BAB III ANIMASI DENGAN 3DS-MAX 9 MACROMEDIA FLASH 8
Dalam pembelajaran Fisika di SMU, Fisika Modern merupakan salah satu bab yang sangat jarang bahkan bisa dikatakan hampir tidak pernah dilakukan percobaan. Salah satu penyebabnya adalah keterbatasan alat yang dimiliki. Harga yang cukup mahal dan fasilitas sekolah yang kurang memadai menjadi salah satu alasan tidak tersedianya alat percobaan bab Fisika Modern.
Alat yang dibuat ini cukup sederhana dan murah, untuk membuatnya diperlukan dana tidak lebih dari 1 juta rupiah (harga pada Februari 2009). Kendala lain dalam pelaksanaan pembelajaran fisika modern ini adalah visualisasi yang belum tentu selalu dapat ditampilkan dalam suatu perobaan. Contohnya ketika melakukan percobaan efek fotolistrik, kita ini memperlihatkan bagaimana sebuah elektron menyerap energi dari partikel cahaya dan kemudian dengan energi ‘baru’nya itu elektron dapat melepaskan diri dari atom. Dalam praktikum tentunya hal ini sangat sulit untuk divisualisasikan karena kenyataannya dalam percobaaan kita hanya mengukur besar arus yang muncul dari katoda tabung vakum setelah diberi cahaya. Untuk memberikan kesan yang lebih visual, maka alat percobaan efek fotolistrik yang dibuat ini akan disertai sebuah CD yang berisi animasi sederhana dari kejadian efek fotolistrik. Animasi yang dibuat menggunakan program 3D Studio Max 9 yang kemudia diramu menggunakan Macromedia Flash 8 sehingga menjadi suatu kesatuan yang utuh.
Tidak hanya animasi yang akan disertakan dalam CD ini, tetapi juga Teori-teori dasar serta simulasi pengolahan data praktikum sampai cara mengambil kesimpulan dalam praktikum yang akan dilakukan. Berikut ini adalah beberapa display yang muncul dalam CD tersebut.
1. Halaman Depan
Gambar III.1 Halaman Depan Pada layar pertama ini ditampilkan hal yang besangkutan dengan identitas pembuatan CD pembelajaran Efek Fotolistrik HALAMAN DEPAN
diantaranya Judul, Nama Mahasiswa, Institusi dan tahun pembuatan.
2. Layar Menu Utama
Gambar III.2 Menu Utama Menu utama merupakan daftar materi yang disajikan dalam CD pembelajaran ini. Layar ini akan ditampilkan pada setiap halaman untuk mempermudah pamakai dalam mencari materi yang mereka butuhkan. Selain itu, dengan ditampilkannya menu utama pada setiap halaman, maka pembaca akan lebih mudah memahami sistematika isi dari CD pembelajaran ini.
Menu yang ditampilkan dihalaman depan
3. Sejarah Efek Fotolistrik
Materi 1 Sejarah Efek Fotolistrik
Gambar III.3 Halaman Sejarah Efek Fotolistrik
Materi mengenai sejarah efek fotolistrik ini merupakan materi pertama dari CD pembelajaran Efek Fotolistrik. Pada bagian ini selain mengenai tokoh-tokoh yang berperan dalam teori Efek Fotolistrik, diuraikan juga secara singkat mengenai proses penemuan gejala sifat partikel pada cahaya dan fenomena-fenomena alam yang muncul yang tidak dapat dijelaskan dengan teori fisika yang berkembang pada zaman tersebut. Yang dikenal sekarang dengan Fisika Klasik. Dengan adanya uraian ini, diharapkan pembaca dapat terstimulus untuk memahami bahwa gelombang elektromagnetik, dari sudut pandang Fisika Modern dapat dipandang sebagai paket energi yang kita kenal sebagai foton.
4. Peristiwa Efek Fotolistrik
Penjelasan mengenai proses terjadinya efek fotolistrik
Gambar III.4 Peristiwa Efek Fotolistrik
Halaman ini menjelaskan secara rinci peristiwa terjadinya efek fotolistrik baik secara uraian, animasi, penurunan rumus matematis grafik dan lain-lain. Bagian ini akan memberikan gambaran yang sedikit bersifat abstrak bagi siswa SMA karena apa yang diuraikan tidak terlalu banyak berupa visualisasi. Tetapi dengan begitu, hal ini diharapkan dapat memunculkan keingintahuan siswa dalam memahami fenomena alam yang indah ini.
5.Animasi Efek Fotolistrik dalam sebuah atom
Proses Efek Fotolistrik pada sebuah atom
Gambar III.5 Efek Fotolistrik pada Sebuah Atom
Animasi pertama ini menjelaskan secara visual, bagaimana proses suatu gelombang elektromagetik berinteraksi dengan partikel elektron. Proses penyerapan energi foton ditampilkan dengan perubahan warna pada elektron yang lebih terlihat bercahaya ketika mendapat energi tambahan dari foton. Tetapi kita tahu bahwa visualisasi ini hanyalah sebuah animasi yang bertujuan untuk mempermudah siswa dalam memahami proses interaksi cahaya sebagai foton dengan partikel elektron.
6. Efek Fotolistrik untuk beberapa nilai panjang gelombang pada permukaan logam
Keceparan elektron untuk lamda yang berbeda
Gambar III.6 Perbandingan Kecepatan Elektron untuk Panjang Gelombang Cahaya yang Berbeda-beda
Untuk perbedaan panjang gelombang cahaya yang menumbuk sebuah elektron, maka akan menghasilkan energi kinetik elektron yang berbeda pula. Semakin pendek panjang gelombang maka energi foton yang diserap elektron akan semakin besar, sehingga elektron akan mendapat energi kinetik yang lebih besar pula. Dalam animasi ini, hal tersebut ditunjukan oleh perbandingan lintasan elektron yang berbeda untuk jangka waktu yang sama. Urutan elektron yang ditumbuk oleh cahaya merah, kuning, hijau dan biru, merupakan urutan gerak elektron dari yang paling lambat sampai pada yang paling cepat.
7. Animasi percobaan efek fotolistrik untuk beberapa warna Pada bagian ini ditampilkan animasi percobaan efek fotolistrik menggunakan rancangan alat praktikum yang dibuat dalam Tugas Akhir ini. Animasi menceritakan proses ketika berkas cahaya dari LED mengenai sebuah logam emiter (katoda) hingga elektron lepas dari permukaannya. Kemudian elektron tersebut ditangkap oleh sebuah logam lain berbentuk batang yang kita sebut dengan logam anoda. Hal ini mengakibatkan adanya arus elektron yang kemudian kita ukur dengan sebuah amperemeter analog. Pada saat arus sudah stabil pada nilai maksimum, lalu kita berikan tegangan positif pada katoda dari sebuah power supply eksternal. Pada animasi ini akan diperlihatkan bagaimana gerak elektron akan semakin melambat ketika tegangan katoda semakin besar. Hal ini disebabkan karena energi gerak elektron, ditahan oleh energi listrik yang muncul karena adanya potensial katoda tadi. Tegangan katoda diberikan sampai nilai tertentu hingga elektron kehabisan energi kinetiknya. Dalam animasi ini diperlihatkan dengan terhentinya gerak elektron pada nilai tegangan tertentu. Tegangan tertentu inilah yang kita sebut dengan stopping potensial, besarnya akan diukur dengan menggunakan voltmeter analog. Animasi ini dibuat untuk empat buah cahaya tampak yang berbeda-beda.
Animasi percobaan efek fotolistrik untuk cahaya tampak warna biru
Ganbar III.7a Proses Pengukuran Stopping Potensial untuk Warna Biru
Animasi percobaan efek fotolistrik untuk cahaya tampak warna kuning
Ganbar III.7c Proses Pengukuran Stopping Potensial untuk Warna Kuninng
Animasi percobaan efek fotolistrik untuk cahaya tampak warna hijau
Ganbar III.7b Proses Pengukuran Stopping Potensial untuk Warna Hijau
Animasi percobaan efek fotolistrik untuk cahaya tampak warna merah
Ganbar III.7d Proses Pengukuran Stopping Potensial untuk Warna Merah
8. Perbedaan nilai stopping potensial untuk masing-masing warna
Animasi percobaan efek fotolistrik untuk semua warna dalam satu layar, untuk membandingkan stopping potensial
Gambar III.8 Pada animasi ini, proses terjadinya efek fotolistrik oleh masing-masing warna akan ditampilkan dalam satu layar yang sama. Hal ini dilakukan bertujuan agar siswa dapat membandingkan gejala-gejala yang berbeda untuk warna yang berbeda. Hal ini dapat diperhatikan dari besar nilai stopping potensial dan kecepatan gerak elektron.
9. Pengaruh Intensitas Cahaya terhadap keluaran arus rangkaian dan stopping potensial
Animasi perubahan arus elektron terhadap intensitas cahaya
Gambar III.9 Animasi ini menjelaskan bahwa perubahan intensitas cahaya hanya berpengaruh terhadap besar arus yang terukur dan tidak berpengaruh pada tegangan stopping. Proses yang diperlihatkan adalah dengan menaikan intensitas hingga arus muncul dan kemudian diberi tegangan stopping hingga arus menjadi nol. Masih dalam keadaan stopping potensial terpasang, intensitas ditambah, dan dalam keadaan ini ternyata penambahan intensitas tidak mengakibatkan munculnya arus elektron pada anoda. Hal ini disebabkan karena walaupun terjadi efek fotolistrik, elektron tidak dapat mencapai anoda karena tegangan stopping tetap dipasang, tetapi saat tegangan stopping dibuat nol, maka arus akan tiba-tiba muncul kembali.
10. Alat praktikum efek fotolistrik
MONOKROMATOR
LEDs SKEMA RANGKAIAN FILTER PHOTOTUBE
VOLTMETER
KOTAK GELAP
Gambar III.10
Bagian ini terdiri dari beberapa halaman yang menjelaskan fungsi dari masing-masing komponen perangkat percobaan efek fotolistrik. a. Skema rangkaian alat percobaan b. Sumber cahaya monokromator yang dapat digunakan c. Phototube yang terdiri dari tabung vakum, logam emiter (katoda) dan anoda. d. Rangkaian penguat sinyal output e. Alat ukur tegangan dan arus f. Kota gelap (ruang tertutup)
11. Halaman mengenai langkah-langkah praktikum 12. Halaman mengenai pengolahan data dan analisa hasil praktikum
