CONTOH SOAL FISIKA DASAR : GAYA PADA BENDA ELASTIS DAN HUBUNGAN GAYA DENGAN GERAK GETARAN

1. Jika pegas ditarik dengan gaya 2 N, pertambahan panjangnya adalah 0,5 cm. Jika pegas ditarik dengan gaya 12 N, berapa pertambahan panjangnya ?

2. Tiga buah pegas masing-masing dengan konstanta gaya 200 N/m, 300 N/m, dan 600 N/m disusun seri dan diberi beban 25 N. Tentukan pertambahan panjang susunan pegas itu.

3. Sebuah titik melakukan getaran selaras dengan amplitudo 8 cm. Berapa simpangan getaran tersebut saat fasenya 1/12 ?

4. Sebuah titik melakukan getaran harmonik dengan waktu getar 3 sekon. Apabila amplitudo getaran tersebut adalah 10 mm, berapa simpangan getaran tersebut setelah 0,5 sekon dan 3 sekon dari titik setimbangnya ?

5. Sebuah partikel melakukan getaran dengan amplitudo 4 cm dan frekuensi 20 Hz, mula-mula bergetar ke atas. Berapa kecepatan dan arahnya setelah bergetar 1/8 sekon ?

6. Sebuah partikel melakukan gerak harmonik sederhana dengan periode 1/4 sekon dan amplitudo 2 cm. Berapa kelajuan maksimum gerak partikel itu ?

7. Sebuah pegas bergetar harmonis dengan amplitudo 12 cm dan periode 0,5 detik. Tentukan.

a. Kecepatan partikel saat simpangannya 6 cm.

b. Kecepatan maksimum.

c. Percepatan partikel saat simpangannya 10 cm.

d. Percepatan maksimumnya.

CONTOH SOAL FISIKA DASAR : USAHA DAN ENERGI

1. Sebuah mobil mempunyai daya penggerak 60 kW dan bergerak dengan kecepatan 30 m/s. Berapa gaya gerak mobil pada saat itu ?

2. Berapa besarnya usaha untuk menggerakkan mobil (massa mobil dan isinya adalah 1.000 kg) dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan 72 km/jam (gesekan diabaikan) ?

3. Sebuah benda bermassa 200 gram tergantung pada ujung tali yang panjangnya 1 m. Kemudian benda tersebut dipukul mendatar sehingga tali menyimpang 60° dari keadaan semula. Berapa besar kecepatan pukulan benda tersebut ?

4. Seorang anak menarik mainan dengan gaya tetap 40 N. Tentukan.

a. Besar usaha yang dilakukan anak itu jika arah gaya membentuk sudut 37° sejauh 5 m.

b. Besar usaha yang dilakukan anak itu selama 5 sekon jika bermassa 8 kg dan sudut 0°.

5. Sebuah peluru dengan massa 4 gram ditembakkan pada pohon yang besar. Pada saat peluru menyentuh pohon, kecepatannya 100 m/s. Jika gaya gesekan saat peluru menembus pohon dianggap tetap, sebesar 100 N, berapa kedalaman lubang pada pohon yang tertembus oleh peluru ?

6. Batu bata bermassa 2 kg berada pada lantai enam dengan ketinggian 20 m di atas tanah. Batu bata tersebut mengalami jatuh bebas. Tentukan besar energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik saat batu bata berada pada ketinggian.

a. 20 m di atas tanah.

b. 10 m di atas tanah.

7. Sebuah benda yang massanya 100 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan tetap 8 m/s. Kemudian benda direm oleh suatu gaya, hingga berhenti setelah menempuh jarak 20 m. Tentukan.

a. Besarnya gaya rem.

b. Usaha pengereman.

CONTOH SOAL FISIKA DASAR : GELOMBANG BUNYI

1. Frekuensi nada atas pertama suatu pipa organa terbuka adalah 500 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, hitunglah.

(a) Frekuensi nada dasar.

(b) Frekuensi nada atas kedua.

2. Jika pipa organa tertutup menghasilkan nada atas kedua, maka berapa jumlah perut dan simpul yang terjadi berturut-turut ?

3. Pipa organa terbuka A dan pipa organa tertutup B ditiup bersamaan, maka pipa organa terbuka A menghasilkan nada atas pertama yang sama dengan nada dasar pipa organa tertutup B. Bila kondisinya sama dan panjang pipa organa A = 30 cm, maka berapa panjang pipa organa B ?

4. Berapa perbandingan intensitas dari dua sumber bunyi jika taraf intensitasnya berbeda 8 dB ?

5. Bunyi mesin tik rata-rata menimbulkan taraf intensitas 75 dB. Berapa taraf intensitas 10 mesin tik yang digunakan bersamaan ?

6. Taraf intensitas bunyi sebuah mesin rata-rata 50 dB. Apabila 100 mesin dihidupkan bersama, berapa taraf intensitasnya ?

7. Sebuah sumber bunyi memiliki taraf intensitas bunyi 80 dB, berapa intensitas dari sumber bunyi itu ?

8. Seseorang mengendarai sepeda motor dengan kecepatan 15 m/s, bergerak saling mendekati dengan sebuah mobil ambulans yang bergerak dengan kecepatan 12 m/s. Frekuensi sirine ambulans adalah 700 Hz. Hitung frekuensi yang didengar oleh pengendara motor jika kelajuan suara di udara 340 m/s.

9. Kereta bergerak dengan kelajuan 72 km/jam menuju stasiun sambil membunyikan pluitnya. Bunyi pluit kereta api tersebut terdengar oleh kepala stasiun dengan frekuensi 720 Hz. Jika kelajuan suara di udara 340 m/s, maka berapa frekuensi pluit kereta api tersebut ?

10. Seorang penerbang yang pesawat terbangnya menuju menara bandara mendengar bunyi sirine menara dengan frekuensi 2.000 Hz. Jika sirine memancarkan bunyi dengan frekuensi 1.700 Hz dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka berapa kecepatan pesawat udara itu ?

11. Sebuah kereta api melaju dengan kecepatan 10 m/s menuju stasiun sambil membunyikan pluitnya. Frekuensi pluit kereta api 640 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara 330 m/s, maka berapa frekuensi pluit yang didengar oleh kepala stasiun ?

12. Sumber bunyi mengeluarkan bunyi dengan panjang gelombang 10 cm dan pendengar bergerak saling menjauhi dengan kecepatan masing-masing 60 m/s dan 40 m/s. Kecepatan rambatan bunyi di udara 340 m/s. Berapa frekuensi bunyi yang didengar ?

13. Tali yang panjangnya 5 m ditegangkan dengan gaya 2 N. Jika cepat rambat gelombang transversal yang terjadi adalah 40 m/s, berapa massa tali ?

14. Titik A dan Titik B masing-masing berada pada jarak 2 m dan 3 m dari sebuah sumber bunyi yang sedang bekerja. Berapa perbandingan intensitas bunyi antara A dengan B ?

CONTOH SOAL FISIKA DASAR : MOMENTUM DAN IMPULS

1. Sebuah benda bermassa 400 gram, jika bergerak dengan kecepatan 3 m/s, maka mempunyai momentum sebesar ....

a. 1,2 kg m/s

b. 12 kg m/s

c. 120 kg m/s

d. 1.200 kg m/s

e. 1.000 kg m/s

Diketahui : 

m = 400 gram = 0,4 kg

v = 3 m/s

Jawab :

P = m v

P = 0,4 . 3

P = 1,2 kg m/s

2. Sebuah benda bermassa 4 kg dijatuhkan tanpa kecepatan awal dan ketinggian 62,5 m. Ketika menumbuk permukaan tanah, momentum benda adalah ....

a. 7,9 kg m/s

b. 35 kg m/s

c. 70 kg m/s

d. 140 kg m/s

e. 1.225 kg m/s

3. Sebuah mobil sedan bermassa 1.000 kg sedang bergerak ke timur dengan kelajuan 20 m/s dan sebuah Truck bermassa 2.500 kg sedang bergerak ke utara dengan kelajuan 15 m/s. Besarnya momentum total sesaat sebelum tabrakan adalah ....

a. 10.625 kg m/s

b. 21.250 kg m/s

c. 42.500 kg m/s

d. 85.000 kg m/s

e. 170.000 kg m/s

4. Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan 1 m/s. Untuk menghentikan benda tersebut dalam waktu 0,002 sekon diperlukan gaya sebesar ....

a. 1.000 N

b. 1.200 N

c. 1.600 N

d. 2.000 N

e. 2.400 N

5. Dua buah benda bermassa m1 = 5 kg dan m2 = 6 kg terletak berdekatan di bidang datar licin. Sistem ini mendapat impuls gaya hingga kedua benda bergerak dengan kelajuan v1 = 1 m/s dan v2 = 2 m/s dengan arah saling tegak lurus. Besar impuls gaya yang bekerja pada sistem adalah ....

a. 5 Ns

b. 7 Ns

c. 12 Ns

d. 13 Ns

e. 17 Ns

6. Seorang di dalam perahu sedang berjalan dengan kecepatan 5 m/s, tiba-tiba meloncat ke belakang dengan kecepatan 1 m/s. Jika massa orang 60 kg dan massa perahu 100 kg, kecepatan perahu sesaat setelah orang itu meloncat adalah ....

a. 4,6 m/s

b. 5,6 m/s

c. 6,5 m/s

d. 8,6 m/s

e. 9,6 m/s

Diketahui :

mo = 60 kg

mp = 100 kg

vo = vp = 5 m/s

vo' = -1 m/s (minus karena arahnya ke belakang)

Jawab :

mp vp + mo vo = mp vp' + mo vo'

100 . 5 + 60 . 5 = 100 vp' + 60 . -1

500 + 300 = 100 vp' - 60

860 = 100 vp'

vp' = 8,6 m/s

7. Peluru dengan massa 10 gram dan kecepatan 1.000 m/s menembus sebuah balok dengan massa 100 kg yang diam di atas bidang datar tanpa gesekan. Kecepatan peluru setelah menembus balok 100 m/s, kecepatan balok karena tertembus peluru adalah ....

a. 900 m/s

b. 90 m/s

c. 9 m/s

d. 0,9 m/s

e. 0,09 m/s

Diketahui :

m1 = 10 gram = 0,01 kg

m2 = 100 kg

v1 = 1.000 m/s

v2 = 0 m/s (diam)

v1' = 100 m/s

Jawab :

m1 v1 + m2 v2 = m1 v1' + m2 v2'

0,01 . 1.000 + 100 . 0 = 0,01 . 100 + 100 . v2'

10 + 0 = 1 + 100 v2'

9  = 100 v2'

v2' = 0,09 m/s

8. Sebuah bola bermassa 0,3 kg bergerak dengan kecepatan 2 m/s menumbuk sebuah bola lain yang bermassa 0,2 kg mula-mula diam. Jika setelah tumbukan bola pertama diam, maka kecepatan bola kedua adalah ....

a. 6 m/s

b. 5 m/s

c. 4 m/s

d. 3 m/s

e. 2 m/s

Diketahui :

m1 = 0,3 kg

m2 = 0,2 kg

v1 = 2 m/s

v2 = 0 m/s (diam)

v1' = 0 m/s (diam)

Jawab :

m1 v1 + m2 v2 = m1 v1' + m2 v2'

0,3 . 2 + 0,2 . 0 = 0,3 . 0 + 0,2 . v2'

0,6 + 0 = 0 + 0,2 v2'

0,6  = 0,2 v2'

v2' = 3 m/s

9. Benda A bermassa 5 kg dan benda B bermassa 1 kg bergerak saling mendekati dengan kecepatan masing-masing 2 m/s dan 12 m/s. Setelah tumbukan kedua benda saling menempel, kecepatan sesaat setelah dua benda bertumbukan adalah ....

a. 0,25 m/s searah dengan gerak benda A semula

b. 0,33 m/s berlawanan arah dengan gerak benda A semula

c. 0,45 m/s searah dengan gerak benda A semula

d. 0,45 m/s berlawanan arah dengan gerak benda A semula

e. 0,55 m/s searah dengan gerak benda A semula

Diketahui :

mA = 5 kg

mB = 1 kg

vA = 2 m/s

vB = -12 m/s (negatif karena berlawanan arah)

Jawab :

mA vA + mB vB = (mA + mB) v'

5 . 2 + 1 . -12 = (5 + 1) v'

10 - 12 = 6 v'

-2  = 6 v'

v' = -0,33 m/s (negatif karena berlawanan arah dengan gerak benda A semula)

10. Sebuah bola dijatuhkan dari ketinggian 5 m di atas lantai datar. Koefisien tumbukan antara bola dan lantai 0,5. Ketinggian bola setelah memantul dari lantai adalah ....

a. 1,25 m

b. 1,50 m

c. 2,0 m

d. 2,5 m

e. 3,5 m

CONTOH SOAL DIFRAKSI SINAR-X : KONSEP DASAR SINAR-X

1. Jelaskan mekanisme terbentuknya Sinar-X pada Tabung Sinar-X.

Jawab :

Sinar-X adalah suatu gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang sangat pendek, energi sangat besar, dan memiliki daya tembus yang sangat tinggi. Syarat terjadinya sinar-x yaitu ruang yang vakum (hampa udara), beda potensial harus tinggi untuk menggerakkan elektron, dan harus ada target tumbukan (anoda) untuk berinteraksi dengan elektron.

Mekanisme atau proses pembentukan sinar-x dalam tabung sinar-x.

(a) Di dalam tabung sinar-x terdapat anoda dan katoda (filamen) yang merupakan tabung hampa udara. Filamen merupakan bagian yang berfungsi sebagai penghasil elektron.

(b) Untuk menghasilkan elektron, filamen harus dipanaskan dengan cara mengalirkan arus listrik pada filamen tersebut. Setelah filamen berpijar, maka akan terbentuk awan-awan elektron di sekitar filamen tersebut.

(c) Setelah elektron terbentuk, elektron siap ditembakkan ke anoda dengan kecepatan tinggi. Untuk menembakkan elektron ke anoda diperlukan suatu nilai tegangan yang tinggi hingga ribuan volt.

(d) Elektron-elektron yang ditembakkan akan menumbuk target dan berinteraksi dengan atom-atom dari target tersebut. Interaksi elektron dengan inti akan menyebabkan arah pergerakan elektron menjadi berubah dan terjadi pengurangan energi kinetik pada elektron tersebut. Perubahan arah (pembelokkan) dari sinar-x tersebut akan disertai dengan pemancaran foton sinar-x yang disebut sebagai sinar-x Bremsstrahlung. Sedangkan interaksi elektron yang ditembakkan dengan elektron target menghasilkan sinar-x karakteristik.

2. Jelaskan mekanisme terbentuknya Sinar-X Karakteristik dan Sinar-X Kontinyu. Apa perbedaannya ?

Jawab :

Mekanisme terbentuknya Sinar-X Karakteristik (Sinar-X Diskrit)

Pada generator sinar-x, saat filamen dipanaskan akan menyebabkan filamen berpijar sehingga elektron-elektron bergerak dan atom-atom filamen lepas dari katoda. Elektron-elektron dari katoda akan lepas dan bergerak dengan kecepatan tinggi menuju anoda. Elektron yang ditembakkan ini memiliki energi berupa energi kinetik. Selanjutnya pada anoda, elektron yang ditembakkan dari katoda menumbuk elektron lain di anoda sehingga energi kinetik elektron dari katoda berubah dan memberikan energi kinetik pada elektron anoda sehingga elektron tereksitasi terlepas dari lintasan orbitnya. Saat elektron kembali dalam keadaan dasar atau setimbang, terjadi perubahan energi. Perubahan energi ini ternyata mampu menghasilkan foton dengan frekuensi tinggi. Peristiwa ini menghasilkan foton sinar-x yang dikenal dengan sinar-x karakteristik.

Mekanisme terbentuknya Sinar-X Kontinyu (Sinar-X Bremsstrahlung)

Elektron-elektron yang terlepas dari katoda tidak seluruhnya menabrak atau terjadi tumbukan dengan elektron-elektron pada anoda. Sebagian elektron yang bergerak dengan kecepatan tinggi dari katoda menuju anoda tiba-tiba terjadi proses pengereman pada anoda akibat adanya potensial atom sehingga energi kinetik elektron berkurang dan terjadi perubahan energi dengan melepaskan foton sinar-x. Peristiwa ini merupakan peristiwa sinar-x Bremmstrahlung.

Perbedaan Sinar-X Karakteristik dan Sinar-X Kontinyu

Sinar-X Karakteristik (Sinar-X Diskrit)

(a) Elektron dengan energi kinetik yang tinggi berinteraksi dengan elektron dari tiap kulit atom.

(b) Spektrum energi diskrit.

(c) Perpindahan elektron atom melalui tingkat energi lebih tinggi ke energi lebih rendah.

(d) Energi foton bergantung pada besar energi elektron dari kulit atom tertentu.

(e) Sebagian kecil elektron menumbuk elektron pada kulit atom dan terpental.

Sinar-X Kontinyu (Sinar-X Bremmstrahlung)

(a) Elektron dengan energi kinetik berinteraksi dengan medan energi pada inti atom.

(b) Spektrum energi kontinyu yang lebar.

(c) Perpindahan elektron karena adanya gaya tarik elektrostatik inti atom yang kuat.

(d) Energi foton merupakan energi pada inti atom.

(e) Elektron dengan kecepatan tinggi terhenti tiba-tiba ketika menubruk suatu plat logam.

3. Jelaskan persamaan Bragg.

Jawab :

Menurut pendekaran Bragg, kristal dapat dipandang terdiri atas bidang-bidang datar (kisi kristal) yang masing-masing berfungsi sebagai cermin semi transparan. Jika sinar-x ditembakkan pada tumpukan bidang datar tersebut, maka beberapa akan dipantulkan oleh bidang tersebut dengan sudut pantul yang sama dengan sudut datangnya, sedangkan sisanya akan diteruskan menembus dinding. Persamaan Bragg yaitu sebagai berikut.

4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan kristal, struktur kristal, bidang kristal, jarak antar kristal, sel satuan, kisi Bravais, indeks Miller, dan tetapan kisi kristal.

Jawab :

Kristal adalah suatu padatan yang atom, molekul, dan ion penyusunnya terkemas secara teratur dan polanya berulang melebar secara tiga dimensi.

Struktur kristal adalah struktur khas atau susunan khas atom-atom dalam kristal yang dibangun oleh sekumpulan atom.

Bidang kristal adalah keteraturan permukaan kristal berupa bidang-bidang datar dan rata yang mengikuti pola-pola tertentu.

Jarak antar kristal adalah jarak antar kristal yang melewati titik asal dengan titik berikutnya.

Sel satuan adalah pembangun struktur kristal yang merupakan sekumpulan atom yang tersusun secara khusus.

Kisi Bravais adalah kisi yang memiliki titik-titik kisi yang ekivalen sehingga titik-titik kisi tersebut dalam kristal akan ditempati oleh atom-atom yang sejenis.

Indeks Miller adalah suatu bidang parameter sebagai a/h, b/k, dan c/l yang direduksi menjadi bilangan utuh paling sederhana (lambang h, k, dan l mewakili perpotongan sumbu x, y, dan z).

Tetapan Kisi Kristal adalah spasi antar sel unit dalam segala arah.

5. Tentukan hubungan antara panjang gelombang, indeks Miller, dan parameter kisi.

Jawab :

Hubungan antara panjang gelombang, indeks Miller, dan parameter kisi adalah ketiganya sama-sama berbanding lurus. Semakin besar nilai panjang gelombang dan parameter kisi, maka nilai indeks Miller semakin besar. Begitu juga dengan semakin besar nilai indeks Miller dan parameter kisi, maka panjang gelombang semakin besar. Dan semakin besar panjang gelombang dan indeks Miller, maka nilai tetapan kisinya akan semakin besar.

6. Sebutkan aplikasi Sinar-X.

Jawab :

(a) Dalam bidang kedokteran

- Pemotretan tulang tengkorak dengan pesawat sinar-x.

- Penentuan kerapatan tulang dengan menyinari tulang dengan sinar-x. Radiasi sinar-x akan diserap oleh tulang sehingga dapat memeriksa konsentrasi mineral kalsium dalam tulang.

- Melihat kondisi gigi dan organ tubuh lain tanpa melakukan pembedahan langsung pada tubuh pasien.

- Melakukan operasi (bantuan bedah) sebagai alat pemotong.

(b) Dalam bidang industri

- Sinar-x memiliki daya tembus kuat pada industri pengolahan kayu.

- Memotong kain dalam industri garmen.

- Menembus peralatan logam-logam pada industri, misalnya alumunium.

(c) Bidang lain-lain

- Membaca kode bar, manufaktur, dan membaca CD atau DVD.

- Menghasilkan hologram.

- Pengecekan barang-barang penumpang di pesawat.

- Pengecekan barang-barang (peti kemas) yang akan dikirim dengan kapal laut.

CONTOH SOAL MEKANIKA KLASIK : MATRIKS DAN VEKTOR

1. Diketahui 2 vektor yaitu A = i + 2j - k dan B = -2i + 3j + k

Cari.

a. A-B and |A-B|

b. Komponen B pada A

c. Sudut di antara A dan B

d. AxB

e. (A-B) x (A+B)

Jawab :

4. Berapa nilai a untuk vektor A = 2ai - 2j + ak dan B = ai + 2aj + 2k yang tegak lurus ?

Jawab :

CONTOH SOAL ELEKTRONIKA : KARAKTERISTIK DIODA

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan titik cut off.

Jawab :

Titik cut off yaitu titik dimana dioda tidak menghantarkan arus listrik (ID = 0) dari kolektor ke emitor (terletak pada sumbu mendatar). Titik cut off terjadi jika VD tegangan dioda juga nol karena nilai arus dioda ID juga nol. Hal ini karena saat tanpa tegangan, arus minoritas dan mayoritas mempunyai besar yang sama tetapi berlawanan arah.

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan tegangan potong pada dioda.

Jawab :

Tegangan potong pada dioda yaitu tegangan dimana arus mulai melonjak. Jika diberi panjar maju, arus ID mula-mula mempunyai nilai mendekati nol, tetapi arus akan cepat naik terhadap perubahan VD sehingga tegangan akan terus melonjak naik. Saat dimana tegangan mulai melonjak ini disebut dengan tegangan potong.

3. Tentukan tegangan potong pada dioda Germanium.

Jawab :

Pada saat diberikan bias maju, yakni apabila tegangan anoda ke katoda Va-k positif, maka arus ID akan naik dengan cepat setelah Va-k mencapai tegangan cut in. Tegangan cut in ini kira-kira sebesar 0,2 volt untuk dioda Germaium. Pada dioda Germanium, tegangan idealnya berkisar 0,2 volt pada suhu sekitar 25°C. Saat dioda Germanium diberikan tegangan sumber > tegangan ideal, dioda akan menghantarkan arus listrik.

4. Tentukan tegangan potong pada dioda Silikon.

Jawab :

Pada saat diberikan bias maju, ID naik mencapai tegangan cut in. Tegangan ini kira-kira sebesar 0,6 volt untuk dioda Silikon pada suhu 25°C. Untuk dapat menghantarkan arus, Vsumber > Videal silikon.

5. Jelaskan mengapa ada tegangan potong pada dioda Germanium dan Silikon.

Jawab :

Adanya tegangan potong pada dioda Germanium dan dioda Silikon karena saat pemberian tegangan pada dioda tersebut sebesar + 0,2 volt untuk Germanium dan + 0,6 volt pada Silikon, maka potensial penghalang (barrier potential) pada persambungan akan teratasi sehingga arus dioda akan mengalir dengan cepat. Adanya tegangan potong pada dioda Germanium dan dioda Silikon mengindikasikan kita untuk memberi tegangan sumber lebih besar dari tegangan idealnya yaitu Vs > 0,2 volt untuk dioda Germanium dan Vs > 0,6 volt untuk dioda Silikon sehingga dioda dapat menghasilkan arus listrik. Maka, adanya tegangan potong ini mengindikasikan kita bahwa dioda tidak bekerja dalam menghantarkan arus listrik jika Vs < 0,2 untuk dioda Germanium dan Vs < 0,6 volt untuk dioda Silikon.

6. Jelaskan perbedaan dioda biasa dan dioda Zener.

Jawab :

Dioda Biasa

- Hanya mengalirkan arus listrik pada satu arah saja.

- Dioda biasa akan rusak karena kelebihan arus listrik yang menyebabkan panas jika melampaui batas tegangan potensial.

- Fungsinya sebagai penyearah arus AC bila dipasang seri.

Dioda Zener

- Arus listrik mengalir ke arah berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas (breakdown voltage).

- Dioda tidak rusak jika melampaui batas tegangan operasional.

- Fungsinya sebagai regulasi atau penyetabil tegangan.

7. Kenapa dioda Zener dipasang pada bias mundur ?

Jawab :

Dioda Zener dipasang pada bias mundur karena untuk memperoleh tegangan konstan sebesar tegangan pada dioda Zener. Dioda Zener yang dipasang pada bias mundur ini akan di seri dengan resistor. Saat tegangan breakdown terlewati, dioda akan menghantar sehingga tegangan antara dioda dan resistor selalu tetap. 

PERCOBAAN DERET BALMER

Teori Dasar

Percobaan yang dilakukan oleh Johann Balmer (1885) melalui pengamatan spektrum pancaran atom gas hidrogen (H) menunjukkan bahwa energi atom adalah diskrit. Spektrum yang dipancarkan oleh atom gas hidrogen terurai menjadi beberapa spektrum garis berwarna cahaya tampak, seperti merah, hijau-biru, dan ungu. Intensitas dan kedudukan garis spektrum yang teramati menunjukkan karakteristik atom tersebut. Kedudukan spektrum garis tersebut menyatakan suatu orde tertentu dan berkaitan dengan panjang gelombangnya yang dinyatakan dengan hubungan.

Dari Teori Atom Bohr, diketahui bahwa peristiwa pancaran atom gas hidrogen merupakan hasil peristiwa eksitasi dan deeksitasi (transisi atau perpindahan) elektron dari satu kulit atom ke kulit atom lainnya seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Spektrum garis yang teramati muncul dari peristiwa difraksi dan interferensi setelah pancaran energi atom tersebut melewati suatu celah sempit (kisi). 

Susunan peralatan pada percobaan Deret Balmer.

Langkah Percobaan

Hasil Pengamatan

Analisa Data

Prinsip kerja dalam percobaan ini yaitu cahaya yang dihasilkan oleh lampu hidrogen mengalami pembelokkan gelombang cahaya yang melewati kisi. Semakin kecil kisi, maka penyebaran gelombangnya akan semakin besar. Hasil difraksi tersebut kemudian mengalami interferensi gelombang atau perpaduan gelombang sehingga spektrum warna merah, hijau-biru, biru, dan ungu dapat teramati pada teleskop.

Garis spektrum yang teramati adalah merah (n=3), hijau-biru (n=4), biru (n=5), dan ungu (n=6) saja. Pada orde n=1 dan n=2 juga terlihat spektrum garis, namun ini tidak berlaku dalam Deret Balmer. Hal ini karena untuk n=1 dan n=2 tidak terdapat garis dengan intensitas tinggi sehingga spektrum yang dihasilkan adalah kontinyu lemah. Oleh karena itu, hasil untuk n=1 menjadi minus dan n=2 menjadi tak hingga. Untuk n > 7, spektrum garis masih terbentuk suatu deretan warna cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda.

Pada saat kalibrasi awal di titik 0°, yang muncul pertama kali adalah warna merah (n=3). Warna merah muncul pertama kali karena spektrum warna yang memiliki panjang gelombang terbesar justru memiliki nilai energi E yang paling kecil dibandingkan spektrum warna lainnya. Inti atom yang bermuatan positif, memiliki daya tarik terhadap elektron yang bermuatan negatif. Akibatnya, elektron-elektron di setiap lintasan selalu mengelilingi inti. Elektron yang tingkat energinya terendah (warna merah), paling mudah ditarik oleh inti. Oleh karena itu, warna merah yang tampak terlebih dahulu.