RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN. I. Standar Kompetensi : Menerapkan konsep kelistrikan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi

Transkripsi

1 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Mata Pelajaran : FISIKA Kelas / Semester : XII / 1 Bab : 4. Listrik Statis Topik : 4.1 Hukum Coulomb 2. Kuat medan Listrik, Potensial Listrik dan Energi Potensial Listrik 3. Kapasitor Alokasi waktu : 6 x 45 Menit I. Standar Kompetensi : Menerapkan konsep kelistrikan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi II. Kompetensi Dasar : Memformulasikan gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, energipotensial listrik serta penerapannya pada keping sejajar. III. Indikator : 3.1. Mendeskripsikan gaya elektrostatik ( Hukum Coulomb ) pada muatan listrik Mengaplikasikan hukum coulomb dan Gauss untuk mencari medan listrik bagi distribusi muatan continu Memformulasikan energi potensial listrik dan kaitannya dengan gaya/medan listrik dan potensial listrik Memformulasikan prinsip kerja kapasitor keping sejajar. IV. Tujuan Hasil Pembelajaran : Setelah selesai pembelajaran diharapkan siswa mampu - Memformulasikan hukum coulomb. - Mengaplikasikan hukum coulomb ke dalam soal-soal - Mengaplikasikan kuat medan listrik kedalam bentuk soal - Menentukan energi potensial antara dua titik dalam medan listrik - Menentukan beda potensial antara dua titik dalam medan listrik - memformulasikan kapasitor keping sejajar - Menentukan kapasitor pengganti dari kapasitor-kapasitor yang disusun seri atau paralel. - Menentukan energi yang tersimpan dalam kapasitor. V. Materi Pokok ( Materi Pembelajaran ) - Gaya Elektrostatik - Medan listrik dan hukum Coulomb - Potensial dan energi potensial listrik - Kapasitor keping sejajar - Rangkaian kapasitor. VI. Metode Pembelajaran : a. Pendekatan dan Strategi Pembelajaran : Informasi / Diskusi / Tanya Jawab b. Langkah-langkah Pembelajaran : Pertemuan K e g i a t a n ke 1 - Kegiatan Awal : a) Apersepsi Siswa diberi pertanyaan mengenai materi sebelumnya yang berkaitan dengan partikel bermuatan listrik Jelaskan! Perbedaan antara benda bermuatan listrik positif dan benda bermuatan listrik negatif. Waktu ( Menit ) 10

2 b) Motivasi c) Penyampaian Indikator Pencapaian - Kegiatan Inti : a) Meminta siswa mendiskusikan tentang bagaimana dua muatan listrik baik sejenis/tidak sejenis saling berdekatan. b) Menjelaskan tentang Gaya Coulomb dan memberikan contoh soal. c) Meminta siswa untuk mendiskusikan tentang kuat medan listrik disekitar partikel yang bermuatan listrik. d) Siswa diberikan contoh soal tentang kuat medan listrik e) Meminta siswa untuk mendiskusikan tentang Potensial listrik dan Energi Potensial listrik. f) Siswa diberikan contoh soal tentang Potensial dan Energi potensial listrik. - Kegiatan akhir ( Penutup ): -Menyimpulkan tentang Hukum Coulomb, Kuat Medan listrik, potensial listrik dan energi potensial listrik. -Siswa diharapkan dapat mencari contoh-contoh yang ber kaitan dengan kehidupan sehari-hari. 2 - Kegiatan Awal : a). Apersepsi : Siswa diingatkan kembali tentang jenis muatan, gaya antar muatan, kuat medan listrik, potensial dan energi listrik, melalui pertanyaan. b) Motivasi : c) Penyampaian Indikator Pencapaian. - Kegiatan Inti : a) Meminta siswa untuk mendiskusikan tentang Kapasitor. ( Kegunaan, Jenis Kapasitor ) b) Siswa diberi contoh-contoh soal tentang kapasitor c) Siswa diberi pejelasan tentang perbedaan antara kapasitor disusun seri dan paralel. serta gabungan seri-paralel. d) Siswa diberi contoh soal tentang rangkaian kapasitor. e) Siswa diberi penjelasan tentang energi pada kapasitor. - Kegiatan Akhir ( Penutup ) : Menyimpulkan dan memberi penekanan tentang kapasitor dan mengaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari. - Kapasitor dalam sehari-hari sering digunakan dalam alat apa saja? VII. Sumber Belajar : a. Sumber : Buku Fisika Kelas XII Penerbit Erlangga : Bob Foster Nadia Sarana Utama : Drs. Tono Hartono b. Alat dan Bahan : - Kapasitor - Gambar-gambar kapasitor pada CD ( Media Presentase ) VIII. Penilaian : a. Observasi / sikap dan psikomotor b. Penilaian Kognitif : Bentuk Soal : Pilihan Ganda

3 EVALUASI : 4. LISTRIK STATIS Waktu : 2 x 45 menit I. PILIHAN GANDA 1. Tiga buah muatan, masing-masing 2 μc, 3μC, dan 4 μc, terletak pada titik-titik sebuah segitiga sama sisi dengan sisi 20 cm, jika k = 9 x 10 9 N.m.C 2. Maka besar gaya yang dialami oleh muatan yang besarnya 4 μc adalah : a. 1,8 N d. 3,9 N b. 2,7 N e. 7,2 N c. 0,45 N 2. Pada titik-titik sudut B dan D sebuah bujursangkar ABCD masing-masing diletakan sebuah partikel bermuatan + q. Agar kuat medan listrik di titik A nol, maka di titik C harus diletakan sebuah pertikel sebesar.. a. q d. + q 2 b. + q e. 2 q 2 c. - q 2 3. Muatan listrik +q ditempatkan pada kedua sudut yang berlawanan dari suatu bujursangkar. Bearapa besar muatan listrik yang harus ditempatkan di pusat bujur sangkar agar kuat medan listrik pada kedua sudut yang lain sama dengan nol? a. 2 q d. q/ 2 b. - 2q e. q/2 c. q 4. Dua buah muatan listrik qa = - 4 x 10 9 C dan qb = + 9 x 10 9 C berjarak 0,5 m satu sama lain Jika qa berada di sebelah kiri qb, maka letak titik C agar kuat medan di C sama dengan nol adalah... a. pertengahan AB d. 1 m di kanan B b. 1 m di kanan A e. 0,25 di kiri A c. 1 m di kiri A 5. Pada ke empat sudut bujur sangkar ( sisi 30 cm ) terletak muatan listrik. Tentukan potensial listrik di titik pusat bujur sangkar, jika dua muatan yang bertentangan masing-masing adalah + 2 μc dan yang lain - 2 μc : a. 3,4 x 10 5 Volt d. 1,7 x 10 5 Volt b. 3,4 x 10 5 Volt e. nol c. 1,7 x 10 5 Volt 6. Kapasitas suatu kapasitor keping sejajar menjadi lebih kecil apabila : a. luas permukaan kedua keping diperbesar b. jarak antara kedua kepingnya diperbesar c. diisi dengan dielektrik yang konstantanya lebih besar d. beda tegangan keping diperkecil e. muatan setiap keping dikurangi 7. Dua keping sejajar seluas satu m 2 diletakan sejajar satu sama lain pada jarak 20 cm. Penghantar yang satu diberi beda potensial + 40 Volt dan penghantar yang lain 40 Volt. Besar gaya yang dialami sebuah q = 2 x 10 2 C yang berada diantara kedua bidang adalah : a. Nol d. 8 N b. 2 N e. 16 N c. 4 N 8. Banyaknya garis gaya persatuan luas tegak lurus pada medan listrik menggambarkan besarnya : a. muatan listrik d. kuat medan listrik b. rapat muatan listrik e. potensial listrik c. gaya muatan listrik

4 9. Kuat medan listrik yang dihasilkan oleh muatan listrik pada sebuah titik tergantung : 1. Besarnya muatan 3. jaraknya dari muatan 2. jenis muatan 4. jenis medium antara muatan dan titik. Pernyataan yang benar adalah : a. 1 dan 3 d. 1, 2, 3, dan 4 b. 2 dan 4 e. 4 saja c. 1, 2, dan Diketahui muatan listrik Q1 positif dan Q2 negatif, maka : 1. muatan Q1 menarik muatan Q2 2. Gaya Coulomb sebanding dengan besarnya muatan Q1 dan Q2 3. Gaya Coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara Q1 dan Q2 4. Di tengah-tengah antara Q1 dan Q2 kuat medan listriknya nol Pernyataan yang benar adalah : a. 1, dan 3 d. 1, 2, 3, dan 4 b. 2 dan 4 e. hanya 4 saja c. 1, 2, dan Sebuah kapasitor terbentuk dari dua buah plat alumunium yang luas permukaannya masingmasing 1 m 2, dipisahkan oleh selembar kertas parafin yang tebalnya 0,1mm dan konstanta dielektriknya 2, Jika εo = 9 x C 2 N -1 m 2, maka kapasitas kapasitornya adalah : a. 0,35 μf d. 0,10 μf b. 0,25 μf e. 0,05 μf c. 0,18 μf 12. Untuk menyimpan muata sebesar 1 C digunakan kapasitor yang masing-masing berkapasitas 2,5 μf yang dihubungkan paralel pada beda potensial 200 Volt. Jumlah kapasitor yang diperlukan adalah : a. 80 d b e c Pada kapasitor yang berkapasitas C diberikan muatan listrik sebanyak Q, sehingga timbul beda potensial V. Besarnya energi di dalam kapasitor adalah : a. ½ QV 2 d. ½ Q 2 /C b. ½ CV e. ½ Q 2 V c. ½ VC Sebuah kapasitor diberi muatan 10 nc dan mempunyai beda potensial 100 Volt antara kedua plat. Besar kapasitas dan energi yang tersimpan didalamnya adalah : a. 100 pf dan 5x10 5 J d. 100 nf dan 6 x 10 7 J b. 100 pf dan 5 x 10 7 J e. 100 nf dan 2 x 10 7 J c. 1 nf dan 5 x 10 7 J 15. Tigabuah kapasitor yang kapasitasnya sama besar, yaitu C dan ketiga kapasitor disusun seperti pada gambar. Maka besar kapasitor pengganti antara A dan B adalah : a. 3 C b. 1/3 C A B c. 2 C d. 1,5 C e. 2/3 C

5 KUNCI JAWABAN : 1. B 6. B 11. C 2. C 7. C 12. C 3. C 8. D 13. D 4. C 9. A 14. B 5. E 10. C 15. E Petunjuk Penilaian : Setiap jawaban yang benar diberi skor : 10 Nilai = Jumlah Skor 1,5 Cianjur, Oktober 2010 Guru Mata Pelajaran Drs. H.Gun Gun Guswandi, M.Pd Drs. Tono Hartono NIP NIP

6 II. SOAL URAIAN 1. Dua buah muatan masing Q1 = 4 μc dan Q2 = 6 μc satu sama lain jaraknya 10 cm. Jika k = 9 x 10 9 N.m 2 C 2. Tentukan besar gaya Coulomb? 2. Dua muatan masing-masing 3μC dan 4μC satua sama lain jaraknya 10 cm. Tentukan besar kuat medan listriknya disuatu titik yang berada ditengah-tengah antara kedua muatan tersebut? 3. Dua buah elektron ( muatan elektron = 1,6 x C ) saling menolak dengan gaya 10 7 N Berapa cm jarak antara kedua electron tersebut? 4. Pada muatan sebesar 1 μc bekerja gaya 150 dyne. Berapa N/C besar kuat medannya? 5. Berapa kecepatan sebuah elektron yang bergerak melalui beda potensial 500 Volt, jika massa elektron 9 x kg? 6. Berapa besar Usaha yang dilakukan sebuah elektron yang bergerak oleh beda potensial 5000 Volt 7. Muatan sebesar 0,02 μc dihubungkan dengan beda potensial 500 Volt. Berapa μf besar kapasitasnya? 8. Hitung besar energi yang tersimpan pada kapasitor 60 pf, jika muatannya 3 x 10 8 C? 9. Dua kapasitor disusun seri masing-masing 4 μf dan 12 μf kemudian dihubungkan dengan beda potensial 100 Volt. Tentukan beda potensial pada masing-masing kapasitor? 10. Tiga buah kapasitor masing-masing C1 = 16 μf, C2 = 4 μf dan C3 = 12 μf disusun seperti pada gambar dan dihubungkan dengan beda potensial 24 Volt Tentukan : a. Kapasitas penggantinya C2 b. Muatan pada masing-masing kapasitor c. Beda potensial pada masing-masing kapasitor C1 C3 V

7 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Mata Pelajaran : FISIKA Kelas / Semester : XII / 2 Bab : 8. Radiasi Benda Hitam Topik : 8.1. Radiasi benda hitam 8.2. Efek Foto Listrik Alokasi waktu : 6 x 45 Menit I. Standar Kompetensi : Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma fisika modern. II. Kompetensi Dasar : Menganalisis secara kualitatif gejala kuantum yang mencakup hakikat dan sifat-sifat radiasi benda hitam serta penerapannya. III. Indikator : 3.1. Mendeskripsikan pengertian radiasi benda hitam Mendeskripsikan hukum pergeseran Wien 3.3. Mendeskripsikan hipotesa Planck 3.4. Mengaflikasikan Efek Foto Listrik IV. Tujuan Hasil Pembelajaran : Setelah selesai pembelajaran diharapkan siswa mampu : - Mendeskripsikan tentang radiasi benda hitam - Mengaflikasikan radiasi benda hitam kedalam soal - Menjelaskan hukum pergeseran hukum wien - Mendeskripsikan tentang cahaya berdasarkan hipotesa Max Planck - Mengaflikasikan hipotesa Max Planck kedalam soal - Menjelaskan tentang pengertian Efek foto listrik - Mengaflikasikan efek foto listrik ke dalam soal V. Materi Pokok ( Materi Pembelajaran ) - Radiasi benda hitam - Hukum pergeseran Wien - Hipotesa Max Planck - Efek foto listrik - Efek Copmton VI. Metode Pembelajaran : a. Pendekatan dan Strategi Pembelajaran : Informasi / Diskusi / Tanya Jawab b. Langkah-langkah Pembelajaran : Pertemuan K e g i a t a n ke 1 - Kegiatan Awal : a) Apersepsi - Apa yang dimaksud dengan kalor? - Sebutkan perambatan kalor? b) Motivasi c) Penyampaian Indikator Pencapaian - Kegiatan Inti : a) Sebelum menjelaskan tentang radiasi benda hitam, siswa melalui diskusi dapat membedakan perambatan kalor secara konduksi, konveksi dan radias. b) Siswa diberi pertanyaan, kenapa apabila kita berjemur di siang hari, rambut kita kalau dipegang terasa panas diban- Waktu ( Menit ) 10 65

8 dingkan baju putih yang kita pakai. c). Siswa diberi penjelasan tentang kalor yang diserap atau dipancarkan tiap detik menurut Stefan Boltzman d). Siswa diberi contoh soal mengenai kalor yang diserap/dipan carkan oleh benda hitam. e). Siswa diberi penjelaskan tentang hukum pergeseran Wien f). Siswa diberi pertanyaan, kenapa kalau kita berjemur kena cahaya matahari, badan kita terasa panas? g). Siswa diberi penjelasan tentang hipotesa Planck mengenai foton. h). Siswa diberi contoh soal tentang energi foton yang dipancarkan oleh cahaya. - Kegiatan akhir ( Penutup ): Menyimpulkan tentang kalor yang diserap/ dipancarkan oleh benda ( Radiasi benda hitam ), hukum pergeseran wien. - Siswa dapat mengaflikasikan radiasi benda hitam dengan kehidupan sehari-hari diantaranya menjelaskan gejala pemanasan global. 2 - Kegiatan Awal : a). Apersepsi : Jelaskan! Apa yang dimaksud dengan foton. dan Berapa besar energi foton yang dipancarkan gebang cahaya dengan panjang gelombang tertentu b) Motivasi : c) Penyampaian Indikator Pencapaian. - Kegiatan Inti : a). Siswa disuruh mengamati tanyangan tentang peristiwa efek foto listrik pada layar infocus b). Siswa disuruh mendiskusikan apa yang dimaksud dengan peristiwa efek foto listrik. c). Siswa dijelaskan hubungan antara energi yang dijatuhkan, energi ambang/fungsi kerja, dan energi kinetik yang dilepas kan elektron dari permukaan logam. d). Siswa diberi contoh soal tentang efek foto listrik e). Siswa diberi penjelasan tentang efek compton. e). Siswa diberi latihan soal-soal tentang efek foto listrik. - Kegiatan Akhir ( Penutup ) : Menyimpulkkan tentang peristiwa Efek foto listrik. Siawa dapat mengaflikasikan efek foto listrik dalam kehidupan sehari-hari VII. Sumber Belajar : a. Sumber : Buku Fisika Kelas XII Penerbit Erlangga : Bob Foster Nadia Sarana Utama : Drs. Tono Hartono b. Alat dan Bahan : - Media pembelajaran ( CD ) / Infocus - Gambar-gambar Efek foto listrik ( Media Presentase ) VIII. Penilaian : Tes Tertulis ( Penilaian Kognitif ) : Bentuk Soal : Pilihan Ganda

9 EVALUASI Waktu : RADIASI BENDA HITAM : 2 x 45 menit I. PILIHAN GANDA 1. Energi tiap detik yang dipancarkan benda hitam bergantung pada : 1. suhu benda 3. luas permukaan benda 2. massa benda 4. berat benda Pernyataan yang benar adalah : a. 1, 2, dan 3 d. 4 saja b. 1 dan 3 e. 1, 2, 3, dan 4 c. 2, dan 4 2. Sebuah plat baja dengan panjang 2 m dan lebar 0,5 m suhunya 227 o C, jika tetapan Boltzman = 5,67 x 10 8 Wm 2 K 4 dan plat baja dianggap benda hitam sempurna. Maka besar energi total benda yang dipancarkan setiap detik adalah. a ,57 J/s d , 75 J/s b. 3,345,75 J/s e ,5 J/s c. 3,543,75 J/s 3. Dua benda A dan B,masing-masing bersuhu 27 o C dan 127 o C diletakkan ditempat terbuka sehingga terkena sinar matahari, jika luas benda sama,perbandingan energi yang diserap setiap detik oleh benda A dan B adalah a. 1 : 4,7 d. 27 : 127 b. 1 : 100 e. 40,5 : 128 c. 4 : Jika suhu sebuah benda mencapai 127 o C, akan memancarkan radiasi dengan panjang gelombang maksimum. a Angstrom d Angstrom b Angstrom e Angstrom c Angstrom 5. Suhu permukaan suatu benda 483 K. Jika tetapan Wien = 2,898 x 10 3 mk, maka panjang gelombang radiasi pada intensitas maksimum yang dipancarkan oleh permukaan benda itu adalah... a. 6 x 10 2 Angstrom d. 6 x 10 5 Angstrom b. 6 x 10 3 Angstrom e. 6 x 10 6 Angstrom c. 6 x 10 4 Angstrom 6. Bola dengan jari-jari 2,5 cm yang berada dalam keadaan seimbang dengan lingkungannya ternyata menyerap daya 61,44 Watt dari lingkungannya. Bila tetapan Stefan-Boltzmann σ = 6 x 10 8 W.m 2 K 4, emisivitas e = 1/π, maka suhu bola itu adalah... a. 200 K d. 800 K b. 400 K e K c. 600 K 7. Menurut teori kuantum cahaya, foton adalah radiasi gelombang elektromagnetik dengan energi : 1. berbanding lurus dengan frekuensi 2. berbanding terbalik dengan frekuensi 3. berbanding terbalik dengan panjang gelombang 4. berbanding lurus dengan panjang gelombang Pernyataan yang benar adalah. a. 1, 2, dan 3 d. 4 saja b. 1, dan 3 e. 1, 2, 3, dan 4 c. 2, dan 4

10 8. Energi foton gelombang elektromagnetik terbesar adalah. a. sinar X d. sinar ultraviolet b. sinar inframerah e. sinar laser c. sinar gamma 9. Besar energi foton yang dihasilkan cahaya berfrekuensi Hz, jika tetapan Planck h = 6,63 x Js adalah. a. 1,32 x J d. 7,5 x J b. 3,32 x J e. 5,4 x J c. 33,2 x J 10. Seberkas cahaya mempunyai 4 foton dengan panjang gelombang 8000 Angstrom, cahaya ini mempunyai energi sebesar... a. 9,9 ev d. 6,2 ev b. 9,1 ev e. 5,7 ev c. 8,5 ev 11. Lampu pijar 10 Watt menghasilkan cahaya kuning dengan panjang gelombang 589 nm. Jika lampu dinyalakan selama 5 menit, maka banyaknya foton yang dipancarkan adalah. a. 88,8 x buah d. 43,6 x buah b. 81,2 x buah e. 14,8 x buah c. 78,5 x buah 12. Frekuensi cahaya tampak 6 x Hz, h = 6,625 x Js, maka besar energi fotonnya adalah. a. 1,975 x Joule d. 4,975 x Joule b. 2,975 x Joule e. 5,975 x Joule c. 3,975 x Joule 13. Energi foton yang terkandung di dalam sinar ultraviolet dengan panjang gelombang Angstrom, h = 6,6 x Js dan C = 3 x 10 8 m/s adalah a. 2 x Joule d. 6 x Joule b. 3 x Joule e. 6,6 x Joule c. 3,3 x Joule 14.Jika sebuah pemancar radio berdaya 1000 Watt memancarkan foton tiap sekonnya sebanyak 5 x buah, maka energi satu fotonnya adalah... Joule a. 2 x d. 2 x b. 5 x e. 5 x c. 2 x Permukaan logam tertentu mempunyai fungsi kerja W Joule. Bila konstanta Planck h joule.sekon, maka energi maksimum foto elektron yang dihasilkan oleh cahaya ber frekuensi v Hz adalah ( dalam Joule )... a. W + hv d. hv/w b. W/(hv) e. hv W c. W hv 16. Pernyataan tentang foto listrik : 1. tidak ada elektron yang keluar dari logam, jika f > fo 2. elektron akankeluar dari logam,jika f > fo 3. elektron akan keluar dari logam,jika λ > λo 4. energi kinetik elektron semakin besar jika panjang gelombang cahaya semakin kecil. Pernyataan yang benar adalah... a. 1, 2, dan 3 d. 4 saja b. 1, dan 3 e. 1, 2, 3, dan 4 c. 2, dan 4

11 17. Sebuah logam mempunyai fungsi kerja 4 x10 19 Joule, jika logam itu mendapat sinar dengan frekuensi Hz, elektron terlepas dari logam dengan energi kinetik sebesar... a. 1,5 x Joule d. 3,2 x Joule b. 2,6 x Joule e. 3,8 x Joule c. 2,9 x Joule 18. Sebuah logam mempunyai frekuensi ambang 2 x Hz, jika logam dikenai cahaya berfrekuensi 5 x Hz dan h = 6,6 x Js, maka elektron terlepas dari permukaan logam dengan kecepatan... a. 1,05 x 10 6 m/s d. 12,26 x 10 6 m/s b. 1,48 x 10 6 m/s e. 19,8 x 10 6 m/s c. 2,09 x 10 6 m/s 19. Berkas sinar X dengan panjang gelombang 2 Angstrom menumbuk elektron sehingga sinar X terhambur dengan sudut 60 o. Maka panjang gelombang sinar X yang terhambur adalah a. 2,012 Angstrom d. 7,2 Angstrom b. 2,12 Angstrom e. 8 Angstrom c. 3,12 Angstrom 20. Menurut de Broglie, elekron yang bergerak dengan kecepatan km/jam mempunyai panjang gelombang. a. 12 nm d. 32 nm b. 21 nm e. 36 nm c. 25 nm Kunci Jawaban : 1. B 6. D 11. A 16. C 2. C 7. B 12. C 17. B 3. E 8. C 13. D 18. C 4. C 9. B 14. C 19. A 5. C 10. D 15. E 20. E Petunjuk Penilaian : Setiap soal menjawab benar Skor : 5 Skor total Seluruhnya / Nilai : 100 Mengetahui Kepala Sekolah SMA.N.1 Cianjur Cianjur, Januari 2011 Guru Mata Pelajaran Drs. H. Gun Gun Guswandi, M.Pd Drs. Tono Hartono NIP NIP

12 KISI-KISI SOAL UJI KOMPETENSI : BAB. 8 RADIASI KALOR Mata Pelajaran : FISIKA Waktu : 2 x 45 menit Kelas/Semester : XII / 2 Standar Kompetensi : 3. Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan menerapkan batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma fisika modern No Kompetensi Dasar Bahan kelas / Smt Materi Indikator Soal Bentuk Tes No Soal

13 No Kompetensi Dasar Bahan kelas / Smt Materi Indikator Soal Bentuk Tes No Soal

14 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Mata Pelajaran : FISIKA Kelas / Semester : XII / 2 Bab : 9. Fisika Atom Topik : 9.1. Teori Atom/Model Atom 9.2. Tingkat Energi 9.3. Bilangan Kuantum Alokasi waktu : 6 x 45 Menit I. Standar Kompetensi : Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma fisika modern. II. Kompetensi Dasar : Mendeskripsikan perkembangan teori atom III. Indikator : - Memformulasikan model atom Dalton, Thomson, Rutherford dan Niels Bohr - Menghitung tingkat energi elektron yang dimiliki pada setiap lintasan - Menghitung perubahan energi yang mengalami eksitasi - Menghitung panjang gelombang terbesar dan terkecil pada deret Lyman, Balmer, Paschen, Brackett, dan Pfund - Menghitung besar momentum sudut orbital elektron pada bilangan kuantum n tertentu. IV. Tujuan Hasil Pembelajaran : Setelah selesai pembelajaran diharapkan siswa mampu : - Menyebutkan ciri-ciri teori atom menurut Dalton - Menyimpulkan hasil percobaan hamburan oleh Rutherford - Menentukan besarnya momentum anguler pada suatu lintasan menurut Bohr - Menghitung panjang gelombang foton yang dipancarkan ketika berpindah lintasan satu ke lintasan lainnya. - Menentukan jari-jari lintasan elektron pada kulit yang ke n - Menghitung besar energi elektron di suatu lintasan tertentu V. Materi Pokok ( Materi Pembelajaran ) - Model Atom ( Dalton, Thomson, Rutherford, dan Bohr ) - Tingkat Energi elektron - Atom berelektron banyak VI. Metode Pembelajaran : a. Pendekatan dan Strategi Pembelajaran : Informasi / Diskusi / Tanya Jawab b. Langkah-langkah Pembelajaran : Pertemuan K e g i a t a n ke 1 - Kegiatan Awal : a) Apersepsi : Sebutkan jenis partikel. Jelaskan. Perbedaan antara molekul, dan senyawa b) Motivasi c) Penyampaian Indikator Pencapaian - Kegiatan Inti : a. Siswa diperlihatkan tentang model atom melalui media pembelajaran ( CD tentang atom ) Siswa diminta: untuk mendiskusikan tentang model atom yang dikemukakan oleh : Dalton, JJ Thomson, Rutherford dan Niels Bohr. Waktu ( Menit ) 10 65

15 b. Siswa diberi penjelasan tentang Model Atom Bohr secara fisis : kecepatan, energi yang dimiliki electrón pada masingmasing lintasan, jari-jari lintasan. c. Siswa diberi contoh-contoh soal d. Siswa diberi latihan soal untuk dikerjakan - Kegiatan akhir ( Penutup ): Menyimpulkan dan memberi penekanan tentang atom secara fisik Siswa diberi tugas latihan. 2 - Kegiatan Awal : a). Apersepsi : Apa bedanya antara Radar dan Laser Ditanyakan tentang banyaknya elektron yang berada pada masing-masing kulit. Apa yang dimaksud dengan elektrovalensi. b) Motivasi : c) Penyampaian Indikator Pencapaian. - Kegiatan Inti : a). Siswa di informasikan tentang cara kerja Sinar Laser, serta kegunaannya. b). Melalui pertanyaan : Sebutkan, 4 jenis bilangan kuantum, dan apa kegunaannya. c). Siswa diberi contoh soal tentang menentukan energi elektron pada masing-masing kulit, dan menentukan momentum sudut elektron. d). Siswa diberi penjelasan tentang Spektrum Emisi dan Absorpsi. serta energi ionisasi Kegiatan Akhir ( Penutup ) : Menyimpulkkan tentang Laser, Bilangan kuantum Siawa dapat memberikan contoh-contoh kegunaan sinar Laser dalam kehidupa sehari-hari. 15 VII. Sumber Belajar : a. Sumber : Buku Fisika Kelas XII ( Penerbit Erlangga : Bob Foster ) b. Alat dan Bahan : - Media Pembelajaran ( CD ) VIII. Penilaian : a. Observasi / Sikap dan psikomotor b. Penilaian kognitif : Bentuk Soal : Pilihan Ganda

16 EVALUASI : Fisika Atom Waktu : 2 x 45 menit I. PILIHAN GANDA 1. Pernyataan berikut ini yang merupakan teori atom menurut Dalton adalah. a. bagian terkecil dari suatu atom adalah elektron b. elektron dari suatu unsur sama dengan elektron unsur lain. c. sebagian besar massa atom terkumpul pada intinya d. atom dari suatu unsur tidak dapat bergabung dengan atom unsur lain e. atom dari unsur unsur yang sama mempunyai sifat sama pula. 2. Salah satu pernyataan dalam teori atom menurut pendapat Rutherford adalah a. atom terdiri atas inti bermuatan positif dan electron bermuatan negative yang bergerak mengelilingi inti. b. hampir seluruh massa atom tersebar ke seluruh bagian. c. pada reaksi kimia inti atom mengalami perubahan. d. pada reaksi kimia elektron lintasan terluar saling mempengaruhi. e. inti atom merupakan elektron bermuatan positif 3. Kesimpulan dari percobaan hamburan oleh Rutherford adalah... a. atom merupakan bagian terkecil dari suatu benda b. elektron adalah bagian atom yang bermuatan listrik negatif c. massa atom tersebar merata dalam atom d. electron mengelilingi intinya pada lintasan pertama e. massa atom terpusat pada satu tempat kecil yang disebut inti. 4. Pernyataan berikut yang menunjukan model atom Rutherford adalah... a. lintasan electron merupakan kelipatan bilangan bulat panjang gelombang b. pada reaksi kimia, elektron lintasan terluar saling mempengaruhi c. pada reaksi kimia, inti mengalami perubahan menjadi energi d. elektron bergerak mengelilingi inti dengan momentum sudut konstan e. massa atom berkumpul pada sebuah titik di tengah-tengah atom dan bermuatan listrik positif. 5. Besar gaya sentripetal yang bekerja pada elektron mengelilingi atom hydrogen sebanding dengan a. kuadrat muatan elektron b. jarak lintasan c. muatan elektron d. kuadrat jari-jari lintasan e. jari-jari lintasan elektron 6. Konsep model atom Bohr dan model atom Rutherford berbeda dalam menjelaskan... a. inti dan elektron sebagai bagian atom b. jenis muatan listrik dalam atom c. massa atom yang terpusat di inti d. energi elektron yang beredar mengelilingi inti e. pancaran gelombang elektromagnetik 7. Menurut atom Bohr, elektron bergerak mengelilingi inti hanya pada lintasan tertentu. Besarnya momentum anguler pada lintasan itu adalah a. berbanding terbalik dengan tetapan Planck b. berbanding lurus dengan tetapan Planck c. berbanding lurus dengan tetapan Rydberg d. berbanding terbalik dengan tetapan Rydberg e. berbanding terbalik dengan momentum linear

17 8. Salah satu postulat Bohr dalam model atomnya adalah a. elektron pada lintasan stasionernya memancarkan energi b. elektron yang berpindah dari lintasan dengan energi tinggi ke lintasan dengan energi yang lebih rendah akan memancarkan foton c. elektron pada lintasan staionernya menyerap energi d. elektron mengelilingi inti pada lintasa tertentu dan memiliki momentum linear e. elektron pada lintasan dengan energi paling rendah tidak tereksitasi 9. Bila elektron atom hidrogen berpindah dari lintasan n = 3 ke lintasan n = 2, maka akan dipancarkan foton, jika R = 1,097 x 10 7 m 1. Maka panjang gelombang foton yang dipancarkannya adalah... a. 6,6 x 10 6 m d. 6,6 x 10 9 m b. 6,6 x 10 7 m e. 6,6 x m c. 6,6 x 10 8 m 10. Bila elektron berpindah lintasan dari kulit N ke kulit K pada atom hidrogen, Jika R = tetapan Rydberg, maka panjang gelombang yang terjadi adalah.... a. 8 d. 9 9R 17 R b. 9 e. 16 8R 15R c. 17 9R 11. Spektrum deret Lyman terjadi apabila transisi elektron dari... a. n = 2 ke n = 3 d. n = 1 ke n = 2 b. n = 2 ke n = 1 e. n = 4 ke n = 3 c. n = 5 ke n = Perpindahan elektron dengan bilangan kuantum n = 2 berasal dari lintasan yang lebih besar disebut deret... a. Lyman d. Bracket b. Balmer e. Pfund c. Paschen 13. Pada deret Paschen nilai na dan nb adalah... a. na = 1, nb = 2, 3, 4,... b. na = 2, nb = 3, 4, 5,... c. na = 3, nb = 4, 5, 6,... d. na = 4, nb = 5, 6, 7,... e. na = 5, nb = 6, 7, 8, Menurut Bohr, elektron yang berada pada lintasan n = 3 mempunyai jari-jari lintasan... a. 3,52 Angstrom d. 5,83 Angstrom b. 4,76 Angstrom e. 6,12 Angstrom c. 5,05 Angstrom 15. Energi yang dimiliki elektron pada lintasan n = 5 adalah a. 0,29 ev d. 0,85 ev b. 0,42 ev e. 2,72 ev c. 0,54 ev 16. Besar momentum sudut orbital elektron pada keadaan n = 4, maksimum adalah a. 2 ћ d. 2 3 ћ b. 3 ћ e. 2 5 ћ c. 5 ћ

18 17. Untuk bilangan kuantum orbital l = 2 nilai bilangan kuantum magnetik ms yang mungkin adalah. a. nol d. -2, -1, 0, +1, +2 b. -1, 0, +1 e. -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 c. -2, 0, Semua elektron yang terdapat pada sub kulit p dari suatu atom mempunyai bilangan kuantum a. n = 1 d. l = 2 b. l = 1 e. l = 3 c. n = Bilangan kuantum spin menyetakan... a. perputaran elektron pada lintasannya b. kecepatan sudut elektron c. pengaruh gaya tarik elektron dengan intinya d. perputaran electron pada porosnya e. nomor sub kulit atom 20. Perbandingan antara panjang gelombang garis pertama deret Lyman dan panjang gelombang garis kedua deret Balmer pada spektrum atom hidrogen adalah... a. 1 : 1 d. 1 : 4 b. 1 : 2 e. 4 : 1 c. 2 : 1 KUNCI JAWABAN : 1. E 6. D 11. B 16. D 2. A 7. B 12. B 17. D 3. C 8. B 13. C 18. B 4. E 9. B 14. B 19. D 5. A 10. E 15. C 20. D Petunjuk Penilaian : Setiap jawaban yang benar diberi Skor : 5 Nilai Maksimum : 100 Cianjur, Februari 2011 Mengetahui Kepala Sekolah SMA.N.1 Cianjur Guru Mata Pelajaran Drs. H. Gun Gun Guswandi, M.Pd Drs. Tono Hartono NIP NIP

19 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Mata Pelajaran : FISIKA Kelas / Semester : XII / 2 Bab : 10. Relativitas Topik : 9.1. Teori Relativitas Khusus 9.2. Relativitas waktu, panjang dan massa 9.3. Kesetaraan massa dan energi Alokasi waktu : 6 x 45 Menit I. Standar Kompetensi : Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma fisika modern. II. Kompetensi Dasar : Memformulasikan teori Relativitas khusus, panjang, waktu dan massa serta kesetaraan massa dengan energi yang diterapkan dalam teknologi. III. Indikator : - Memformulasikan relativitas khusus untuk massa, panjang dan waktu. - Menganalisis relativitas panjang, waktu, dan massa, energi, dan momentum - Mendeskripsikan penerapan kesetaraan massa dan energi pada teknologi nuklir IV. Tujuan Hasil Pembelajaran : Setelah selesai pembelajaran diharapkan siswa mampu : - Menentukan kecepatan relatif bagi dua benda yang bergerak mendekat, menjauhi atau searah - Menentukan panjang suatu benda yang bergerak, menurut pengamat yang diam - Menentukan waktu yang bergerak, menurut pengamat yang diam/bergerak - Menentukan massa yang bergerak, menurut pengamat yang diam - Menentukan Energi benda yang diam atau bergerak - Menentukan Energi kinetik dan momentum dari benda yang bergerak V. Materi Pokok ( Materi Pembelajaran ) - Relativitas khusus - Relativitas panjang, waktu dan massa - Kesetaraan massa dan energi - Energi Kinetik dan Momentum benda yang bergerak VI. Metode Pembelajaran : a. Pendekatan dan Strategi Pembelajaran : Informasi / Diskusi / Tanya Jawab b. Langkah-langkah Pembelajaran : Pertemuan K e g i a t a n ke 1 - Kegiatan Awal : a) Apersepsi : Apa yang dimaksud dengan relatif dan apa perbedaan antara Relativitas Newton dan Relativitas Einstein b) Motivasi c) Penyampaian Indikator Pencapaian - Kegiatan Inti : a. Siswa diberi penjelasan tentang perbedaan antara relativitas Newton dan Einstein. Siswa diberi penjelasan melalui gambar tentang relativitas kecepatan yang ditinjau melalui pengamat yang berbeda b. Siswa diberikan gambaran tentang bagaimana suatu benda yang memiliki panjang kemudian benda tersebut bergerak. Bagaimana panjang benda tersebut menurut pengamat yang Waktu ( Menit ) 10 65

20 diam dan bagaimana menurut pengamat yang bergerak. Demikian juga untuk massa benda, bagaimana pengamatan Massa benda menurut pengamat yang diam dan bergerak c. Siswa diberi penjelasan tentang kesetaraan antara massa dan energi. - Siswa diberi contoh-contoh soal aplikasi dari relativitas Panjang, waktu, massa, Energi kinetik dan momentum - Kegiatan akhir ( Penutup ): Menyimpulkan dan memberi penekanan tentang relativitas khu sus, panjang, waktu, massa, energi kinetik dan momentum fisik Siswa diberi tugas latihan. VII. Sumber Belajar : a. Sumber : Buku Fisika Kelas XII ( Penerbit Erlangga : Bob Foster ) b. Alat dan Bahan : - Media Pembelajaran ( CD ) 15 VIII. Penilaian : a. Observasi / Sikap dan psikomotor b. Penilaian kognitif : Bentuk Soal : - Pilihan Ganda ( Terlampir ) - Uraian Cianjur, Februari 2010 Mengetahui Kepala Sekolah SMA.N.1 Cianjur Guru Mata Pelajaran Drs. H. Gun Gun Guswandi, M.Pd Drs. Tono Hartono NIP NIP

21 Evaluasi : BAB.10 : RELATIVITAS Waktu : 2 x 45 Menit I. SOAL PILIHAN GANDA 1. Salah satu postulat relativitas Einstein adalah a. selang waktu pengamat yang diam dan selang waktu pengamat yang bergerak tidak sama b. panjang benda di saat diam dan panjang benda disaat bergerak tidak sama c. kecepatan cahaya dalam ruang hampa ( vakum ), sama untuk semua pengamat baik diam maupun bergerak. d. semua gerakan benda di atas permukaan bumi mempunyai kecepatan mutlak e. massa benda di saat diam dan benda di saat bergerak tidak sama 2. Menurut relativitas Einstein, benda bergerak jika diamati pengamat diam : 1. panjang bertambah 3. massa berkurang 2. panjang berkurang 4. massa bertambah Pernyataan yang benar adalah. a. 1, 2, dan 3 d. 4 saja b. 1, dan 3 e. 1, 2, 3, dan 4 c. 2, dan 4 3. Dua pesawat A dan B masing-masing bergerak beriringan menjauhi bumi dengan kecepatan VA = 0,5 c terhadap bumi dan VB = 0,4 c terhadap pesawat A, Maka kecepatan pesawat B relatif terhadap pengamat yang ada di bumi adalah. a. 0,1 c d. 0,75 c b. 0,4 c e. 0,9 c c. 0,58 c 4. Sebuah pesawat bergerak dengan kecepatan 0,6 c meninggalkan bumi, dari pesawat ditembakkan peluru dengan kecepatan 0,4 c searah dengan pesawat. Maka kecepatan peluru terhadap orang yang ada di bumi adalah a. c d. 0,5 c b. 0,8 c e. 0,2 c c. 0,6 c 5. Sebuah pesawat bergerak dengan kecepatan 0,6 c.kemudian pesawat itu meluncurkan roket dengan kecepatan 0,8 c searah gerak pesawat. Menurut orang di bumi, kecepatan roket terhadap pengamat di bumi menurut teori Newton dan Einstein masing-masing adalah a. 0,2 c dan 0,95 c d. 1,4 c dan 1,48 c b. 0,2 c dan 14 c e. 1,4 c dan 0,95 c c. 1,4 c dan 1,4 c 6. Panjang pesawat ruang angkasa dalam keadaan diam 50 meter, kemudian pesawat itu terbang menjauhi pengamat dengan kecepatan 0,8 c. Maka panjang pesawat menurut pengamat yang diam adalah... a. 30 m d. 100 m b. 40 m e. 200 m c. 50 m 7. Jarak dua buah kota 100 km. Seorang astronot yang sedang membawa pesawat melihat panjang dua kota itu adalah 80 km. Maka kecepatan pesawat yang dibawa astronot itu adalah... a. 0,9 c d. 0,6 c b. 0,8 c e. 0,5 c c. 0,7 c 8. Menurut seorang pilot yang sedang mengendarai pesawat dengan kecepatan 0,75 c ternyata melihat panjang sebuah sungai 600 km. Berapa panjang sungai sebenarnya. a. 600 km d. 985 km b. 750 km e km c. 909 km

22 9. Pada saat bergerak panjang sebuah pesawat menjadi ½ dari panjang pesawat itu dalam keadaan diam. Jika c = kecepatan cahaya maka kecepatan pesawat itu relatif terhadap pengamat yang diam adalah a. ½ c d. ¾ c b. ½ 2 c e. 4/3 c c. ½ 3 c 10. Panjang sebuah benda dalam keadaan diam adalah 5 m, maka penyusutan benda pada saat bergerak dengan kecepatan 0,8 c adalah a. 5 m d. 2 m b. 4 m e. 1 m c. 3 m 11. Berapakah kecepatan sebuah benda agar panjang benda 60 % dari panjang semula? a. 0,5 c d. 0,8 c b. 0,6 c e. 0,9 c c. 0,7 c 12. Dua buah jam dicocokan dibumi tepat pukul Pada saat itu pula salah satu jam dibawa terbang seorang astronot dengan membawa pesawat dengan kecepatan 0,6 c. Jika astronot itu menyebutkan pukul Maka jam di bumi akan menunjukan pukul... a d b e c Sebuah pesawat ruang angkasa yang panjangnya 6 meter bergerak dengan kecepatan 2,7 x 10 8 m/s. Maka panjang pesawat menurut pengamat yang diam di bumi adalah. a. 1,9 m d. 8 m b. 2,6 m e. 19 m c. 4 m 14. Perbandingan dilatasi waktu untuk system yang bergerak pada kecepatan 0,8 c ( c = kecepatan cahaya ) dengan system yang bergerak dengan kecepatan 0,6 c adalah a. 3 : 4 d. 9 : 16 b. 4 : 3 e. 16 : 9 c. 9 : Bila kecepatan partikel 0,6 c, maka perbandingan massa relativitas partikel itu terhadap massa diamnya adalah. a. 5 : 3 d. 25 : 4 b. 25 : 9 e. 8 : 5 c. 5 : Suatu benda mempunyai massa tertentu dan memiliki energi diam Eo. Jika benda itu bergerak dengan kecepatan 0,6 kali kecepatan cahaya. maka energi kinetik yang dimiliki benda adalah... a. 0,15 Eo d. 0,4 Eo b. 0,2 Eo e. 0,5 Eo c. 0,25 Eo 17. Berapakah kecepatan gerak sebuah benda, agar massa bendanya menjadi 4 kali massa diam. a. 0,75 c d. 0,94 c b. 0,82 c e. 0,99 c c. 0,87 c

23 18. Sebuah benda mempunyai massa 2 gram, jika benda itu bergerak dengan kecepatan 0,6 c. Maka energi kinetik yang dimiliki benda adalah... ( c = 3 x 10 8 m/s ) a. 2,25 x Joule d. 4,5 x Joule b. 3,25 x Joule e. 5,0 x Joule c. 4,0 x Joule 19. Umur unsur radioaktif dalam keadaan diam dapat mencapai 30 menit, tetapi jika bergerak umurnya menjadi 2 jam. Maka kecepatan unsur itu pada saat bergerak adalah... a. 0,8 c d. 0,99 c b. 0,85 c e. c c. 0,97 c 20. Agar energi kinetik benda bernilai 25 % energi diamnya dan c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa. Maka benda tersebut harus bergerak dengan kecepatan a. ¼ c d. ¾ c b. ½ c e. 4/5 c c. 3/5 c II. SOAL ESAI : 1. Sebuah pesawat bergerak meninggalkan bumi dengan kecepatan 0,5 c, kemudian pesawat itu melepaskan peluru dengan kecepatan 0,3 c searah gerakan pesawat. Hitung kecepatan peluru menurut pengamat yang ada di bumi dengan teori Newton dan Einstein 2. Sebuah sungai ketika dilihat dari pesawat ruang angkasa yang bergerak dengan kecepatan 0,6 c panjangnya 400 km. Berapakah panjang sungai sebenarnya? 3. Suatu batang panjangnya 1 meter, jika batang tersebut diukur oleh seorang pengamat yang bergerak, ternyata panjangnya hanya 50 cm. Berapakah kecepatan pengamat ketika bergerak? 4. Sepasang suami istri berumur masing-masing 28 tahun dan 22 tahun. Sang suami mendapat tugas ke suatu bintang yang jauhnya 6 tahun cahaya dengan kecepatan 0,9 c, sampai disana kembali lagi ke bumi. Berapa perbedaan umur keduanya ketika ketemu kembali? 5. Hitung energi diam dari proton ( massa proton diam = 1,67 x kg )? 6. Hitung energi kinetik elektron yang bergerak dengan kecepatan 0,9 c ( massa elektron dalam keadaan diam : 9,1 x kg ) 7. Berapakah kecepatan partikel yang energi kinetiknya 4 kali energi diamnya? 8. Berapa massa proton yang mempunyai energi kinetik 100 MeV ( Mega elektron Volt ) jika massa proton dalam keadaan diam mp = 1,67 x kg? 9. Berapakah kecepatan partikel yang massanya dua kali massa diamnya? 10. Berapa kecepatan elektron yang mempunyai energi kinetik 100 MeV? dan berapa besar momentumnya?

24 LEMBAR PENGESAHAN KELENGKAPAN ADMINISTRASI KEGIATAN BELAJAR MENGAJAR MATA PELAJARAN : FISIKA KELAS : XII TAHUN PELAJARAN Mengetahui Kepala Sekolah SMA.N.1 Cianjur Guru Mata Pelajaran Drs. H. Gun Gun Guswandi, M.Pd Drs. Tono Hartono NIP NIP SMA NEGERI 1 CIANJUR JALAN PANGERAN HIDAYATULLAH 62 CIANJUR 2010