MATA KULIAH KODE RUMPUN MK BOBOT (SKS) SEMESTER DIREVISI T = P = FISIKA MODERN FTG2M3 Mata Kuliah Dasar

Transkripsi

1 RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER PROGRAM STUDI TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO TELKOM UNIVERSITY MATA KULIAH KODE RUMPUN MK BOBOT (SKS) SEMESTER DIREVISI T = P = FISIKA MODERN FTG2M3 Mata Kuliah Dasar 4 14 JUNI OTORISASI Pengembang RPS Ketua Kelmpk Keahlian Ka PRODI ISMUDIATI PURI HANDAYANI ISMUDIATI PURI HANDAYANI M. RAMDLAN KIROM Capaian Pembelajaran (CP) CP-PRODI DI MK Mahasiswa: 1. Memiliki kemampuan kmunikasi yang baik 2. Menguasai knsep dasar fisika, bilgi, dan kimia CP-MK Mahasiswa: harus satu-satu mampu nya 3. [C2] Mampu mengidentifikasikan dan menceritakan kembali fenmena fisika mdern yang berbeda dengan fisika klasik 4. [C3] Mampu melakukan analisis sederhana dan besaran terkait dengan fenmena fisika mdern 5. [C2] Mampu menceritakan kembali aplikasi fisika mdern dibidang teknlgi 1

2 Diskripsi Singkat MK Matakuliah ini membahas tentang fenmena-fenmena fisika yang tidak dapat dijelaskan melalui fisika klasik biasa. Materi kuliah meliputi teri relativitas khusus, efek ftlistrik, radiasi benda hitam, diffraksi x-ray, efek Cmptn, dualisme gelmbang partikel, gelmbang de Brglie, partikel dalam ktak, ketidakpastian Heisenberg, Persamaan Schrdinger, Sumur Ptensial, Pantulan dan transmisi pada ptensial penghalang, gas ideal, kapasitas panas pada benda padat, dan radiasi inti. Pustaka (Referensi) Utama : 6. Arthur Beiser, Cncept f Mdern Physics 7. Kenneth Krane, Mdern Physics 8. Pendukung : Media Pembelajaran Sftware : Hardware : Cnth: Laptp with internet cnnectins & LCD Prjectr Team Teaching 9. Ismudiati Puri Handayani 10. Abrar Matakuliah Syarat Fisika Dasar 2 Mg Ke- Akhir Sesuai tahapan belajar (CP-MK) Materi Pembelajaran [Pustaka] Metde Pembelajaran [12] Indikatr Asesmen Fenmena Relativistik 1. [C2, P2, A2] Mampu mengidentifikasikan dan menceritakan kembali fenmena fisika mdern yang berbeda dengan fisika klasik 2. [C3, P2, A2] Mampu melakukan analisis sederhana dan besaran terkait dengan fenmena relativitas khusus seperti kntraksi panjang, dilatasi waktu, efek Dppler, paradx kembar, massa relativistik, mmntum relativistik, energi relativistik dan knsep transfrmasi Lrentz Bentuk Bbt (%) 1,2,3,4 Mahasiswa mampu 1. a. memberikan cnth-cnth fenmena klasik 1. a. Perbedaan fenmena fisika klasik (gerak yang berbasis pada hukum Newtn) dan relativistik b. Pstulat relativitas Einstein Tatap Muka Diskusi [TM: 3x(3x50 )] Respnsi Kuis/tanya jawab memberikan cnth fenmana klasik dan fenmena relativistik Sal yang terkait dengan masingmasing-masing sub bab 8 %

3 dan fenmena relativistik b. mampu menyelesaian sal yang berdasarkan knsep pstulat relativitas Einstein dalam 2. a. Menghitung prses terkait dilatasi waktu b. Menghitung efek Dppler untuk kasus sumber bergerak sejajar pengamat dan menjauhi pengamat, sumber bergerak sejajar dan menjauhi pengamat, dan sumber bergerak tegak lurus dengan pengamat c. Menghitung usia manusia atau partikel dalam kasus paradks kembar d. Mampu panjang benda pada kasus relativistik 3. Menghitung massa relativistik, 2. Fenmena: a. Dilatasi waktu b. Efek Dppler untuk kasus Sumber bergerak sejajar dan mendekati pengamat Sumber bergerak sejajar dan menjauhi pengamat Sumber bergerak tegak lurus dengan pengamat c. Paradks kembar d. Kntraksi panjang 3. Fenmena: a. Massa relativistik b. Mmentum relativistik c. Energi ttal, energi kinetik, dan energi diam untuk kasus relativistik 4. Transfrmasi Lrentz [1:hal. 1-20, 2: hal. 1-30] [PT: 1x(3x50 )] mengerjakan sal berbasis knsep pstulat relativitas Einstein waktu yang diamati pengamat yang bergerak relatif terhadap pengamat diam berubahan frekuensi terkait dengan efek Dppler cahaya usia untuk kasus paradks kembar panjang benda akibat efek relativitas massa relativistik, mmentum relativistik, energi ttal, energi kinetik, dn energi diam kecepatan yang diamati leh pengamat di

4 memntum relativistik, energi ttal, energi kinetik, dan energi diam 4. Memahami knsep Transfrmasi Lrentz 5. Menghitung kecepatan yang diamati leh pengamat di kerangka acuan yang berbeda kerangka acuan yang berbeda SIFAT PARTIKEL YANG DIMILIKI GELOMBANG: EFEK FOTOLISTRIK DAN SINAR X [C3, P2, A2] Mampu memahami knsep sifat partikel yang dimiliki leh suatu gelmbang cahaya dan quantisasinya dalam bentuk ftn [C3,P2,A2] Mampu memahami efek ft listrik [C3,P2,A2] Mampu energi yang dimiliki leh gelmbang dan besaran yang terkait dengan efek ftlistrik [C3, P2,A2] Memahami knsep sinar X [C3, P2, A2] Menghitung besar terkait dengan fenmena sinar X 5 Mahasiswa mampu 1. a. memahami knsep ftn b. energi yang dimiliki leh panjang gelmbang tertentu 2. a. memahami fenmena efek ft listrik b. wrk functin, energi kinetik, stpping vltage, dan arus 1. Ftn dan energi yang dimilikinya 2. Efek ft listrik 3. Sinar X d. 13 [2:hal , 3: hal.11-34] e. Tatap Muka f. Diskusi [TM: 1x(2x50 )] g. Respnsi h. Kuis/tanya jawab [PT: 1x(1x50 )] menjelaskan kaitan antara energi, frekuensi, dan panjang gelmbang ftn energi, frekuensi, dan panjang gelmbang ftn menjelaskan terjadinya efek Tugas 5 %

5 yang muncul pada efek ft listrik 3. Memahami knsep sinar a. Menghitung tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan sinar X dan panjang gelmbang yang dihasilkan b. Memahami knsep difraksi sinar X leh kristal c. Menghitung sudut difraksi dan ukuran kisi kristal ft listrik, frekuensi minimum cahaya yang diperlukan, energi kinetik elektrn yang dihasilkan, stpping vltage yang diperlukan untuk menghentikan elektrn, dan arus yang dihasilkan wrk functin, frekuensi minimum cahaya yang diperlukan, energi kinetik elektrn yang dihasilkan, stpping vltage yang diperlukan untuk menghentikan elektrn, dan arus yang dihasilkan menggambarkan grafik hubungan

6 antara frekuensi (panjang gelmbang) dengan energi kinetik elektrn serta intensitas cahaya dan arus yang dihasilkan menjelaskan fenmena terjadinya sinar X dan difraksi sinar X pada kristal tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan sinar X, panjang gelmbang yang dihasilkan, sudut difraksi pada kristal, dan kisi kristal SIFAT PARTIKEL YANG DIMILIKI GELOMBANG: RADIASI BENDA HITAM, PAIR PRODUCT, DAN EFEK COMPTON [C3,P2, A2] Memahami knsep radiasi benda hitam [C3, P2, A2]Memahami knsep pair prduct [C3, P2, A2] Memahami efek Cmptn

7 6 Mahasiswa mampu 1. a. memahami knsep radiasi benda hitam b. energi yang diradiasikan leh benda dengan suhu tertentu. c. kaitan antara suhu dan panjang gelmbang berdasarkan hukum pergeseran Wien 3. Bisa menjelaskan dan memberi cnth fenmena pair prduct 2. memberi cnth prses pair prduct 3. a. memahami efek Cmptn b. energi kinetik ftn dan elektrn sebelum dan setelah tumbukan 1. Sinar Radiasi benda hitam 2. Pair prduct 3. Efek Cmptn Tatap muka Diskusi [TM: 1x(2x50 )] a. Respnsi b. Kuis/tanya jawab [PT: 1x(1x50 )] energi (panjang gelmbang) yang dipancarkan leh benda dengan suhu tertentu memberi cnth pair prduct menjelaskan efek Cmptn energi kinetic ftn dan elektrn sebelum dans setelah tumbukan Sal-sal terkait sub bab 2,5%

8 SIFAT GELOMBANG YANG DIMILIKI PARTIKEL: GELOMBANG DE BROGLIE, PARTIKEL DALAM KOTAK, DAN KETIDAKPASTIAN HEISENBERGH [C3,P2,A2] Memahami knsep gelmbang de-brglie [C3, P2, A2]Memahami knsep energi yang dimiliki partikel dalam ktak [C3, P2, A2] Memahami ketidakpastian Heisenberg 7 Mahasiswa mampu 1. a. Memahami partikel yang memiliki sifat gelmbang b. Menghitung kaitan panjang gelmbang dengan mmentum 2. Menghitung energienergi level partikel yang berada pada ktak 3. Menghitung ketidakpastian psisi, mmentum, energi, dan waktu dengan knsep ketidakpastian Heisenberg 1. Gelmbang de- Brglie 2. Partikel dalam ktak 3. Ketidakpastian Heisenberg Tatap muka Diskusi [TM: 1x(2x50 )] c. Respnsi d. Kuis/tanya jawab [PT: 1x(1x50 )] 1. menjelaskan kaitan panjang gelmbang dengan mmentum menjelaskan fenmena difraksi elektrn energi level partikel dalam ktak ketidakpastian psisi, mmentum, energi, dan waktu Sal-sal terkait untuk tiap bab 2% UTS 30% MODEL ATOM [C3,P2,A2] Memahami mdel atm [C3,P2,A2] Memahami level-level energi pada atm dan kaitannya dengan prses absrpsi dan emisi cahaya [C3,P2,A2] Memahami implementasi knsep level-level energi pada Laser 8 Mahasiswa mampu 1. Menjelaskan mdel atm menurut 1. Mdel atm 2. Level-level energi pada atm hidrgen 3. Laser Tatap muka Diskusi [TM: 1x(2x50 )] e. Respnsi kemampuan jari-jari inti, radius elektrn, dan energi tiap level pada atm 5 %

9 Rutherfrd dan Bhr 2. Menghitung energi level dalam atm dan radius elektrn mengelilingi atm 3. Menjelaskan prses absrpsi dan emisi cahaya 4. Menghitung energi yang diserap maupun yang diemisikan akibat perpindahan elektrn dari berbagai level energi 5. Menjelaskan knsep Laser PERSAMAAN SCHRÖDINGER [C3,P2,A2] Memahami knsep fisika kuantum 9,10,11,12 Mahasiswa mampu 1. prbabilitas dan nilai harap jika fungsi gelmbang diketahui 2. menentukan persamaan Schrdinger dan slusinya 1. Fungsi gelmbang, prbabilitas, dan nilai harap 2. Persamaan schrdinger untuk kasus sumur ptensial tak hingga, sumur ptensial berhingga, ptensial penghalang, dan step functin f. Kuis/tanya jawab [PT: 1x(1x50 )] 1. Tatap muka Diskusi [TM: 3x(3x50 )] g. Respnsi h. Kuis/tanya jawab [PT: 1x(3x50 )] 1. kemampuan energi yang diserap maupun yang dipancarkan pada saat elektrn berpindah level kemampuan menjelaskan knsep Laser kemampuan prbabilitas ditemukan suatu partikel dan nilai harap jika fungsi gelmbang diketahui kemampuan menentukan 10%

10 3. kefisien transmisi dan refleksi untuk kasus sumur ptensial tak hingga, sumur ptensial berhingga, ptensial penghalang, dan step functin FISIKA STATISTIK [C2,P2,A2] Mengetahui tentang distribusi Maxwell Bltzman, Bse Einstein, dan Fermi Dirac [C3,P2,A2] Menghitung distribusi partikel di setiap level atm [C3,P2,A2] Menghitung kecepatan rata-rata mlekul dan kapasitas panas 13 Mahasiswa mampu 1. mengetahui persamaan distribusi Maxwell Bltzman, Bse Einstein, dan Fermi Dirac 2. mengetahui cara menentukan kecepatan ratarata mlekul dan kapasitas panas berdasarkan knsep fungsi distribusi 1. Fungsi distribusi Maxwell Bltzman, Bse Einstein, dan Fermi Dirac 2. Kecepatan rata-rata mlekul dan kapasitas panas Tatap muka Diskusi [TM: 1x(2x50 )] i. Respnsi j. Kuis/tanya jawab [PT: 1x(1x50 )] persamaan Schrdinger, slusinya, kefisien transmisi partikel, kefisien refleksi partikel untuk kasus sumur ptensial tak hingga, sumur ptensial berhingga, ptensial penghalang, dan step functin distribusi mlekul dengan menggunakan distribusi Maxwell Bltzmann menggunakan rumus untuk kecepatan rata-rata mlekul dan kapasitas panas 2,5%

11 3. kecepatan ratarata mlekul dan kapasitas panas RADIOAKTIVITAS [C2] Mengetahui fenmena radiaktivitas, reaksi nuklir, dan peluruhan [ C3] Menghitung waktu paruh, umur suatu fsil, dan energi yang dilepas pada saat reaksi nuklir 14 Mahasiswa mampu 1. Menceritakan fenmena radiaktivitas, reaski nuklir, dan peluruhan 2. Menghitung waktu paruh, umur fsil, dan energi yang dilepas pada saat reaksi nuklir, serta massa yang hilang UAS 30% 1. Fenmena radiaktif dan aplikasinya 2. Perhitungan prses reaksi inti dan peluruhan radiaktif Tatap muka Diskusi [TM: 1x(2x50 )] k. Respnsi l. Kuis/tanya jawab [PT: 1x(1x50 )] menyebutkan fenmena radiaktif dan aplikasinya waktu paruh, umur fsil, massa yang hilang dan energi yang dihasilakan saat reaksi nuklir 2,5% Catatan : 1 sks = (50 TM + 50 PT + 60 BM)/Minggu BM = Belajar Mandiri T = Teri (aspek ilmu pengetahuan) TM = Tatap Muka (Kuliah) PS = Praktikum Simulasi (1sks=2,76 jam/minggu) P = Praktek (aspek ketrampilan kerja) PT = Penugasan Terstruktur. PL = Praktikum Labratrium (1 sks = 2,76 jam/minggu)

12 Cnth frmat Deskripsi Tugas Mata Kuliah: Fisika Mdern Semester: genap tahun ke- 2 Minggu Ke: _1,2,3,4 Tugas Ke-: 1 1. Tujuan Tugas: Menguji pengetahuan mahasiswa tentang fenmena relativitas khusus dan kemampuan besaran terkait dengan relativitas khusus 2. Uraian Tugas: a. Objek garapan: Fenmena relativitas khusus b. Yang harus dikerjakan dan batasan-batasan: massa relativitas, efek Dppler, dilatisi waktu, kntraksi panjang, mmentum relativitas, energi relativitas, dan superpsisi kecepatan c. Metde/cara mengerjakan, acuan yang digunakan: bekerja secara berkelmpk dan masing-masing mahasiswa diberi tugas d. Deskripsi luaran tugas yang dihasilkan/dikerjakan: jawaban terhadap sal-sal relativitas 3. Kriteria Penilaian Bisa besaran relativitas dengan benar berdasarkan persamaan relativitayangdiberikan

13 Mata Kuliah: Fisika Mdern Semester: genap tahun ke-2 Minggu Ke: 5 Tugas Ke-: 2 1. Tujuan Tugas: Menguji pengetahuan mahasiswa tentang efek ft listrik, difraksi sinar X, dan kemampuan besaran terkait dengan efek ftlistrik dan difraksi sinar X 2. Uraian Tugas: a. Objek garapan: efek ft listrik dan difraksi sinar X b. Yang harus dikerjakan dan batasan-batasan: energi minimal agar terjadi efek ft listrik, energi kinetic elektrn, arus dan tegangan yang timbul pada efek ft listrik, tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan sinar X, dan kisi kristal c. Metde/cara mengerjakan, acuan yang digunakan: bekerja secara berkelmpk dan masing-masing mahasiswa diberi tugas d. Deskripsi luaran tugas yang dihasilkan/dikerjakan: jawaban terhadap sal-sal terkait efek ftlistrik dan difraksi sinar X 3. Kriteria Penilaian Bisa besaran terkait dengan fenmena efek ft listrik dan sinar X