MATERI PEMBELAJARAN FISIKA KELAS 12

SK KD Fisika Kelas XII Semester 2

Standar Kompetensi	Kompetensi Dasar
3.  Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma fisika modern	3.1 Menganalisis secara kualitatif gejala kuantum yang mencakup hakikat dan sifat-sifat radiasi benda hitam serta penerapannya dan mendeskripsikan perkembangan teori atom 3.2 Memformulasikan teori relativitas khusus untuk waktu, panjang, dan  massa, serta kesetaraan massa dengan energi yang diterapkan dalam teknologi
4.  Menunjukkan penerapan konsep fisika inti dan radioaktivitas dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari	4.1  Mengidentifikasi  karakteristik inti atom dan radioaktivitas  4.2 Mendeskripsikan pemanfaatan radoaktif dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari

1. DUALISME GELOMBANG PERTIKEL - Gejala Foto Listrik.             Yang dimaksud dengan gejala foto listrik adalah emisi (pancaran) elektron dari logam sebagai akibat penyinaran gelombang elektromagnetik (cahaya) pada logam tersebut. Cahaya biasa mampu melepaskan elektron dari logam-logam alkali. Hasil-hasil percobaan yang seksama menunjukkan bahwa : Makin besar intensitas cahaya, semakin banyak elektron-elektron yang diemisikan. Kecepatan elektron-elektron yang diemisikan hanya bergantung kepada frekwensi cahaya, makin besar frekwensi cahaya makin besar pula kecepatan elektron yang diemisikan. Pada frekwensi cahaya yang tertentu (frekwensi batas) emisi elektron dari logam tertentu sama. Peristiwa-peristiwa di atas tidak dapat diungkap dengan teori cahaya Huygens. Pada tahun 1901, Planck mengetengahkan hipotesa bahwa cahaya (gelombang elektromagnetik) harus dianggap sebagai paket-paket energi yang disebut foton. Besar paket energi tiap foton dirumuskan sebagai : E = h . f E = Energi tiap foton dalam Joule. f = Frekwensi cahaya. h = Tetapan Planck yang besarnya          h = 6,625 .10 –34 J.det Cahaya yang intensitasnya besar memiliki foton dalam jumlah yang sangat banyak. Tiap-tiap foton hanya melepaskan satu elektron. Kiranya mudah dipahami bahwa semakin besar intensitas cahaya semakin banyak pula elektron-elektron yang diemisikan. - Sifat Kembar Cahaya.             Gejala-gejala interferensi dan difraksi memperlihatkan sifat gelombang yang dimiliki cahaya, dilain pihak cahaya memperlihatkan sifat sebagai paket-paket energi (foton). Timbul suatu gagasan apakah foton itu dapat diartikan sebagai partikel-partikel. Untuk menjawab pertanyaan ini A.H. Compton mempelajari tumbukan-tumbukan antara foton dengan elektron. - Hipotesa de Broglie.             Jika cahaya yang memiliki sifat gelombang, memiliki sifat partikel, maka wajarlah bila partikel-partikel seperti elektron memiliki sifat gelombang, demikian hipotesa yang dikerjakan oleh de Broglie (tahun 1892). - Percobaan Davisson dan Germer.             Jika partikel berlaku sebagai gelombang, harus dapat ditunjukkan bahwa partikel dapat menimbulkan pola-pola difraksi seperti halnya pola-pola difraksi pada gelombang.             Pada tahun 1927 Davisson dan Germer memilih elektron sebagai partikel untuk menguji hipotesa de Broglie. Elektron-elektron diperoleh dari filamen yang dipijarkan, kemudian elektron-elektron itu dipercepat dalam medan listrik yang tegangannya 54 Volt. Setelah dipercepat elektron-elektron memiliki energi kinetik. Ek = 54 eV = 54 . 1,6 .10 –19 Joule Momentum elektron :                 p = mv                  p = 4 .10 –24 kg m/det Menurut de Broglie, panjang gelombang elektron : l = 1,65 .10 –10 m Untuk memperoleh pola difraksi diperlukan kisi-kisi yang lebar celahnya kira-kira sama dengan panjang gelombang yang akan diuji. Sebab jika celah terlampau lebar, tidak menimbulkan gangguan pada gelombang, dan jika kisi terlampau sempit, pola-pola difraksi sukar teramati. Kisi-kisi yang tepat untuk memperoleh pola difraksi gelombang elektron adalah kisi yang terjadi secara alamiah yakni celah-celah yang berada antara deretan atom-atom kristal bahan padat, dalam hal ini dipergunakan kisi kristal nikel. Hasil percobaan Davisson dan Germer menunjukkan bahwa elektron-elektron dapat menimbulkan pola-pola difraksi. Kini tidak disangsikan lagi bahwa apa yang kita kenal sebagai materi dapat pula menunjukkan sifat gelombang, tepat seperti yang diramalkan oleh de Broglie. Latihan Soal 1.       Berapa joule energi foton yang panjang gelombangnya 6000 Angstrom. Tetapan Planck = 6,6 .10 –34 joule . det. 2.       Berkas cahaya 5000 Angstrom didatangkan pada logam Kalium. Untuk melepaskan elektron dari logam tersebut dipergunakan energi 2 eV. Berapa energi kinetik elektron yang dibebaskan ? 3.       Untuk membebaskan elektron dari Natrium diperlukan tenaga 2,14 eV. a.       Berapakah panjang gelombang cahaya yang dapat melepaskan elektron dari logam Natrium. b.       Dapatkah sinar-sinar yang panjang gelombangnya 0,4 A digunakan untuk membebaskan elektron dari logam tersebut ?         4.       Berapakah panjang gelombang elektron yang bergerak dengan kecepatan 9 .107 m/det. 5.       Berapa energi foton sinar X yang panjang gelombangnya 1A      h = 6,6 .10-34 joule.det 6.       Berapa panjang gelombang-gelombang elektromagnetik yang energi fotonnya 2,8 .10 –19 joule. 7.       Sebuah partikel dengan muatan q dan massa m dipercepat dari keadaan diam melalui beda potensial V. a.       Tentukan panjang gelombang de Broglie. b.       Hitung jika partikel adalah sebuah elektron dan V = 50 Volt.

2. FISIKA ATOM - Konsep atom menurut Dalton: Atom adalah partikel terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Atom suatu unsur semuanya serupa, dan tidak dapat berubah menjadi atom unsur yang lainnya. Atom-atom unsur yang berlainan dapat membentuk molekul. Ketika terjadi reaksi, atom-atom itu berpisah tetapi kemudian bergabung kembali dengan susunan yang berbeda dengan susunan semula. Pada reaksi itu atom-atom bergabung menurut perbandingan tertentu. Bila dua macam atom membentuk dua macam persenyawaan atau lebih maka atom-atom sejenis dalam persenyawaan itu mempunyai perbandingan yang sedrhana. Pengembangan atom saat itu telah memperkenalkan kita pada susunan dan sifat-sifat atom, cara mengadakan reaksi dan senyawa-senyawa yang terbentuk. Sekarang telah dikenal ukuran dan massa atom, energi antar atom dan pertikel-partikel terkecil yang membentuk atom. Atom sebagai bagian terkecil suatu zat sudah tidak sesuai lagi dengan hasil-hasil percobaan-percobaan masa kini. Partikel sub-atomik pertama yang dikenal adalah elektron. Suatu penemuan oleh percobaan J.J Thomson (1856-1940). Sehubungan dengan penemuan J.J Thomson menyangkal teori yang dikemukakan oleh Dalton. Menurut Thomson atom itu terdiri atas muatan positif yang merata diseluruh atom, muatan ini di-netral-kan oleh muatan negatif yang tersebar merata pula diseluruh atom. Model ini tidak dikembangkan karena tidak sesuai dengan hasil percobaan Rutherford. - Pelucutan Gas Adalah peristiwa mengalirnya muatan-muatan listrik di dalam tabung lucutan gas pada tekanan yang sangat kecil. Sebuah tabung lucutan adalah tabung yang berisi udara, didalam tabung berisi elektrode-elektrode, yang biasanya disebut anoda dan katode. Udara dalam tabung ini tidak dapat mengalirkan arus listrik walaupun ujung-ujung elektroda tersebut dihubungkan dengan induktor Ruhmkorf. Ingat  !!! bahwa  Katoda (-) Anoda (+) Keadaan  akan berubah jika udara dalam tabung dikeluarkan sehingga tekanan udara menjadi kecil dan letak-letak molekul udara manjadi renggang. Pada tekanan 4 cm Hg dalam tabung memancarkan cahaya merah-ungu. Cahaya ini akan menghilang sejalan denga semakin kecilnya tekanan. Pada tekanan 0,02 mm Hg udara dalam tabung tidak lagi memancarkan cahaya namun kaca dimuka katoda berpendar kehijauan. Crookes berpendapat bahwa dari katoda dipancarkan sinar yang tidak tampak yang disebut Sinar katoda. Sinar katoda dapat di pelajari karena bersifat memendarkan kaca. - Sifat sinar Katoda: Memiliki Energi Memendarkan kaca Membelok dalam medan listrik dan medan magnet. Jika ditembakkan pada logam menghasilkan sinar X Bergerak cepat menurut garis lurus dan keluar tegak lurus dari Katoda - Teori Rutherford Dalam percobaannya, Ernest Rutherford (1871-1937) menembakkan partikel α (alfa) pada kepingan emas yang tipis dengan tebal 1/100 mm. partikel alfa adalah partikel ang mempunyai massa 7000 kali massa elektron. Hasil pengamatan menunjukkan adanya partikel-partikel yang dihamburkan, dibelokkan dan dipantulkan. Adalah sangat mustahil jika partikel alfa dibelokkan oleh elektron yang massanya sangat kecil. Berdasarkan hasil experimennya, Rutherford menyangkal teori atom J.J Thomson. Pada tahun 1911 ia menyusun model atom yang baru. - Model atom menurut Rutherford: Atom sebagian besar tediri dari ruang hampa dengan satu inti yang bermuatan positif dan satu atau beberapa elektron yang beredar disekitar inti, seperti Planet-Planet yang bergerak dalam sistem tata surya. Massa atom sebagian besar terletak pada intinya. Atom secara keseluruhan bersifat netral, muatan positif pada inti sama besarnya dengan muatan elektron yang beredar di sekitarnya. Muatan positif pada inti besarnya sama dengan nomer atom dikalikan dengan muatan elementer. Inti dan elektron tarik-menarik, Gaya tarik menarik ini merupakan gaya centripetal yang mengendalikan gerak elektron pada orbitnya masing-masing seperti grafitasi dalam tata surya. Pada Reaksi kimia, inti atom tidak mengalami perubahan, Yang mengalami perubahan ialah elektron-elektron pada kulit terluar. Ion + adalah atom yang kekurangan elektron (telah melepas e) Ion – adalah atom yang kelebihan elektron (menyerap e). - MASSA dan MUATAN ELEKTRON J.J Thomson (1856-1940) menamakan partikel bermuatan negatif tersebut dengan elektron. Sekitar tahun 1897, beliau yang pertama kali menentukan perbandingan antara muatan dan massa elektron. Thomson menggunakan prinsip bahwa partikel-partikel yang bergerak melalui medan magnetik akan dibelokkan. - Percobaan tetes minyak Millikan (Millikan Oil Drop) J.J Thomson berhasil menentukan nilai  elektron, tetapi belum berhasil mengukur besar muatan e elektron. Orang yang berhasil menentukan besar muatan elektron adalah Robert Andrew Millikan yang terkenal dengan experimen tetes minyak.  - Spektrum uap Hidrogen Pengamatan spektroskopis menunjukkan bahwa spektrum gas Hidrogen terdiri atas deretan garis-garis. Deretan garis ini diberi nama menurut orang yang menemukannya Model atom Bohr Hasil pengamatan spektroskopis terhadap spektrum atom Hidrogen telah membuka kelemahan-kelemahan model atom Rutherford. Dari kenyataan ini dapat ditafsirkan beberapa kemungkinan: Model atom Rutherford salah, atau Teori Elektrodinamika klasik salah, atau Model atom Rutherford dan teori Elektrodinamika klasik hanya berlaku untuk batas-batas tertentu. Pada tahun 1913, Niels Bohr (1885-1962) menyusun model atom Hidrogen berdasarkan model atom Rutherford dan teori Kuantum. - MODEL ATOM BOHR. DIBUAT BERDASARKAN dua POSTULATNYA YAITU :         1.      Elektron tidak dapat berputar dalam lintasan yang sembarang, elektron hanya dapat berputar pada lintasan tertentu tanpa memancarkan energi. Lintasan ini          2.      Elektron yang menyerap energi (foton) akan berpindah ke lintasan yang ener- ginya tinggi, dan sebaliknya.

Read More ->>

RUMUS UMUM ALKANA,ALKENA,ALKUNA

Rumus Umum Alkana, Alkena, Alkuna, Molekul, Struktur, Senyawa Kimia - Sebelumnya bacalah terlebih dahulu materi mengenai Rumus Molekul. 

1. Rumus Umum Alkana

Alkana merupakan senyawa hidrokarbon alifatik jenuh, yaitu hidrokarbon dengan rantai terbuka dan semua ikatan karbonnya merupakan ikatan tunggal. Senyawa alkana merupakan rantai karbon yang paling sederhana.. Senyawa paling sederhana dari alkana yaitu metana. Metana hanya memiliki satu atom karbon yang mengikat empat atom H. Senyawa alkana mempunyai rumus :

C_nH_{2n + 2}

Tabel 1. Deret homogon dari rumus struktur, rumus molekul, dan tata nama senyawa alkana [1]

Jumlah Karbon	Rumus Molekul	Struktur	Nama
1	CH4	CH4	Metana
2	C2H6	CH3 – CH3	Etana
3	C3H8	CH3 – CH2 – CH3	Propana
4	C4H10	CH3 – (CH2)2 – CH3	Butana
5	C5H12	CH3 – (CH2)3 – CH3	Pentana
6	C6H14	CH3 – (CH2)4 – CH3	Heksana
7	C7H16	CH3 – (CH2)5 – CH3	Heptana
8	C8H18	CH3 – (CH2)6 – CH3	Oktana
9	C9H20	CH3 – (CH2)7 – CH3	Nonana
10	C10H22	CH3 – (CH2)8 – CH3	Dekana

Berdasarkan tabel di atas dapat dilihat bahwa perbedaan kesepuluh senyawa di atas terletak pada jumlah gugus metilena (–CH₂–). Senyawa dengan kondisi demikian disebut homolog. Susunan senyawa yang dibuat sedemikian rupa sehingga perbedaan dengan tetangga dekatnya hanya pada jumlah metilena disebut deret homolog.

2. Rumus Umum Alkena

Alkena adalah hidrokarbon alifatik tak jenuh yang memiliki satu ikatan rangkap (C = C). Senyawa yang mempunyai dua ikatan rangkap disebut alkadiena, yang mempunyai tiga ikatan rangkap disebut alkatriena, dan seterusnya. Bagaimana rumus umum alkena? Perhatikan senyawa-senyawa di bawah ini kemudian bandingkan!

Apa kesimpulan yang Anda ambil? Alkena ternyata mengikat lebih sedikit dua atom hidrogen dibandingkan alkana.

Karena rumus umum alkana CnH2n + 2, maka rumus umum alkena adalah :

C_nH_2n

Tabel 2. Deret homogon dari rumus struktur, rumus molekul, dan tata nama senyawa alkena. [1]

Jumlah C	Rumus Struktur	Rumus Molekul	Nama Kimia
2	H2C = CH2	C2H4	Etena
3	H2C = CH – CH3	C3H6	Propena
4	H2C = CH – CH2 – CH3	C4H8	1-butena
5	H2C = CH – (CH2)2 – CH3	C5H10	1-pentena
6	H2C = CH – (CH2)3 – CH3	C6H12	1-heksena
7	H2C = CH – (CH2)4 – CH3	C7H14	1-heptena
8	H2C = CH – (CH2)5 – CH3	C8H16	1-oktena
9	H2C = CH – (CH2)6 – CH3	C9H18	1-nonena
10	H2C = CH – (CH2)7 – CH3	C10H20	1-dekena

3. Rumus Umum Alkuna

Alkuna adalah senyawa hidrokarbon alifatik tak jenuh yang mengandung ikatan rangkap tiga. Perhatikan contoh berikut.

Bagaimana rumus umum alkuna? Masih ingatkah Anda dengan senyawa alkadiena? Perhatikan rumus struktur senyawa-senyawa di bawah ini!

Bagaimana jumlah atom C dan H pada kedua senyawa di atas?

Ternyata untuk alkuna dengan jumlah atom C sebanyak 4 memiliki atom H sebanyak 6. Sedangkan untuk alkena dengan jumlah atom C sebanyak 4 memiliki atom H sebanyak 8. Alkuna paling sederhana yaitu etuna, C₂H₂.

Jadi, rumus umum alkuna adalah:

C_nH_{2n – 2}

Tabel 3. Deret homogon dari rumus struktur, rumus molekul, dan tata nama senyawa alkuna [1]

Jumlah C	Rumus Struktur	Rumus Molekul	Nama Kimia
2	HC ≡ CH	C2H2	Etuna
3	HC ≡ C – CH3	C3H4	Propuna
4	HC ≡ C – CH2 – CH3	C4H6	1-butuna
5	HC ≡ C – (CH2)2 – CH3	C5H8	1-pentuna
6	HC ≡ C – (CH2)3 – CH3	C6H10	1-heksuna
7	HC ≡ C – (CH2)4 – CH3	C7H12	1-heptuna
8	HC ≡ C – (CH2)5 – CH3	C8H14	1-oktuna
9	HC ≡ C – (CH2)6 – CH3	C9H16	1-nonuna
10	HC ≡ C – (CH2)7 – CH3	C10H18	1-dekuna

Anda sekarang sudah mengetahui Rumus Alkana Alkena dan Alkuna. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Utami, B. A. N. Catur Saputro, L. Mahardiani, dan S. Yamtinah, Bakti Mulyani.2009. Kimia : Untuk SMA/MA Kelas X. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 250.

Referensi Lainnya :

[1] Setyawati, A. A. Kimia : Mengkaji Fenomena Alam Untuk Kelas X SMA/MA. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 186.

Read More ->>