebuah pembangkit listrik tenaga matahari akan semakin membangkak. Namun demikian, hal itu tidak menghentikan negara-negara maju untuk mengembangkan dan mulai menggunakan teknologi ini. Sebab mereka beranggapan bahwa kelak energi matahari akan dapat menggantikan energi dari bahan bakar fosil yang jumlahnya semakin berkurang. Penerapan energi matahari untuk beragam kebutuhan bisa menjadikan energi matahari sebagai energi alternatif yang sangat berguna bagi kehidupan manusia. Meskipun mahal pengembangan energi tenaga matahari tetap berpotensi menjadi sebuah energi alternatif yang kelak akan menggantikan energi dari bahan bakar fosil.

Selain energi matahari, energi angin juga menjadi pilihan alternatif sebagai energi pengganti bahan bakar fosil. Energi angin tersedia dalam jumlah tidak terbatas, selama bumi masih memiliki cadangan udara. Energi tersebut dihasilkan oleh angin yang menggerakkan kincir angin ukuran raksasa. Biasanya kincir angin sebagai penghasil energi diletakkan pada wilayah tertentu dengan tingkat intensitas angin yang tinggi. Perangkat pembangkit dari angin juga jauh lebih murah dibandingkan perangkat pembangkit dari energi matahari. Padahal jumlah energi yang dihasilkan oleh 1.000 buah sel fotovoltaik relatif setara dengan belasan kincir angin. Bahkan sejumlah sistem kincir angin yang dipasang di Denmark bahkan menghasilkan energi hingga 3.000 megawatt atau sekitar 20 persen kebutuhan energi di seluruh Eropa. Kini, Eropa menghasilkan energi angin dengan jumlah energi sekitar 35.000 megawatt atau setara dengan tiga puluh lima pembangkit listrik tenaga batu bara (National Geographic, Agustus 2005: 65). Hal ini jelas menjadi sebuah keuntungan besar bagi masyarakat luas. Karena keuntungannya yang sedemikian besar, maka beberapa negara, di wilayah Eropa dan Amerika Serikat, menggunakan teknologi ini.

Potensi energi angin untuk kebutuhan energi masa depan sangat menjanjikan. Ketika sel fotovoltaik tidak mendapatkan sinar matahari maka pasokan listrik akan terhambat, sedangkan kincir angin relatif stabil pada semua cuaca karena tidak membutuhkan sinar matahari untuk menghasilkan energi. Hal itu membuat kincir angin unggul satu langkah di depan sel fotovoltaik dalam menghasilkan energi. Para ilmuwan di Eropa dan Amerika Serikat menaruh harapan besar kepada sumber energi angin sebagai sebuah cara menghadapi krisis energi di masa depan. Namun demikian tidak semua masyarakat setuju dengan kincir angin sebagai sebuah penghasil energi alternatif, ukuran kincir yang terlalu besar dan suara desing yang berisik membuat masyarakat di sekitar proyek kincir angin cenderung menolaknya, padahal banyak sisi positif yang dapat dipetik dari pemanfaatan energi ini.

Apabila energi matahari terlalu mahal dan energi dari tenaga angin terlalu berisik maka energi fusi atom merupakan energi yang tidak terlalu mahal dan tidak berisik. Meskipun biaya yang diperlukan untuk pengembangan dan penelitan energi fusi atom ternyata sangat mahal namun kelak penggunaan energi ini akan cukup murah untuk digunakan oleh masyarakat luas. Energi ini berbeda dengan energi nuklir yang mengandalkan pemisahan inti atom. Energi fusi atom diciptakan dengan reaksi fusi nuklir yang menggabungkan dua inti atom menjadi sebuah inti atom yang lebih berat. Penggabungan inti atom tersebut menghasilkan energi dalam jumlah besar, dengan suhu sepanas bintang. Bahan yang digunakan dalam reaksi fusi biasanya terdiri dari tiga isotop hidogen menjadi sebuah isotop helium dengan bahan bakar seperti protium, deuterium atau tritium (wikipedia). Semua bahan bakar tersebut direaksikan, dalam sebuah reaktor yang mampu menahan suhu hingga 100 juta derajat celsius, untuk menghasilkan energi. Energi panas hasil reaksi fusi itulah yang kelak menjadi sumber energi yang bersih pengganti bahan bakar fosil.
Energi fusi atom merupakan energi yang lebih baik ketimbang energi nuklir. Energi fusi tidak meninggalkan residu baik itu dalam bentuk limbah radio aktif ataupun dalam bentuk emisi gas buang. Di masa depan, penerapan energi fusi atom tidak hanya terbatas pada pembangkit listrik skala besar, tapi juga untuk keperluan rumah tangga bahkan mungkin mampu menjadi bahan bakar kendaraan. Mungkin Anda ingat satu adegan dalam film “Back to the Future II”, dibintangi oleh Michael J. Fox dan Cristopher Loyd, yang memperlihatkan Dr Emmet Brown memasukkan beragam jenis sampah dalam sebuah reaktor fusi, bernama Mr Fusion, sebagai bahan bakar kendaraan. Di masa depan, hal itu akan menjadi kenyataan sebab reaktor fusi mungkin juga mampu membuat semua benda menjadi energi. Meskipun demikian, kini, energi fusi atom masih berada dalam proses pengembangan dan uji coba sebelum menjadi sebuah penghasil energi yang dapat digunakan untuk keperluan publik. Oleh karena itu, para ilmuwan di Amerika Serikat dan Eropa berusaha keras membangun sebuah wadah untuk menampung hasil energi fusi yang sedemikian besar. Namun demikian, kelak, energi fusi akan menjadi pengganti energi-energi konvensional, karena kemampuannya menyediakan sumber energi yang tidak terbatas.
Selain semua penghasil energi yang telah saya sebutkan di atas, ada beberapa sumber energi alternatif yang kini sudah berada dalam tahap penerapan untuk keperluan publik. Sumber energi seperti bio diesel dan bio massa mulai menggantikan sumber energi dari fosil seperti minyak bumi dan batu bara. Namun saat ini hanya beberapa negara saja yang sudah mulai menggunakan sumber energi alternatif tersebut. Sehingga bio diesel dan bio massa memiliki kecenderunga tidak populer di tengah masyarakat. Namun hal itu sedikit demi sedikit akan terus berkurang seiring kesadaran masyarakat bahwa kelak sumber energi dari bahan bakar fosil akan semakin menipis.
Kini pengembangan dan penerapan beberapa energi alternatif sudah dimulai. Sehingga kita tidak akan lagi menggantungkan kebutuhan energi kita pada bahan bakar fosil yang semakin berkurang. Jika penerapan energi alternatif sudah sedemikian meluas, maka kita tidak akan lagi memerlukan bahan bakar fosil sebagai penghasil energi utama bagi kebutuhan manusia. Dengan demikian, perang antara Union, AEU dan HRL yang memperebutkan sumber energi yang tersisa, sudah sepantasnya tetap menjadi sebuah khayalan.
sumber:www.kabarindonesia.com

KOMET

BINTANG BEREKOR (KOMET)
Komet adalah benda langit yang mengelilingi matahari dengan garis edar berbentuk lonjong atau parabolis atau hiperbolis. Komet berasal dari bahasa Yunani, yang artinya rambut panjang Komet terdiri dari kumpulan debu dan gas yang membeku pada saat berada jauh dari matahari. Ketika mendekati matahari, sebagian bahan penyusun komet menguap membentuk kepala gas dan ekor. Komet juga mengelilingi matahari, sehingga termasuk dalam sistem tata suryaKomet merupakan gas pijar dengan garis edar yang berbeda-beda. Panjang komet dapat mencapai jutaan km. Beberapa komet menempuh jarak lebih jauh di luar angkasa daripada planet Komet membutuhkan ribuan tahun untuk menyelesaikan satu kali mengorbit matahari Kita sering menyebut komet sebagai bintang berekor. Sebetulnya pernyataan bintang disini tidak tepat. Komet terbentuk dari es dan debu.









1. Ciri fisik
Komet dipercayai berasal dari sejenis awan yang jauh dipanggil awan Oort. Ketika komet menghampiri bagian dalam sistem tata surya, radiasi dari matahari menyebabkan lapisan luar air menguap. Arus debu dan gas yang dihasilkan membentuk suatu atmosfer yang besar tetapi sangat tipis di sekeliling komet, disebut 'koma'. Akibat tekanan radiasi dan angin surya pada koma ini, terbentuklah ekor raksasa yang menjauhi matahari. Debu dan gas komet akan membentuk dua ekor yang berbeda, di mana ekor debu agak mengikut arah pergerakannya manakala ekor gas (ion) sentiasa menjauhi matahari. Ini disebabkan oleh angin surya lebih mempengaruhi ion gas daripada debu.





Komet mempunyai orbit berbentuk elips. Perhatikan ia mempunyai dua ekor.Ukuran diameter nukleus (bagian pijar di tengah) komet biasanya kurang dari 50 km. Namun size koma yang mengelilingi nukleus boleh mencapai 250,000 km lebar. Ekor komet pula boleh mencapai lebih 150,000,000 km (1 AU) panjang. Koma dan ekor komet membalikkan cahaya matahari dan boleh dilihat dari bumi jika komet itu cukup dekat. Ekor komet berbeda-beda bentuk dan sizenya. Lebih dekat komet tersebut dengan matahari, lebih panjanglah ekornya. Ada juga komet yang tidak berekor.

2. Ciri orbit
Komet bergerak mengelilingi matahari berkali-kali, tetapi peredarannya memakan masa yang lama. Komet dikelaskan mengikut tempoh masa orbitnya. Tempoh masa pendek adalah kurang dari 200 tahun manakala tempoh masa panjang adalah melebihinya. Secara umumnya bentuk orbit komet adalah elips.
3. Komet terkenal
Komet Halley, muncul 76 tahun sekali
Komet Hale-Bopp, dijangkakan kembali sekitar 4380
Komet Encke, muncul 3 tahun sekali
Komet West, tempoh orbit sekitar 254,000 tahun

4. Bagian-Bagian Komet
Bagian-bagian komet terdiri dari inti, koma, awan hidrogen, dan ekor. Bagian-bagian komet sebagai berikut.
Inti, merupakan bahan yang sangat padat, diameternya mencapai beberapa kilometer, dan terbentuk dari penguapan bahan-bahan es penyusun komet, yang kemudian berubah menjadi gas.
Koma, merupakan daerah kabut atau daerah yang mirip tabir di sekeliling inti.
Lapisan hidrogen, yaitu lapisan yang menyelubungi koma, tidak tampak oleh mata manusia. Diameter awan hidrogen sekitar 20 juta kilometer.
Ekor, yaitu gas bercahaya yang terjadi ketika komet lewat di dekat matahari.
Inti komet adalah sebongkah batu dan salju. Ekor komet arahnya selalu menjauh dari matahari. Bagian ekor suatu komet terdiri dari dua macam, yaitu ekor debu dan ekor gas. Bentuk ekor debu tampak berbentuk lengkungan, sedangkan ekor gas berbentuk lurus. Koma atau ekor komet tercipta saat mendekati matahari yaitu ketika sebagian inti meleleh menjadi gas. Angin matahari kemudian meniup gas tersebut sehingga menyerupai asap yang mengepul ke arah belakang kepala komet. Ekor inilah yang terlihat bersinar dari bumi.[ Sebuah komet kadang mempunyai satu ekor dan ada yang dua atau lebih.
5. Jenis-Jenis Komet
Berdasarkan bentuk dan panjang lintasannya, komet dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu sebagai berikut.
Komet berekor panjang, yaitu komet dengan garis lintasannya sangat jauh melalui daerah-daerah yang sangat dingin di angkasa sehingga berkesempatan menyerap gas-gas daerah yang dilaluinya. Ketika mendekati matahari, komet tersebut melepaskan gas sehingga membentuk koma dan ekor yang sangat panjang. Contohnya, komet Kohoutek yang melintas dekat matahari setiap 75.000 tahun sekali dan komet Halley setiap 76 tahun sekali.
Komet berekor pendek, yaitu komet dengan garis lintasannya sangat pendek sehingga kurang memiliki kesempatan untuk menyerap gas di daerah yang dilaluinya. Ketika mendekati matahari, komet tersebut melepaskan gas yang sangat sedikit sehingga hanya membentuk koma dan ekor yang sangat pendek bahkan hampir tidak berekor. Contohnya komet Encke yang melintas mendekati matahari setiap 3,3 tahun sekali.
6. Nama-Nama Komet
Sekarang telah dikenal banyak nama komet, antara lain sebagai berikut.
Komet Kohoutek.
Komen Arend-Roland dan Maikos yang muncul pada tahun 1957.
Komet Ikeya-Seki, ditemukan pada bulan september 1965 oleh dua astronom jepang, yaitu Ikeya dan T. Seki.
Komet Shoemaker-Levy 9 yang hancur pada tahun 1994.
Komet Hyakutake yang muncul pada tahun 1996.
Komet Hale-bopp yang muncul pada tahun 1997.

7. Komet Halley
Komet Halley adalah suatu komet yang terlihat dari bumi setiap 75-76 tahun. Secara resmi diberi nama 1P/Halley, nama umumnya diberikan menurut nama Edmund Halley. Komet ini merupakan komet paling terkenal di antara komet-komet periodik lainnya. Walaupun pada setiap abad banyak komet berperiode panjang yang muncul dengan lebih terang dan dahsyat, Halley adalah satu-satunya komet dengan periode pendek yang tampak dengan mata telanjang, dan karenanya merupakan komet yang tampak dengan mata telanjang yang pasti kembali dalam rentang umur manusia. Kemunculannya sepanjang sejarah memiliki pengaruh yang besar terhadap sejarah manusia, walaupun penampakannya tidak dikenali sebagai obyek yang sama sampai abad ke-17. Komet Halley terakhir muncul di tata surya pada tahun 1986, dan akan muncul kembali pada pertengahan 2061.

BIG BANG

BAGAIMANA “BIG BANG” DISIMPULKAN



Netsains.Com - “Big bang” banyak dibicarakan sebagai awal dari alam semesta, ketika sebuah titik yang luar biasa kecil meledak dengan dahsyat, mengembang dan menjadi galaksi, bintang, planet dan bumi yang kita huni.
Tetapi jika kejadiannya lebih dari 10 milyar tahun yang lalu, bagaimana manusia sekarang bisa menyimpulkan skenario penciptaan tersebut?
Hubble
Pada tahun 1920-an Edwin Hubble mengukur jarak berbagai galaksi terhadap bumi. Ia lalu membandingkan hasilnya dengan gerak mereka. Ternyata galaksi-galaksi itu melaju menjauhi bumi. Yang menarik, kecepatan geraknya tidak sama, melainkan semakin jauh dari bumi, semakin cepat galaksi menjauhi bumi.
Apakah ini berarti bumi merupakan pusat semesta yang ditinggal pergi oleh para galaksi? Bukan. Bayangkan sebuah balon karet yang kempis dan kulitnya digambari bintik-bintik. Jika balon ditiup, bintik-bintik itu merenggang satu terhadap lainnya. Dipandang dari titik tertentu, bintik yang jauh akan lebih banyak bergeser ketimbang bintik yang dekat. Ini gara-gara keseluruhan kulit balon meregang bersama-sama.
Jadi dari penelusuran Hubble, keseluruhan jagat raya sedang mengembang bersamaan. Kalau begitu, tentu setahun yang lalu ukurannya tidak sehebat sekarang, apalagi seabad yang lewat. Bila ditelusur mundur terus, agaknya ada saat ketika alam semesta berukuran kecil, bahkan sangat kecil.
Padahal gas yang dimampatkan akan naik suhunya, coba rasakan tabung pompa pada saat kita memompa ban. Apalagi jika yang memampat itu massa alam semesta yang luar biasa besar. Akan terbentuk gumpalan sangat panas dengan suhu lebih dari trilyunan derajat. Tampaknya alam semesta berawal dari satu titik super panas yang dengan cepat sekali mengembang. Ini yang disebut big bang.
Penzias
Gagasan tersebut harus didukung oleh petunjuk yang lain. Pada tahun 1964, Arno Penzias dan Robert Wilson menghadapi masalah dengan antena besar untuk menerima sinyal dari ruang angkasa. Sepertinya ada gangguan yang diterima, bandel, dan sama terus kekuatannya ke manapun antena dihadapkan ke langit. Penzias dan Wilson hampir kehilangan akal.
Setelah dilakukan analisis mendalam, ketemulah biang keladinya. Ceritanya, setiap barang yang merupakan benda hitam jika bersuhu tinggi akan memancarkan radiasi panas. Tangan yang didekatkan pada setrika panas dapat merasakan contoh radiasi dimaksud.
Puncak radiasi terletak pada panjang gelombang tertentu, dan harga panjang gelombang ini dipengaruhi suhu benda. Semakin tinggi suhu, panjang gelombang semakin pendek. Lihat saja api sangat panas yang bercahaya biru (panjang gelombang pendek) dan api kurang panas yang merah (panjang gelombang lebih besar).
Menurut skenario big bang, jagat raya awalnya bersuhu 1032 Kelvin (273 Kelvin sama dengan 0 derajat Celsius). Oleh karena mengembang, temperaturnya turun, sehingga panjang gelombang radiasi terus membesar. 56.000 tahun setelah big bang, suhunya menjadi “hanya” 9000 K. Angka ini dekat dengan suhu permukaan matahari (6000 K) yang radiasinya berbentuk cahaya cemerlang.
Ketika diselidiki, gangguan pada antena Penzias dan Wilson berada di daerah gelombang mikro, yang panjang gelombangnya jauh lebih besar dari pada cahaya matahari. Dan temperaturnya ketemu 2,7 K. Ini dia suhu alam semesta pada zaman sekarang, tersebar rata di seluruh langit, merupakan sisa big bang 13,7 milyar tahun yang lalu.
Tak ayal lagi, teori big bang mendapatkan bukti yang kuat. Tentu masih ada petunjuk-petunjuk lain yang menunjang, misalnya hasil pengamatan oleh satelit COBE. Tetapi kontribusi Hubble, serta Penzias dan Wilson, memegang peran sangat penting. Penzias dan Wilson dianugerahi hadiah Nobel pada tahun 1978. Hubble tidak menerima Nobel, tetapi namanya diabadikan, antara lain untuk sebuah teleskop berkemampuan tinggi yang sejak tahun 1990 mengorbit bumi.

PERKEMBANGAN MODEL ATOM

MAKALAH FISIKA MODERN
PERKEMBANGAN MODEL ATOM








DISUSUN OLEH:
ADE MISTRI
IDA MULYATI
JENNY PRIMANITA D

PENDIDIKAN FISIKA REGULER 2008




JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA
2010

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb...

Alhamdulillah segala puji bagi Allah Tuhan semesta alam yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada kami semua sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik. Shalawat serta salam selalu tercurah untuk nabi besar kita Muhammad SAW beserta keluarga dan para sahabatnya.

Pada makalah ini kami akan membahas tentang perkembangan model atom yang sangat berpengaruh untuk dunia pendidikan dan kemajuan teknologi. Dimana hal tersebut sangat penting untuk dikaji khususnya untuk kita yang berkecimpung di dunia fisika. Berkembangnya teknologi mengakibatkan munculnya ilmu-ilmu baru yang menyempurnakan ilmu-ilmu yang sudah ada. Sebagai seorang saintis, kita diharuskan mengikuti perkembangan ilmu pengetahuan tersebut agar tidak selalu menjadi bangsa yang tertinggal.

Dengan rasa ingin tahu yang besar dan keinginan untuk mengkaji ilmu lebih dalam diharapkan kita bisa menjadi generasi yang dapat menemukan pengetahuan baru, sehingga dapat membawa nama Indonesia ke dunia internasional.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb...

Jakarta, Maret 2010



Penulis























DAFTAR ISI

Kata Pengantar ..............................................................................................................1

Daftar Isi .......................................................................................................................2

Bab I Pendahuluan

1. Latar Belakang ............................................................................................3

2. Maksud dan Tujuan .....................................................................................3

Bab II Pembahasan

1. Pengertian Model Atom ..............................................................................4

2. Perkembangan Model Atom

a. Model Atom Dalton ........................................................................4

b. Model Atom Thompson ..................................................................6

c. Model Atom Rutherford ................................................................11

d. Model Atom Bohr .........................................................................14

e. Model Atom Mekanika Kuantum .................................................17

Bab III Penutup

1. Kesimpulan ................................................................................................19

2. Saran ..........................................................................................................21

Daftar Pustaka .............................................................................................................22
















BAB 1
PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Atom merupakan sesuatu yang sangat penting dalam kehidupan, semua materi yang ada di muka bumi ini tersusun atas atom-atom. Perkembangan model atom ini sangat mempengaruhi peradaban manusia, khususnya dibidang ilmu pengetahuan, dan membawa kemajuan baik di bidang fisika, kimia, maupun biologi. Dengan berkembangnya ilmu tentang atom, kita dapat mengetahahui bagaimana susunan atom atau mengetahui bagaimana atom itu bereaksi satu sama lain membentuk sebuah ikatan. Dengan adanya perkembanagan model atom ini, kita dapat dengan mudah memahami reaksi fusi maupun reaksi fisi atom, dengan perkembangan model atom ini pula kita dapat dengan mudah mengerti tentang reaksi-reaksi zat yang terjadi di sekitar kita.

2. Maksud dan Tujuan

Tujuan pembuatan makalah ini adalah sebagai mana telah dijelaskan bahwa dengan mengkaji ilmu ini lebih dalam, kami bisa lebih memahami perkembangan model atom itu sendiri. Perkembangan teknologi membawa kita pada zaman serba canggih, dan kita dituntut untuk terus belajar agar tidak tertinggal oleh bangsa lain.




























BAB II
PEMBAHASAN


1. PENGERTIAN ATOM SECARA UMUM
Telah diketahui bahwa semua benda terbuat dari zat (materi). Sedangkan zat adalah sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang, dan bangunan dasar dari zat adalah atom. Atom, berasal dari kata Yunani “atomos”, yang berarti “tidak dapat dipotong” atau ”tidak dapat dibagi”. Kata ini dicetuskan pertama kali oleh seorang filsuf Yunani kuno sekitar 2000 tahun yang lalu yang bernama Demokritus. Dia menyimpulkan bahwa zat tidak dapat terus dibagi menjadi bagian yang lebih kecil; suatu saat akan diperoleh bagian zat yang paling kecil yang tidak dapat dibagi lagi yang kemudian diusebut sebagai atom.

2. PERKEMBANGAN MODEL ATOM
Selama lebih dari 2400 tahun, para filsuf dan ilmuwan telah mencoba meneliti tentang atom dengan menggunakan beragam percobaan dan pengamatan. Karena atom tak dapat dilihat dan diraba, maka peneliti mengamati bagaimana materi berkelakuan. Pengamatan seperti ini dinamakan pengamatan tak langsung. Sementara melakukan pengamatan tak langsung, ilmuwan membangun suatu model atom. Suatu model atom akan diubah begitu informasi baru tentang atom berhasil dikumpulkan.
Penelitian-penelitian terbaru menyebabkan teori dan model atom semakin berkembang dan kebenarannya semakin nyata. Teori dan model atom dimulai dengan penelitian yang dilakukan oleh John Dalton yang selanjutnya dikembangkan oleh Joseph John Thompson, Ernest Rutherford, Niels Bohr dan teori atom menggunakan mekanika kuantum. Berikut adalah perkembangan teori dan model atom mulai dari John Dalton sampai teori atom mekanika kuantum.

a. Model Atom John Dalton
Latar Belakang Penemuan
John Dalton (1766-1844), ilmuwan Inggris yang telah lama berkecimpung dalam bidang meteorology, yaitu studi tentang cuaca. Pengamatnnya terhadap komposisi udara, memimpinnya meneliti sifat-sifat gas. Ia menemukan bahwa gas-gas bergabung seolah-olah mereka disusun oleh partikel-partikel individu. Partikel-partikel inilah yang diungkapkan oleh Demokritus.












Teori Atom John Dalton
Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:




















Percobaan Dibalik Teori Atom Dalton
Percobaan yang melatarbelakangi tercipatanya teori dan model atom ini, John Dalton menyimpulkan berdasarkan dua percobaan yang telah dilakukan oleh Lavoisier dan Prouts.
 Percobaan Lavoisier
Pada percobaannya, Lavoisier menggunakan cairan merkuri yang dihubungkan dalam dua wadah yang berbeda. Mula-mula tinggi cairan merkuri dalam wadah yang berisi udara adalah A, tetapi setelah beberapa hari merkuri naik ke B dan ketinggian ini tetap. Beda tinggi A dan B menyatakan volume udara yang digunakan oleh merkuri dalam pembentukan bubuk merah (merkuri oksida). Untuk menguji fakta ini, Lavoisier mengumpulkan merkuri oksida, kemudian dipanaskan lagi. Bubuk merah ini akan terurai menjadi cairan merkuri dan sejumlah volume gas (oksigen) yang jumlahnya sama dengan udara yang dibutuhkan dalam percobaan pertama. Berikut adalah diagram percobaannya.



 Percobaan Proust
Sedangkan, pada tahun 1799 Proust menemukan bahwa senyawa tembaga karbonat baik yang dihasilkan melalui sintesis di laboratorium maupun yang diperoleh di alam memiliki susunan yang tetap. Berikut adalah hasil percobaan yang dilakukan oleh Proust.
Percobaan
ke- Sebelum pemanasan (g Mg) Setelah pemanasan (g MgO) Perbandingan Mg/MgO
1 0,62 1,02 0,62/1,02 = 0,61
2 0,48 0,79 0,48/0,79 = 0,60
3 0,36 0,60 0,36/0,60 = 0,60

Kelebihan dan Kelemahan dari Teori dan Model Atom John Dalton
Kelebihan dari teori dan model atom John Dalton adalah mulai membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom.
Kekurangan dari teori dan model atom John Dalton adalah teori atom Dalton tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan arus listrik. Bagaimana mungkin bola pejal dapat menghantarkan arus listrik? padahal listrik adalah elektron yang bergerak. Berarti ada partikel lain yang dapat menghantarkan arus listrik.

b. Model Atom Joseph John Thomson
Latar Belakang Penemuan
Joseph John Thomson merupakan penemu elektron. Ia adalah orang pertama yang berusaha untuk menyertakan elektron ke dalam struktur atom. Model Thomson hanya mempunyai partikel negatif (elektron) dan sebuah sphere yang bermuatan positif. Tidak ada proton dalam Model Thomson. Menurut Thompson, elektron tersebar secara merata di dalam atom yang dianggap sebagai suatu bola yang bermuatan positif. Model atom yang dikemukakan oleh Thompson sering disebut sebagai model roti kismis dengan roti sebagai atom yang bermuatan positif dan kismis sebagai elektron yang tersebar merata di seluruh bagian roti. Atom secara keseluruhan bersifat netral.













Teori Atom J. J. Thomson
Atom merupakan partikel yang bersifat netral, oleh karena elektron bermuatan negatif, maka harus ada partikel lain yang bermuatan positif untuk menetralkan muatan negatif elektron tersebut. Dari penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson. Yang menyatakan bahwa:









Percobaan Dibalik Teori Atom J.J. Thomson
 Percobaan Tabung Lucutan Gas
Sebelum Thomson melakukan percobaan pada tahun 1897, para fisikawan telah melakukan percobaan pelucutan muatan dalam tabung lucutan gas. Tabung lucutan gas adalah sebuah tabung kaca (seperti tabung lampu neon) yang memiliki dua buah elektroda pada kedua ujungnya. Elektroda positif (anoda) dihubungkan ke kutub positif dan elektroda negatif (katoda) dihubungkan ke kutub negative sumber tegangan tinggi dc (30kV s/d 5kV). Ketika gas dalam tabung dikurangi dengan memompanya ke luar tabung sampai tekanan gas kira-kira 0,1 mmHg, kaca dekat anoda berpendar kehijau-hijauan (lihat gambar dibawah).


Katoda Anoda
- +



Menurut ahli fisika tahun1870-an, cahaya kehijau-hijauan ini adalah akibat radiasi sinar yang bergerak dari katoda menuju anoda. Sinar ini disebut sinar katoda. Para fisikawan bertanya: Apakah sinar katoda seperti cahaya ataukah seperti partikel bermuatan? Jika bermuatan, apakah muatannya? Melalui penelitian lebih lanjut diketahui bahwa sinar katoda adalah partikel-partikel bermuatan negatif.

 Percobaan Thomson
Dalam percobaannya pada tahun 1897, Thomson menggunakan sebuah tabung sinar katoda. Hampir semua udara di dalam tabung dikeluarkan sehingga tekanan uadara dalam tabung kira-kira 0,01 mmHg. Ambil V sebagai beda potensial antara katoda K dan anoda A. Beda potensial V ini mempercepat partikel-partikel bermuatan negatif yang keluar dari katoda menuju ke anoda. Kecepatan partikel keluar dari katoda, v, dapat dihitung dari fakta bahwa energi potensial listrik yang diterima partikel bermuatan e dari beda potensial V,
yaitu EP = eV, diubah menjadi energi kinetik elektron keluar dari katoda, yaitu EK = ½ mv2. Dengan demikian diperoleh persamaan
EPlistrik = EK
eV = ½ mv2


di mana e, m, dan v berturut-turut adalah muatan, massa, dan kecepatan partikel negatif.
Beberapa partikel berhasil melalui lubang anoda A membentuk berkas-berkas partikel tipis. Supaya berkas partikel dengan kecepatan v ini bergerak lurus menuju layar, maka ditengah tabung diletakkan keping sejajar dengan kuat medan listrik E berarah ke atas dan leletromagnet dengan induksi magnetik B berarah masuk bidang tabung. Perangkat ini berfungsi sebagai selektor kecepatan, yang memberikan v = E/B. Maka persamaan sebelumnya menjadi




















Jadi, dengan mengetahui nilai-nilai kuat medan listrik keping sejajar,E, (dalam N/C), beda potensial antara katoda dan anoda tabung, V, (dalam Volt), dan besar induksi elektromagnetik,B, (dalam Tesla atau Wb/m2) untuk keadaan tanpa defleksi (simpangan) dari berkas, nilai e/m dari partikel negatif dapat ditentukan. Thomson mendapatkan bahwa nilai e/m tidak bergantung pada jenis logam katoda dan jenis gas dalam tabung. Dari sini Thomson menarik kesimpulan penting bahwa partikel-partikel sinar katoda adalah unsur pokok dari semua materi (zat). Thomson menyebut partikel negatif ini dengan ”corpuscles”. Sekarang partikel ini dikenal sebagai elektron. Nilai e/m dari elektron yang diterima saat ini adalah e/m = 1,758 803 x 1011 C/kg, walaupun nilai asli yang diperoleh Thomson hanya kira-kira 1,0 x 1011 C/kg.

 Percobaan Millikan
Pada tahun 1909, seorang ahli fisika Amerika, Robert A. Milikan (1885-1953) berhasil mengukur muatan listrik sebuah elektron. Dalam percobaannya dia menggunakan tetesan minyak. Oleh karena itu, percobaannya dikenal dengan sebutan percobaan tetes minyak Millikan (Millikan’s oil drop experiment). Dua keping logam sejajar horizontal A dan B dipisahkan dengan jarak d dalam orde milimeter. Minyak disemprotkan dari bagian atas keping oleh alat penyemprot tetesan. Beberapa tetesan minyak memasuki lubang kecil pada keping A. Tetesan minyak bermuatan listrik karena gesekan.






qE

v = 0
q

mg




Anggap tetesan minyak mengandung n buah elektron dengan muatan tiap elektron adalah e, maka persamaan di atas menjadi
neE = mg




Kita belum dapat menghitung muatan listrik karena massa tetesan minyak,m, belum diketahui. Anggap keping A dan B dihubungkan ke sumber tegangan melalui sebuah sakelar. Pertama, ketika tetesan minyak masuk melalui lubang, sakelar penghubung ke sumber tegangan dalam keadaan off. Tetesan minyak akan jatuh ke bawah oleh aksi dari gaya grvitasi, mg. Tetapi karena adanya gaya gesekan uadara yang makin membesar dengan membesarnya kelajuan tetesan minyak, maka pada suatu kelajuan akhir, vo, gaya gravitasi seimbang dengan gaya gesekan udara. Kelajuan tetap vo dapat diukur dengan mudah.
Sebelum tetesan minyak menyentuh keping bawah B, sakelar dihubungkan. Sekarang antara keping A dan B terdapat medan listrik E berarah ke bawah. Tetesan minyak bermuatan negatif akan mengalami gaya Coulomb neE berarah ke atas sehingga tetes minyak tak akan menyentuh keping B tetapi justru bergerak ke atas. Suatu saat pada kelajuan akhir v1 yang tetap, tiga gaya pada tetes minyak, yaitu gaya Coulomb, neE, gaya gravitasi, mg, dan gya gesekan udara mencapai keseimbangan. Kelajuan v1 ini juga mudah diukur. Sehingga massa tetes minyak dapat diukur dengan menggunakan rumus




Millikan mengulang percobaannya dengan mengamati ribuan tetes minyak. Akhirnya, ia menyatakan dua kesimpulan tentang muatan listrik pada tetes minyak, yaitu sebagai berikut:
1) Tidak pernah ditemukan tetesan minyak yang mengandung muatan listrik yang lebih kecil dari suatu nilai tertentu. Muatan listrik terkecil ini adalah muatan sebuah elektron dan dinamakan muatan elementer (diberi simbol e).
2) Semua muatan lsitrik tetesan minyak selalu merupakan kelipatan bulat dari muatan elementer. Muatan listrik tetesan minyak yang diamati Millikan adalah e, 2e, 3e,... ,ne, dengan n = 1,2,3,4,... , dan tidak pernah bernilai 0,76e; 2,49e;... . Ini sekaligus menyatakan sifat kuantum dari muatan listrik.
Besar muatan listrik sebuah elektron (muatan elementer) yang diperoleh Millikan adalah



Karena muatan elektron, e, sudah diketahui, maka massa sebuah elektron dapat dihitung dari nilai e/m Thomson.
e/m = 1,758803 x 1011 C/kg
m = 1,602192 x 10-19 C
1,758803 x 1011 C/kg
Maka massa elektron adalah
m = 9,109543 x 10-31 kg = 9,11 x 10-31 kg
Kelebihan dan Kelemahan dari Teori dan Model Atom J.J. Thomson
Kelebihan dari teori dan model atom J.J. Thomson adalah membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.
Kelemahan dari teori dan model atom J.J. Thomson adalah tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.

c. Model Atom Rutherford
Latar Belakang Penemuan

















Teori Atom Rutherford
Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford. Rutherford menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.











Percobaan Dibalik Teori Arom Rutherford
Eksperimen yang dilakukan Rutherford melibatkan penambakan partikel alfa (inti atom helium atau ion helium dengan muatan positip) yang diemisikan oleh unsur Radium pada lempengan logam emas tipis dan kemudian mendeteksi partikel alfa yang telah melewati lempengan logam emas tersebut dengan menggunakan layar yang dilapisi seng sulfida (ZnS) sebagai dtetektor.
Rutherford berpendapat bahwa apabila struktur atom yang dikemukakan oleh Thomson adalah benar maka sebagian besar berkas partikel alfa akan melewati lempengan logam emas dan sebagian kecil sekali yang akan didefleksi. Akan tetapi hasil eksperimen Rutherford sangat mengejutkan, walaupun sebagian besar berkas partikel alfa melewati lempengan logam emas, terdapat banyak berkas partikel alfa yang didefleksi dengan sudut yang besar (lebih dari 900), bahkan terdapat berkas partikel alfa yang direfleksi kembali kearah sumber tanpa pernah menyentuh layer detector (perhatikan gambar).

Setelah merunut pola-pola partikel alfa yang ditembakkan ke lempeng logam emas, maka Rutherford mengambil kesimpulan bahwa sebagian besar ruang dalam atom adalah “ruang kosong”, dan terdapat massa yang terkonsentrasi pada pusat atom yang bermuatan positif dimana ukurannya 10.000 kali lebih kecil dibanding ukuran keseluruhan bagian atom, dan elektron mengelilingi inti atom tersebut seperti planet-planet kita mengelilingi matahari.
Berdasarkan percobaannya, Rutherford menarik kesimpulan sebagai berikut:
 Sebagian besar berkas partikel alfa yang dapat melewati lempengan logam emas menunjukan bahwa partikel alfa ini melewati ruang kosong yang ada di dalam atom sehingga dengan mudah partikel alfa ini melewati ruang kosong tersebut tanpa hambatan yang berarti.
 Berkas partikel alfa yang didefleksi menunjukan bahwa partikel alfa tersebut berada pada posisi yang dekat dengan inti atom yang bermuatan positif. Muatan positif dengan muatan positif akan saling tolak menolak, hal inilah yang menyebabkan partikel alfa dibelokan dengan sudut yang besar.
 Berkas partikel alfa yang di refleksi kembali (dipantulkan kembali) menunjukan bahwa partikel alfa tersebut bertumbukkan dengan inti atom yang bermuatan positif. Inti atom emas mempunyai massa dan muatan positif yang lebih besar dibanding dengan massa dan muatan partikel alfa, hal inilah yang membuat partikel alfa di pantulkan kembali.















Atom secara keseluruhan bersifat netral, sehingga jumlah muatan positif inti haarus sama dengan jumlah muatan negative electron seluruhnya. Bila electron mempunyai muatan sebesar satu muatan elementer, maka muatan inti adalah kelipatan muatan elementer. Nomor atom Z menunjukkan jumlah muatan positif inti (∑p) atau jumlah elektron (∑e) yang mengitari inti. Jadi, dapat dirumuskan sebagai berikut:



Karena jumlah muatan inti sama dengan jumlah electron-elektron yang mengitarinya, maka muata inti sama dengan nomor atom Z dikalikan dengan muatan elementer e (e = 1,60 x 10-19 Coulomb). persamaan di atas menjadi



Dalam suatu reaksi kimia, hanya elektron-elektron di bagian luar saja yang mengalami perubahan, sedangkan inti atom tidak berubah. Atom yang kehilangan atau kelebihan electron disebut ion. Ion hydrogen bermuatan positif karena kehilangan electron terluarnya (H+), sedangkan ion klor bermuatan negative karena mendapatkan tambahan electron (Cl-).
Karena inti bermuatan positif dan electron bermuatan negative, maka secara listrik inti dan electron tarik-menarik. Gaya ini mengahsilkan suatu gaya sentripetal yang menahan electron agar tetap pada lintasannya masing-masing, seperti halnya dengan gaya gravitasi di dalam tata surya, yang menahan planet-planet tetap pada orbitnya mengitari Matahari.

Kelebihan dan Kelemahan dari Teori Atom Rutherford
Kelebihan dari Teori Atom Rutherford adalah membuat hipotesa bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti.
Kelemahan dari Teori Atom Rutherford adalah tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan teori fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi sehingga lama - kelamaan energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan jatuh ke dalam inti. Selainiutu, model ini tidak cukup menjelaskan susunan elektron-elektron.

d. Model Atom Niels Bohr
Latar Belakang Penemuan
Pada tahun 1911 orang besar Denmark, Niels Bohr (1885-1962) tiba di Inggris. Ia mula-mula bekerja dengan Thomson kemudian dengan Rutherford. Ia tidak terkungkung dengan model atom Rutherford yang saat itu sedang gencar diperbincngkan. Intuisinya berkata bahwa seperti halnya spektrum radiasi benda hitam yang tak dapat dijelaskan pada fisika klasik, fisika klasik pun tak dapat diterapkan pada struktur atom. Itulah sebabnya model atom Rutherford gagal menjelaskan kestabilan atom dan spektrum garis atom hidrogen. Bohr yakin bahwa model atom Rutherford haruslah digabungkan dengan konsep teori kuantum Planck-Einstein, bahwa energi adalah diskret. Ia juga tahu bahwa ia harus menggunakan pemikirannya ini untuk dapat menurunkan ru8mus deret Balmer secara fisika.
Akhirnya, dengan menggunakan rumus kuantum Planck-Einstein, E = hf, Bohr dapat menurunkan rumus deret Balmer secara fisika. Kesuksesannya menemukan rumus Balmer secara fisika memacu Bohr untuk segera menyelesaikan makalahnya tentang model atom hidrogen. Kerja berikutnya adalah pertemuannya dengan J.W. Nicholson, yang membatasi harga momentum sudut elektron atom hidrogen hanya dalam kelipatan bulat dengan rumus .












Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.
Kunci sukses model ini adalah dalam menjelaskan formula Rydberg mengenai garis-garis emisi spektral atom hidrogen; walaupun formula Rydberg sudah dikenal secara eksperimental, tetapi tidak pernah mendapatkan landasan teoretis sebelum model Bohr diperkenalkan. Tidak hanya karena model Bohr menjelaskan alasan untuk struktur formula Rydberg, ia juga memberikan justifikasi hasil empirisnya dalam hal suku-suku konstanta fisika fundamental.

Teori Atom Neils Bohr
















Percobaan Dibalik Teori Atom Neils Bohr
Pada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dengan empat postulat, sebagai berikut:
1. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
2. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.
3. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, ΔE = hv.
4. Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2п atau nh/2п, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.

















Tingkatan Energi Elektron Dalam Atom Hidrogen
Model Bohr hanya akurat untuk sistem satu elektron seperti atom hidrogen atau helium yang terionisasi satu kali. Bagian ini hendak menurunkan rumusan tingkat-tingkat energi atom hidrogen menggunakan model Bohr. Penurunan rumus didasarkan pada tiga asumsi sederhana:
1) Energi sebuah elektron dalam orbit adalah penjumlahan energi kinetik dan energi potensialnya:





dengan k = 1 / (4πε0), dan qe adalah muatan elektron.
2) Momentum sudut elektron hanya boleh memiliki harga diskret tertentu:

dengan n = 1,2,3,… dan disebut bilangan kuantum utama, h adalah konstanta Planck, dan .
3) Elektron berada dalam orbit diatur oleh gaya coulomb. Ini berarti gaya coulomb sama dengan gaya sentripetal:

Dengan mengalikan ke-2 sisi persamaan (3) dengan r didapatkan:

Suku di sisi kiri menyatakan energi potensial, sehingga persamaan untuk energi menjadi:

Dengan menyelesaikan persamaan (2) untuk r, didapatkan harga jari-jari yang diperkenankan:

Dengan memasukkan persamaan (6) ke persamaan (4), maka diperoleh:

Dengan membagi kedua sisi persamaan (7) dengan mev didapatkan

Dengan memasukkan harga v pada persamaan energi (persamaan (5)), dan kemudian mensubstitusikan harga untuk k dan , maka energi pada tingkatan orbit yang berbeda dari atom hidrogen dapat ditentukan sebagai berikut:







Dengan memasukkan harga semua konstanta, didapatkan,


Dengan demikian, tingkat energi terendah untuk atom hidrogen (n = 1) adalah -13.6 eV. Tingkat energi berikutnya (n = 2) adalah -3.4 eV. Tingkat energi ketiga (n = 3) adalah -1.51 eV, dan seterusnya. Harga-harga energi ini adalah negatif, yang menyatakan bahwa elektron berada dalam keadaan terikat dengan proton. Harga energi yang positif berhubungan dengan atom yang berada dalam keadaan terionisasi yaitu ketika elektron tidak lagi terikat, tetapi dalam keadaan tersebar.
Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.
Menurut Neils Bohr :




EB = energi pada kulit n
EA = energi pada kulit nA
R = konstanta Rydberg = 1.097 x 107 m-1
∆E = energi yang diserap/dipancarkan pada saat elektron pindah

Deret Balmer bukanlah satu-satunya spektrum garis yang dihasilkan atom-atom hidrogen. Deret-deret lainnya didapatkan dalam daerah ultraungu, dengan batas panjang gelombang antara 121,6 nm dan 91,2 nm. Deret-deretnya adalah sebagi berikut:
1. Deret Lyman
Deret ini terletak padaa daaeraah ultraungu dengan besar nA = 1, dan nB = 2,3,4,... .
2. Deret Balmer
Deret ini terletak pada daerah cahaya tampak dengan besar nA = 2, dan nB = 3,4,5,... .
3. Deret Paschen
Deret ini terletak pada daerah inframerah 1, dengan besar nA = 3, dan nB = 4,5,6,... .
4. Deret Bracket
Deret ini terletak pada daerah inframerah 2, dengan besar nA = 4, dan nB = 5,6,7,... .
5. Deret Pfund
Deret ini terletak pada daerah inframerah 3, dengan besar nA = 5, dan nB = 6,7,8,... .

Kelebihan dan Kelemahan dari Teori Atom Bohr
Kelebihan dari teori atom Bohr adalah Bohr dapat menerangkan bahwa atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron.
Kelemahan dari teori atom Bohr adalah Bohr tidak dapat menerangkan atom berelektron banyak, tidak dapat menerangkan pengaruh medan magnet terhadap spektrum atom (kelemahan ini dapat diperbaiki oleh Zeeman, yaitu setiap garis pada spektrum memiliki intensitas dan panjang gelombang yang berbeda), dan tidak dapat menerangkan kejadian ikatan kimia.


e. Model Atom Mekanika Kuantum
Latar Belakang Penemuan
Salah satu kelemahan model atom Bohr hanya bisa dipakai untuk menjelaskan model atom hydrogen dan atom atau ion yang memiliki konfigurasi elektron seperti atom hydrogen, dan tidak bisa menjelaskan untuk atom yang memiliki banyak elektron.



























Hal yang sama dapat diterapkan apabila kita menganggap elektron dalam atom hydrogen sebagai “standing wave”. Hanya orbit dengan dengan jumlah ½ gelombang tertentu saja yang diijinkan, orbit dengan jumlah ½ gelombang yang bukan merupakan bilangan bulat tidak diijinkam. Hal inilah penjelasan yang rasional mengapa energi dalam atom hydrogen terkuantisasi. (lihat gambar)
Schrödinger kemudian mengajukan persamaan yang kemudian dikenal dengan nama “persamaan gelombang Schrödinger” yaitu :



Deangan ”?” disebut sebagai fungsi gelombang, ”H” adalah satu set intruksi persamaan matematika yang disebut sebagai operator, dan ”E” menunjukan total energi dari atom. Penyelesaian persamaan ini menghasilkan berbagai bentuk penyelesaian dimana setiap penyelesain ini melibatkan fungsi gelombang ? yang dikarakteristikkan oleh sejumlah nilai E. Fungsi gelombang ? yang spesisfik dari penyelesaian persamaan gelombang Schrödinger disebut sebagai “orbital”
Apakah orbital itu? Orbital adalah daerah kebolehjadian kita menemukan elektron dalam suatu atom atau bisa dikatakan daerah dimana kemungkinan besar kita dapat menemukan elektron dalam suatu atom.
Bedakan dengan istilah orbit yang dipakai di model atom Bohr. Orbit berupa lintasan dimana kita bisa tahu lintasan dimana elektron mengelilingi inti, tapi pada orbital kita tidak tahu bagaimana bentuk lintasan elektron yang sedang mengelilingi inti. Yang dapat kita ketahui adalah dibagian mana kemungkinan besar kita dapat menemukan elektron dalam atom.
Werner Heisenberg menjelaskan secara gamblang tentang sifat alami dari orbital, analisis matematika yang dihasilkannya menyatakan bahwa kita tidak bisa secara pasti menentukan posisi serta momentum suatu partikel pada kisaran waktu tertentu. Secara matematis azas ketidakpastian Heisenberg ditulis sebagai berikut:



Dengan ”?x” adalah ketidakpastian menentukan posisi dan ”?(mv)” adalah ketidakpastian momentum dan ”h” adalah konstanta Plank. Arti persamaan diatas adalah semakin akurat kita menentukan posisi suatu partikel maka semakin tidak akurat nilai momentum yang kita dapatkan, dan sebaliknya.
Pembatasan ini sangat penting bila kita memmpelajari partikel yang sangat kecil seperti elektron, oleh sebab itulah kita tidak bisa menentukan secara pasti posisi elektron yang sedang mengelilingi inti atom seperti yang ditunjukan oleh model atom Bohr, dimana elektron bergerak dalam orbit yang berbentuk lingkaran. Disinilah mulai diterimanya model atom mekanika kuantum yang diajukan oleh Schrödinger.
Sesuai dengan azaz Heisenberg ini maka fungsi gelombang tidak dapat menjelaskan secara detail pergerakan elektron dalam atom, kecuali fungsi gelombang kuadrat (?2) yang dapat diartikan sebagai probabilitas distribusi elektron dalam orbital. Hal ini bisa dipakai unutk menggambarkan bentuk orbital dalam bentuk distribusi elektron, atau dikenal sebagai peta densitas.

Teori Atom Mekanika Kuantum
Perkembangan model atom terbaru dikemukakan oleh model atom berdasarkan mekanika kuantum. Penjelasan ini berdasarkan tiga teori yaitu
1) Teori dualisme gelombang partikel elektron yang dikemukakan oleh de Broglie pada tahun 1924
2) Azas ketidakpastian yang dikemukakan oeh Heisenberg pada tahun 1927
3) Teori persamaan gelombang oleh Erwin Schrodinger pada tahun 1926
Menurut model atom ini, elektron tidak mengorbit pada lintasan tertentu sehingga lintasan yang dikemukakan oleh Bohr bukan suatu kebenaran. Model atom ini menjelaskan bahwa elektron-elektron berada dalam orbita-orbital dengan tingkat energi tertentu. Orbital merupakan daerah dengan kemungkinan terbesar untuk menemukan elektron disekitar inti atom.


BAB III
PENUTUP


1. KESIMPULAN
a. TEORI DALTON
Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi.

b. TEORI THOMSON
Berdasarkan penemuan perbandingan e/m (e = muatan elektron; m = massa elektron), Thomson mengemukakan teorinya"
"Atom mempunyai muatan positif yang terbagi merata ke seluruh isi atom, dan dinetralkan oleh elektron yang tersebar di antara muatan listrik positif ® (seperti roti kismis).



c. TEORI ERNST RUTHERFORD
Rutherford melakukan percobaannya dengan menembakkan partikel a ke arah lempeng emas, sehingga dapat menyimpulkan: Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang berputar pada lintasan-lintasan tertentu (seperti susunan tata surya). lintasan elektron dianggap lingkaran, maka energi total elektron:

E = Ek + Ep
E = - k e²/2r tanda (-) menunjukkan keterikatan terhadap inti
(menunjukkan bahwa untuk mengeluarkan elektron
diperlukan energi).
r = jari-jari orbit elektron
k = 9 x 109 newton.m²/cou

Jika r membesar maka E juga membesar, sehingga elektron pada kulit paling memiliki energi terbesar.
Kelemahan teori Rutherford:
1. Dapat "runtuh" ke inti atom karena dipercepat dan memancarkan energi.
2. Spektrum atom hidrogen berupa spektrum kontinu (kenyataannya spektrum garis).

d. TEORI NEILS BOHR
Berdasarkan model atom Rutherford dan teori kuantum, Neils Bohr mengemukakan teorinya:
1. hanya dapat mengelilingi inti atom melalui lintasan-lintasan tertentu saja, tanpa membebaskan energi. Masing-masing lintasan hanya dapat dilalui elektron yang memiliki momentum anguler kelipatan bulat dari h/2p.

m . v . r = n . h/2p
2. Elektron akan mengalami eksitasi (pindah ke lintasan yang lebih tinggi) atau ionisasi jika menyerap energi, dan transisi ke lintasan yang lebih rendah jika memancarkan energi foton.
Jari-jari lintasan elektron:

rn = 5.28 x 10-11 n2 meter

n = 1, 2, 3, .............. = bilangan kuantum utama

Tingkat-tingkat energi (energi kulit ke-n):

En = - (k e2/2 r n2)= (-13.6/n2) ev

1 eV= 1.6 x 10-19 joule

e. SPEKTRUM ATOM HIDROGEN (SPEKTRUM GARIS)
Menurut Neils Bohr :
1/l = R [ (1/nA2) - (1/nB2) ]
DE = EB - EA = h . c/l
EB = energi pada kulit n
EA = energi pada kulit nA
R = konstanta Rydberg = 1.097 x 107 m-1
DE = energi yang diserap/dipancarkan pada saat elektron pindah
Deret Lyman
terletak pada daerah ultra ungu
nA = 1 ; nB = 2, 3, 4, .......
Deret Balmer
terletak pada daerah cahaya tampak
nA = 2 ; nB = 3, 4, 5. ... ...
Deret Paschen
terletak pada daerah infra merah 1
nA=3 ; nB = 4, 5, 6,.....
Deret Bracket
terletak pada daerah infra merah 2
nA = 4 ; nB = 5, 6, 7,.......
Deret Pfund
terletak pada daerah infra merah 3
nA = 5 ; nB = 6, 7, 8, ...

Kelemahan Model Atom Bohr:
1. Tidak dapat menerangkan atom berelektron banyak
2. Tidak dapat menerangkan pengaruh medan magnet terhadap spektrum atom (kelemahan ini dapat diperbaiki oleh Zeeman, yaitu setiap garis pada spektrum memiliki intensitas dan panjang gelombang yang berbeda)
3. Tidak dapat menerangkan kejadian ikatan kimia

f. LUCUTAN GAS
Lucutan gas adalah peristiwa mengalirnya muatan listrik di dalam tabung lucutan gas (tabung Crookes) pada tekanan gas sangat kecil ® menghasilkan berkas sinar katoda

g. PERBANDINGAN MASSA DAN MUATAN ELEKTRON (e/m)
1. Dihitung oleh JJ Thomson:
e/m= 1,7588 x 1011 coul/kg
2. R.A. Milikan menghitung besarnya muatan elektron:
e = 1,6021 x 10-19 coulomb
3. Sehingga massa elektron dapat ditentukan:
me = 9,1091 x 10-31

2. SARAN

Sampai sekarang model atom masih mengalami perkembangan. Sebagai mahasiswa kita diharapkan untuk terus belajar mengikuti perkembanagn zaman. Banyak sekali literatur yang mengkaji tentang model atom, yang dapat menambah wawasan kita tentang model atom. Semoga pembaca tidak puas dengan apa yang telah kami sajikan dalam makalah ini, sehingga pembaca dapat terus belajar dan belajar.
DAFTAR PUSTAKA

Beiser, Arthur. 2003. Concept Of Modern Physics. New York: Mc Graw Hill Companies
Kanginan, Marthen.2007.FISIKA.Jakarta:Erlangga.
http://id.wikipedia.org/wiki/berkas:Bohratommodel.
http://belajarkimia.com/tag/model-atom-mekanika-kuantum/
http://www.chem-is-try.org/model-atom-mekanika-gelombang/
http://www.chem-is-try.org/model-atom-ernest-rutherford/
http://www.chem-is-try.org/model-atom-john-dalton/
http://www.chem-is-try.org/model-atom-joseph-john-thomson/
http://www.chem-is-try.org/model-atom-neils-bohr/
http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2007/dalton/
http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2007/rutherford
http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2007/thomson/
http://budakfisika.blogspot.com/2008/12/model-atom-bohr.html
http://www.physycsline.co.cc/

MEKANIKA KUANTUM

MEKANIKA KUANTUM
Mekanika kuantum adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom. Ilmu ini memberikan kerangka matematika untuk berbagai cabang fisika dan kimia, termasuk fisika atom, fisika molekular, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, dan fisika nuklir. Mekanika kuantum adalah bagian dari teori medan kuantum dan fisika kuantum umumnya, yang, bersama relativitas umum, merupakan salah satu pilar fisika modern. Dasar dari mekanika kuantum adalah bahwa energi itu tidak kontinyu, tapi diskrit -- berupa 'paket' atau 'kuanta'. Konsep ini cukup revolusioner, karena bertentangan dengan fisika klasik yang berasumsi bahwa energi itu berkesinambungan.
Sejarah
Pada tahun 1900, Max Planck memperkenalkan ide bahwa energi dapat dibagi-bagi menjadi beberapa paket atau kuanta. Ide ini secara khusus digunakan untuk menjelaskan sebaran intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam. Pada tahun 1905, Albert Einstein menjelaskan efek fotoelektrik dengan menyimpulkan bahwa energi cahaya datang dalam bentuk kuanta yang disebut foton. Pada tahun 1913, Niels Bohr menjelaskan garis spektrum dari atom hidrogen, lagi dengan menggunakan kuantisasi. Pada tahun 1924, Louis de Broglie memberikan teorinya tentang gelombang benda.
Teori-teori di atas, meskipun sukses, tetapi sangat fenomenologikal: tidak ada penjelasan jelas untuk kuantisasi. Mereka dikenal sebagai teori kuantum lama.
Frase "Fisika kuantum" pertama kali digunakan oleh Johnston dalam tulisannya Planck's Universe in Light of Modern Physics (Alam Planck dalam cahaya Fisika Modern).
Mekanika kuantum modern lahir pada tahun 1925, ketika Werner Karl Heisenberg mengembangkan mekanika matriks dan Erwin Schrödinger menemukan mekanika gelombang dan persamaan Schrödinger. Schrödinger beberapa kali menunjukkan bahwa kedua pendekatan tersebut sama.
Heisenberg merumuskan prinsip ketidakpastiannya pada tahun 1927, dan interpretasi Kopenhagen terbentuk dalam waktu yang hampir bersamaan. Pada 1927, Paul Dirac menggabungkan mekanika kuantum dengan relativitas khusus. Dia juga membuka penggunaan teori operator, termasuk notasi bra-ket yang berpengaruh. Pada tahun 1932, Neumann Janos merumuskan dasar matematika yang kuat untuk mekanika kuantum sebagai teori operator.
Bidang kimia kuantum dibuka oleh Walter Heitler dan Fritz London, yang mempublikasikan penelitian ikatan kovalen dari molekul hidrogen pada tahun 1927. Kimia kuantum beberapa kali dikembangkan oleh pekerja dalam jumlah besar, termasuk kimiawan Amerika Linus Pauling.
Berawal pada 1927, percobaan dimulai untuk menggunakan mekanika kuantum ke dalam bidang di luar partikel satuan, yang menghasilkan teori medan kuantum. Pekerja awal dalam bidang ini termasuk Dirac, Wolfgang Pauli, Victor Weisskopf dan Pascaul Jordan. Bidang riset area ini dikembangkan dalam formulasi elektrodinamika kuantum oleh Richard Feynman, Freeman Dyson, Julian Schwinger, dan Tomonaga Shin'ichirō pada tahun 1940-an. Elektrodinamika kuantum adalah teori kuantum elektron, positron, dan Medan elektromagnetik, dan berlaku sebagai contoh untuk teori kuantum berikutnya.
Interpretasi banyak dunia diformulasikan oleh Hugh Everett pada tahun 1956.Teori Kromodinamika kuantum diformulasikan pada awal 1960an. Teori yang kita kenal sekarang ini diformulasikan oleh Polizter, Gross and Wilzcek pada tahun 1975. Pengembangan awal oleh Schwinger, Peter Higgs, Goldstone dan lain-lain. Sheldon Lee Glashow, Steven Weinberg dan Abdus Salam menunjukan secara independen bagaimana gaya nuklir lemah dan elektrodinamika kuantum dapat digabungkan menjadi satu gaya lemah elektro.
Eksperimen penemuan
Eksperimen celah-ganda Thomas Young membuktikan sifat gelombang dari cahaya. (sekitar 1805)
Henri Becquerel menemukan radioaktivitas (1896)
Joseph John Thomson - eksperimen tabung sinar kathoda (menemukan elektron dan muatan negatifnya) (1897)
Penelitian radiasi benda hitam antara 1850 dan 1900, yang tidak dapat dijelaskan tanpa konsep kuantum.
Robert Millikan - eksperimen tetesan oli, membuktikan bahwa muatan listrik terjadi dalam kuanta (seluruh unit), (1909)
Ernest Rutherford - eksperimen lembaran emas menggagalkan model puding plum atom yang menyarankan bahwa muatan positif dan masa atom tersebar dengan rata. (1911)
Otto Stern dan Walter Gerlach melakukan eksperimen Stern-Gerlach, yang menunjukkan sifat kuantisasi partikel spin (1920)
Clyde L. Cowan dan Frederick Reines meyakinkan keberadaan neutrino dalam eksperimen neutrino (1955)
Bukti dari mekanika kuantum
Mekanika kuantum sangat berguna untuk menjelaskan apa yang terjadi di level mikroskopik , misalnya elektron di dalam atom. Atom biasanya digambarkan sebagai sebuah sistem di mana elektron (yang bermuatan listrik negatif) beredar seputar nukleus (yang bermuatan listrik positif). Mengapa elektron tidak tertarik menuju nukleus dan melepaskan energinya? Mengapa ada energi level diskrit? Menurut mekanika kuantum, ketika sebuah elektron berpindah dari energi level yang lebih tinggi (misalnya n=2) ke energi level yang lebih rendah (misalnya n=1), energi berupa sebuah cahaya partikel, foton, dilepaskan:

di mana
• adalah energi (J),
• adalah tetapan Planck, (Js)
• adalah frekuensi dari cahaya (Hz).
Dalam spektrometer masa, telah dibuktikan bahwa garis-garis spektrum dari atom yang di-ionisasi tidak kontinyu; hanya pada frekuensi/panjang gelombang tertentu garis-garis spektrum dapat dilihat. Ini adalah salah satu bukti dari teori mekanika kuantum.
Teori Mekanika Kuantum
Hipotesis Planck :
Pancaran atau penyerapan energi oleh benda tidak berlangsung secara kontinyu melainkan bersifat diskrit, berupa paket-paket energi yang dinamakan kuantum, yang besarnya bergantung pada frekuensi.
E = h.v
Dapat disimpulkan bahwa kuantum adalah ‘atomnya’ dari energi. Bukti Teori Mekanika Kuantum : Efek Fotolistrik oleh Einstein (1905).
Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926). Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan Prinsip Ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”.