Resume :Hukum Coulumb

HUKUM COULOMB

Hukum Coulomb, kadang-kadang disebut hukum Coulomb, adalah satu persamaan yang menggambarkan kekuatan elektrostatik antara muatan elektrik yang terpisahkan jarak tertentu, degan nilai muatan dan jarak pisah keduanya. Dikembangkan pada 1780-an oleh ahli ilmu fisika Perancis Charles Augustin de Coulomb yang merupakan orang penting pada pengembangan teori keelektromagnetan.

Keterangan:

F : Gaya Coulomb

k : Konstanta Coulomb = 9×10⁹ Nm²C^-2

q : muatan

r : jarak muatan

Kontanta Coulomb dapat dijabarkan sebagai berikut:

Dalam satuan SI, kelajuan cahaya di dalam ruang hampa, c₀ didefinisikan sebagai 299,792,458 m · s^-1, dan konstanta magnetik (µ₀), didefinisikan sebagai 4π × 10^-7 H · m^-1, mengacu definisi untukketetapan elektrik (ε ₀) dengan ε₀ = ≈ 8.854 187 817 × 10⁻¹² F · m⁻¹. Pada aturan cgs, konstanta Coulomb ditetapkan adalah 1.

Dalam notasi vektor, Hukum Coulomb dapat dituliskan sebagai

Hukum tersebut dibaca sebagai gaya yang dialami oleh muatan q₁ akibat adanya muatan q₂.

MEDAN LISTRIK

Medan listrik adalah efek yang ditimbulkan oleh keberadaan muatan listrik, seperti elektron, ion, atau proton, dalam ruangan yang di sekitarnya. Medan listrik memiliki satuan N/C atau dibaca newton/coulomb.

Jika dalam sebuah system terdapat banyak muatan, maka medan listrik di sebuah titik sama dengan jumlah vetor medan listrik dari masing-masing muatan pada titik tersebut.

MEDAN LISTRIK

Medan listrik adalah efek yang ditimbulkan oleh keberadaan muatan listrik, seperti elektron, ion, atau proton, dalam ruangan yang di sekitarnya. Medan listrik memiliki satuan N/C atau dibaca newton/coulomb.

Jika dalam sebuah system terdapat banyak muatan, maka medan listrik di sebuah titik sama dengan jumlah vetor medan listrik dari masing-masing muatan pada titik tersebut.

ENERGI POTENSIAL ELEKTROSTATIK

Jika terdapat dua benda titik bermuatan q₁ dan q₂ yang terpisah pada jarak r, maka besar energi potensial system tersebut adalah

Jika ada lebih dari dua muatan, maka energi potensial yang tersimpan dalam sistem tersebut adalah jumlah dari energi potensial dari tiap pasang muatan yang ada. Contoh untuk tiga muatan

POTENSIAL LISTRIK

Beda potensial antara titik A dan B didefinisikan sebagai perubahan energi potensial sebuah muatan q yang digerakkan dari A ke B, dibagi dengan muatan tersebut.

Potensial listrik dari muatan titik q pada sebuah titik yang berjarak r dari muatan tersebut adalah

Resume : Cahaya & alat optik

Cahaya merupakan sejenis energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang bisa dilihat dengan mata.Sifat2 cahaya :

• Dapat mengalami pemantulan (refleksi)
• Dapat mengalami pembiasan (refraksi)
• Dapat mengalami pelenturan (difraksi)
• Dapat dijumlahkan (interferensi)
• Dapat diuraikan (dispersi)
• Dapat diserap arah getarnya (polarisasi)
• Bersifat sebagai gelombang dan partikel
  

Pemantulan Cahaya
Hukum Pemantulan Cahaya

• Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.
• Sudut datang (i) = sudut pantul (r)

Cermin adalah permukaan memantul yang cukup licin untuk membentuk bayangan. Ada 3 jenis cermin yaitu :
1.Cermin datar
Sifat bayangan pada cermin datar :

1. Bayangan yang terjadi sama besar dengan benda.
2. Bayangan yang terjadi sama tegak.
3. Jarak benda sama dengan jarak bayangan
4. Bayangan cermin tertukar sisinya , artinya bagian kanan benda menjadi bagian kirinya.
5. Bayangan cermin merupakan bayangan semu , artinya bayangan tidak dapat ditangkap oleh layer.

2.Cermin cembung
Pemantulan pada Cermin Cembung
Sinar-sinar Istimewa pada cermin Cembung :

• Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus.
• Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.
• Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui titik itu juga.

Sifat Bayangan : Maya, tegak, diperkecil.

3.Cermin cekung
Pemantulan pada Cermin Cekung

• Sinar-sinar Istimewa pada cermin Cekung :
• Sinar datang sejajar sumbu utama dipantulkan melalui titik fokus.
• Sinar datang melalui titik fokus dipantulkan sejajar sumbu utama.
• Sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin dipantulkan melalui titik itu juga.

Perhitungan Pembentukan Bayangan
ket :

f : jarak fokus cermin (m)

s : jarak benda ke cermin (m)

s’ : jarak bayangan ke cermin (m)

R : pusat kelengkungan cermin (m)

M : perbesaran bayangan

h’ : tinggi bayangan benda

h : tinggi benda

Pembiasan Cahaya
Indeks Bias
n = indeks bias suatu medium
c = kecepatan cahaya di udara
cn = kecepatan cahaya dlm medium

Hukum Pembiasan Cahaya
i = sudut datang
r’ = sudut bias
n = indeks bias medium 1
n’ = indeks bias medium 2

Rumus - rumus :
Perhitungan Pembentukan Bayangan

Lensa Gabungan
Kuat Lensa

Alat-alat yang berfungsi berdasarkan prinsip pembiasan cahaya ialah:

1. Luv

2. Mikroskop

3. Teleskop Bintang

4. Teropong Bumi
   

A. Luv

Sebagai alat optik, lup berupa lensa cembung tebal (berfokus pendek). Sifat bayangan yang diharapkan dari benda kecil yang dilihat dengan lup adalah tegak dan diperbesar. Orang yang melihat benda dengan menggunakan lup akan mempunyai sudut penglihatan (sudut anguler) yang lebih besar daripada orang yang melihat dengan mata biasa. Ada dua cara memakai lup, yaitu dengan mata tak berakomodasi dan mata berakomodasi. Sifat bayangan yang dihasilkan adalah maya, tegak, diperbesar.

Perbesaran dengan mata tidak berakomodasi:

M = PP/f

Perbesaran dengan mata berakomodasi maksimum:

M = PP/f + 1

keterangan:

M : perbesaran lup

PP: titik dekat mata

f: jarak titik fokus lensa

B. Mikroskop

Perbesaran yang diperoleh adalah merupakan perbesaran oleh lensa obyektif dan lensa okuler yaitu:
M = M_oby x M_ok
M = (S_i/S_o) x (^PP/f _okuler)

Panjang Mikroskop
Panjang mikroskop adalah jarak lensa obyektif terhadap lensa okuler dirumuskan :
Untuk mata berakomodasi
d = Si _(ob) + So _(ok)
Keterangan :
d = panjang mikroskop
Si _(ob) = jarak bayangan lensa obyektif
So _(ok) = jarak benda lensa okuler

Untuk mata tidak berakomodasi
d = Si _(ob) + f _(ok)
Keterangan :
d = panjang mikroskop
Si _(ob) = jarak bayangan lensa obyektif
f _(ok) = jarak fokus lensa okuler

C. Teropong Bintang

Obyek benda yang diamati berada di tempat yang jauh tak terhingga, berkas cahaya datang berupa sinar-sinar yang sejajar. Lensa obyektif berupa lensa cembung membentuk bayangan yang bersifat nyata, diperkecil dan terbalik berada pada titik fokus.

Bayangan yang dibentuk lensa obyektif menjadi benda bagi lensa okuler yang jatuh tepat pada titik fokus lensa okuler.

Penggunaan dengan mata tidak berkomodasi

Untuk penggunaan dengan mata tidak berkomodasi, bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif jatuh di titik fokus lensa okuler.

Perbesaran anguler yang diperoleh adalah :

M = f _(ob) / f _(ok)

Panjang teropong adalah :

M = f _(ob) + f _(ok)

Penggunaan dengan mata berkomodasi maksimal

Untuk penggunaan dengan mata berkomodasi maksimal bayangan yang dihasilkan oleh lensa obyektif jatuh diantara titik pusat bidang lensa dan titik fokus lensa okuler.

Perbesaran anguler dapat diturunkan sama dengan penalaran pada pengamatan tanpa berakomodasi dan didapatkan :

M = f _(ob) / So _(ok)

Panjang teropong adalah :

M = f _(ob) + So _(ok)

D. Teropong Bumi

Lensa obyektif membentuk bayangan bersifat nyata, terbalik dan diperkecil yang jatuh pada fob.
Bayangan dibentuk oleh lensa obyektif menjadi benda bagi lensa pembalik jatuh pada jarak 2f pembalik sehingga terbentuk bayangan pada jarak 2f pembalik juga yang bersifat nyata, terbalik, dan sama besar .

Dengan adanya lensa pembalik panjang teropong dirumuskan menjadi :

d = f _(ob) + 4f _(pembalik) + f _(ok)

Lensa pembalik berfungsi untuk membalikkan arah cahaya sebelum melewati lensa okuler, lensa okuler berfungsi seperti lup membentuk bayangan bersifat maya, tegak, dan diperbesar.
Adanya lensa pembalik tidak mempengaruhi perbesaran akhir, bayangan akhir bersifat maya, tegak dan diperbesar dengan perbesaran :
M = d = f _(ob) / f _(ok)