FISIKA DASAR

Oleh Wayan Suparta, PhD

Prodi Informatika

Pertemuan 11: IFA 103 (2 SKS)

Universitas Pembangunan Jaya

(Optika dan Gelombang)

Optika dan Gelombang

Sub Pokok Bahasan:

1. Optika (Geometri dan Fisis)

2. Gelombang

Capaian Pembelajaran: • Mampu memahami dan menerapkan konsep dan prinsip dasar

optika untuk memecahkan masalah sederhana dalam gejala

gelombang serta menerapkannya pada konsep optik dalam dunia

komunikasi.

1. Optika Geometris

• Optika Geometris, atau optika sinar, menjelaskan perambatan cahaya dalam bentuk berkas-berkas sinar. Berkas sinar dibengkokkan/dibelokkan pada antarmuka dua medium yang berbeda.

• Berkas sinar dalam optika geometris adalah obkjek abstrak atau instrumen yang tegak lurus terhadap muka gelombang dari gelombang optik sesungguhnya.

• Optika geometris memberikan aturan/hukum perambatan berkas sinar ini yang intinya menunjukkan bagaimana muka gelombang sesungguhnya tersebut merambat.

Cermin

Lensa

Prisma

2. Optika Fisis • Optika fisis atau optika gelombang dibangun atas dasar

prinsip Huygen dan model-model perambatan muka gelombang yang kompleks melalui sistem optik, yang meliputi amplitudo dan fase gelombang.

• Prinsip dan model tersebut biasanya diaplikasikan secara numerik pada pemrograman komputer, sehingga dapat menghitung difraksi, interferensi, polarisasi.

3. Optika Modern • Optika Modern meliputi wilayah optical science dan optical

engineering yang biasanya berhubungan dengan sifat-sifat

elektromagnetik atau kuantum.

• Topik dalam Optika Modern: Laser, serat optik, Holografi, dll.

4. Fiber Optic

• Kecepatan

Jaringan – jaringan fiber optic beroperasi pada kecepatan tinggi.

• Bandwidth

Fiber optic mampu membawa paket – paket dengan kapasitas besar.

• Distance

Sinyal – sinyal dapat ditransmisikan lebih jauh tanpa memerlukan perlakuan “refresh”.

• Resistance

Daya tahan kuat terhadap impas elektronmagnetik yang dihasilkan perangkat – perangkat elektronik seperti radio, motor listrik, atau bahkan kabel – kabel transmisi lain di sekelilingnya.

Tiga jenis konektor yang umum digunakan untuk media fiber optik adalah SC, ST, dan MTRJ. Untuk informasi lebih lengkap

• Jaket insulasi luar terbuat dari Teflon atau PVC • Kevlar fiber berfungsi untuk menguatkan kabel

dan mengamankan dari kepatahan • Pelindung plastik digunakan untuk memberi

bantalan pada pusat fiber • Pusat (inti) terbuat dari fiber glass atau plastik.

Perbandingan UTP, STP, Coaxial, dan Fiber Optik

Ethernet Standard

Fast Ethernet Standard

Gigabit Ethernet Standard

Infra Red • Infra merah merupakan salah satu jenis gelombang elektromagnetik yang

berbentuk cahaya.

• Implementasi Infra merah untuk keperluan komunikasi antara lain,

1. Komunikasi data nirkabel jarak dekat menggunakan IrDA (Infrared Data Association)

2. Free space optical communication, yakni telekomunikasi antar 2 titik menggunakan sinar laser

Radio Wave • Gelombang radio merupakan bagian dari spektrum gelombang

elektromagnetik .

• Implementasi gelombang radio untuk keperluan komunikasi antara lain: kmunikasi radio, komunikasi satelit, bluetooth, dan WiFi

• Microwave merupakan bagian dari spektrum gelombang radio.

• Bluetooth adalah protokol komunikasi wireless yang dapat digunakan untuk pertukaran data dalam area yang terbatas.

• Wireless network yang dibentuk oleh Bluetooth masuk ke dalam kategori WPAN.

• Bluetooth menggunakan gelombang radio untuk mentransmisikan data dengan membagi data menjadi beberapa bagian dan mengirimkannya dalam beberapa kanal frekuensi yang berbeda.

• Bluetooth digunakan pada peripheral PC, seperti mouse, keyboard, dan perangkat mobile, seperti ponsel, dan PDA.

• WiFi adalah standar untuk WLAN yang dibuat oleh WiFi Alliance berdasarkan IEEE 802.11.

• Tujuan WiFi adalah memungkinkan komunikasi yang terjalin dengan baik pada berbagai perangkat wireless dari beragam pabrik pembuatnya.

• Jadi, buatan manapun perangkat wireless tersebut dapat saling berkomunikasi dengan baik selama mengikuti tata cara yang telah distandarkan oleh WiFi.

• WiFi diimplementasikan pada PC, Laptop, dan berbagai perangkat mobile lainnya.

HotSpot

HotSpot adalah cakupan area satu atau lebih access point dimana seorang pengguna perangkat mobile dapat terhubung ke wireless network dan Internet melalui access point tersebut. Klasifikasi HotSpot Free HotSpot: HotSpot bebas atau gratis. Commercial HotSpot: HotSpot komersial untuk terkoneksi ke Internet

dikenai tarif.

LATIHAN 11 1. Benda 2,5 kg tergantung pada pegas dengan k = 600 N/m. Benda berosilasi

dengan amplitudo 3 cm. Bila benda berada pada simpangan arah bawah

maksimumnya. Cari energi potensial sistem.

2. Benda 4 kg digantung pada sebuah pegas dengan k = 400 N/m.

a. Cari regangan pegas ketika dalam keadaan setimbang.

b. Carilah energi potensial total termasuk energi potensial gravitasi, ketika pegas diregangkan 12 cm. (Asumsikan energi potensial gravitasi nol saat setimbang)

3. Bila massa m digantungkan pada sebuah pegas sehingga memanjang 10 cm.

Berapakah frekuensi getaran pegas jika pegas ditarik dan dilepaskan?

4. Sebuah benda bermassa 2 kg dihubungkan ke sebuah pegas berkonstanta k =

40 N/m. Benda bergerak dengan laju 25 cm/s saat berada pada posisi

setimbang. Berapakah

a. energi total benda,

b. frekuensi gerak, dan

c. amplitudo gerak