FENOMENA BINTANG TAMPAK BERKELIP DAN KAITANNYA DENGAN POSISINYA DI JAGAT RAYA MENURUT TEORI RELATIVITAS EINSTEIN SKRIPSI IZKAR HADIYA

Transkripsi

1 FENOMENA BINTANG TAMPAK BERKELIP DAN KAITANNYA DENGAN POSISINYA DI JAGAT RAYA MENURUT TEORI RELATIVITAS EINSTEIN SKRIPSI IZKAR HADIYA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 FENOMENA BINTANG TAMPAK BERKELIP DAN KAITANNYA DENGAN POSISINYA DI JAGAT RAYA MENURUT TEORI RELATIVITAS EINSTEIN SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains IZKAR HADIYA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

3 PERSETUJUAN Judul : FENOMENA BINTANG TAMPAK BERKELIP DAN KAITANNYA DENGAN POSISINYA DI JAGAT RAYA MENURUT TEORI RELATIVITAS EINSTEIN Kategori : SKRIPSI Nama : IZKAR HADIYA Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen Fakultas : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, Maret 2010 Diketahui/ Disetujui Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Pembimbing Dr. Marhaposan Situmorang NIP Drs. Milangi Ginting, MS NIP

4 PERNYATAAN FENOMENA BINTANG TAMPAK BERKELIP DAN KAITANNYA DENGAN POSISINYA DI JAGAT RAYA MENURUT TEORI RELATIVITAS EINSTEIN SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbenya. Medan, Maret 2010 IZKAR HADIYA

5 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, karena berkat limpah rahmat dan karunia-nya, tugas akhir yang berjudul : Fenomena Bintang Tampak Berkelip Dan Kaitannya Dengan Posisinya Di Jagat Raya Menurut Teori Relativitas Einstein dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu serta mendukung saya dalam menyelesaikan skripsi ini yang antara lain : 1. Drs. Milangi Ginting, MS selaku pembimbing yang telah memberikan panduan dengan penuh kepercayaan kepada saya untuk menyempurnakan kajian ini dan meluangkan waktunya yang berharga untuk membimbing saya sampai skripsi ini selesai dengan baik sesuai dengan harapan. 2. Ketua dan Sekretaris Departemen Fisika, Dr. Marhaposan Sitomorang dan Dra. Justinon, M.Si yang telah banyak membantu dalam bidang administrasi baik selama masa perkuliahan sampai pelaksanaan tugas akhir yang meliputi, pengajuan pembimbing, seminar proposal dan hasil serta ujian skripsi. 3. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) USU serta staf pegawai dekanat yang mengurus administrasi selama perkuliahan dan pelaksanaan tugas akhir. 4. Dosen penguji/pembanding dalam pelaksanaan tugas akhir yaitu Drs. Tenang Ginting, MS, Dra. Agustina Siregar, M.Si, Drs. Mimpin Sitepu, MS, Drs. H.Sudjono, MS dan Drs. Nerrus Tarigan, M.Si (Alm) yang banyak memberikan saran dan perbaikan demi kesempurnaan skripsi ini. 5. Seluruh dosen pada Departemen Fisika FMIPA USU yang telah memberikan bimbingan selama perkuliahan. 6. Pegawai Departemen Fisika USU yang membantu penulis mengurus administrasi selama perkuliahan. 7. Rekan-rekan kuliah saya yaitu antara lain Nurwahyu hidayati, Wulan Sari, Shinta Novianti, Dian Triana Sari, Fitriyani, Zulfikar dan seluruh stambuk fisika FMIPA USU yang telah memberikan dukungan berupa semangat, menemani saya dalam proses perkuliahan dan menolong saya dalam berbagai kesulitan. 8. Teman-teman kos yaitu Yustanti Marpaung, A.Md, Nurwahyu Hidayati, Ayu Nurul Huda, Risna Nur Rahayu dan Fitri Amelia yang terus memberikan semangat dan dukungan selama perkuliahan dan pengerjaan tugas akhir. 9. Istimewa dan tidak terlupakan kepada Ayahanda saya Sanusi Mustafa, S.Pd, Ibunda saya Dra. Khairul Kamariah, Kakanda saya Ighfar Ilaina, dan adinda saya Iqbal Ridha dan Ikmal Maulana serta semua ahli keluarga yang telah yang telah memberikan saya dukungan moril dan meteril yang tak ternilai besarnya. 10. Semua pihak yang telah membantu penulis yang tak bisa saya urutkan satu persatu semoga Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa membalas segala amal baik mereka. Penulis

6 ABSTRAK Dalam tulisan ini, fenomena bintang tampak berkelip dijelaskan dengan mengacu kepada teori relativitas Einstein tentang gerak relatif suatu kerangka acuan terhadap kerangka acuan lainnya yakni bintang terhadap pengamat di bumi. Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan hubungan antara posisi bintang dan fenomena bintang tampak berkelip sehingga didapatkan penyebab bintang tampak berkelip. Dari pengumpulan literatur yang dilakukan didapatkan bahwa fenomena bintang tampak berkelip terjadi karena radiasi bintang tidak dapat diterima pengamat secara kontinu setiap saat. Perubahan posisi bintang terhadap pengamat memberikan pengaruh terhadap pengamat berupa perbedaan intensitas penerimaan cahaya akibat perubahan arah penerimaan cahaya oleh pengamat. Ketiadaan kerangka acuan universal menyebabkan fenomena ini bersifat relativistik bagi setiap peninjauan. Efek Doppler yang ditimbulkan dari gerak relatif bintang terhadap pengamat yang berada di bumi tidak menimbulkan perubahan warna spektrum bintang tetapi cukup untuk menunjukkan terjadinya pelemahan atau penguatan frekuensi cahaya yang diterima pengamat.

7 THE STARS SEEM TO FLICKER PHENOMENON AND RELATIONSHIP WITH POSITION IN UNIVERSE BY REFERENCE TO EINSTEIN S RELATIVITY THEORY ABSTRACT In this writing, the stars seem to flicker phenomenon is described by reference to Einstein's relativity theory about motion of a frame of reference relative to the other frame of reference that is the star to the observer on the earth. This research was conducted to obtain the relationship between the positions of stars and the stars seemed to flicker phenomenon so that obtain causes of stars seem to flicker. From the literature s collection have done, was found that stars seem to flicker phenomenon occurs because radiation of star can not be accepted continuously at all times by observer. The Change of position of the star to the observer give effect formed of acceptance differences of light intensity due because changes of reception light direction by the observer. The absence of universal frame of reference causing this phenomenon are relativistic for each review. The Doppler effect arising from relative motion of the star to the observer in the earth do not cause change color spectrum, but is enough to show the weakening or strengthening of the star light frequency received by the observer.

8 DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar ii iii iv v vi vii viii ix BAB 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan 4 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA Atmosfer Bumi Pembagian Lapisan Atmosfer Bumi Komposisi Atmosfer Bumi Perambatan Cahaya Melalui Atmosfer Bumi Sifat Fisis Cahaya Pembagian Spektrum Gelombang Elektromagnetik Pemantulan dan Pembiasan Cahaya oleh Medium Sifat-Sifat Khusus Lainnya Yang Dimiliki Cahaya Bintang Jarak bintang Perubahan posisi bintang Karakteristik bintang Evolusi bintang Hubungan jarak bintang dengan kecerahannya Diagram Hertzprung-Russell Materi antar bintang Perambatan cahaya melalui ruang antar bintang Efek Dopler Gerak bumi dan matahari Teori Relativitas Einstein Teori Relativitas Khusus Teori Relativitas Umum Transformasi Galilean 39

9 2.5.4 Transformasi Lorentz 40 BAB 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Fenomena Bintang Tampak Berkelip dan Kaitannya dengan 42 Posisinya di Jagat Raya Menurut Teori Relativitas Einstein. 3.2 Efek Doppler Dan Pengaruhnya Terhadap Fenomena Bintang 51 Tampak Berkelip. BAB 4. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 56 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Komposisi gas atmosfer pada ketinggian 0 km di atas permukaan Laut. 9 Tabel 2.2 Klasifikasi Bintang Berdasarkan Temperaturnya 20 Tabel 2.3 Gerak Bumi dan Matahari 36

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Pembagian lapisan atmosfer berdasarkan suhu 6 Gambar 2.2 Lapisan termosfer 8 Gambar 2.3 Perambatan cahaya bintang melalui atmosfer bumi 10 Gambar 2.4 Pemantulan dan pembiasan cahaya melalui dua medium dengan Indeks bias (n 1 > n 2 ) 15 Gambar 2.5 Paralaks bintang 18 Gambar 2.6 Pergeseran Besar Susunan Bintang Sekarang dan yang Diperkirakan Terlihat Tahun yang Lalu 19 Gambar 2.7 Diagram Hertzprung-Russel 30 Gambar 2.8 Sistem koordinat ruang K dan K 41 Gambar 3.1 Gerak relatif bintang terhadap pengamat 44 Gambar 3.2 Gerak relatif bintang menurut pengamat di bumi 47 Gambar 3.3 Posisi bintang dan arah pengamatan dari pengamat akibat 50 terjadinya pembiasan di lapisan atmosfer.