fenomena bintang tampak berkedip dan kaitannya

FENOMENA BINTANG TAMPAK BERKELIP DAN KAITANNYA
DENGAN POSISINYA DI JAGAT RAYA MENURUT TEORI
RELATIVITAS EINSTEIN
SKRIPSI
IZKAR HADIYA
050801017
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010
Universitas Sumatera Utara
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
050801017
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: FENOMENA BINTANG TAMPAK BERKELIP
DAN KAITANNYA DENGAN POSISINYA DI
JAGAT RAYA MENURUT TEORI RELATIVITAS
EINSTEIN
: SKRIPSI
: IZKAR HADIYA
: 050801017
: SARJANA (S1) FISIKA
: FISIKA
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Diluluskan di
Medan, Maret 2010
Diketahui/ Disetujui
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
Dr. Marhaposan Situmorang
NIP. 195510301980031003
Pembimbing
Drs. Milangi Ginting, MS
NIP.194708231981021001
Universitas Sumatera Utara
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
050801017
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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.
Universitas Sumatera Utara
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.
Universitas Sumatera Utara
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
1.1 Latar Belakang Masalah
1.2 Batasan Masalah
1.3 Tujuan Penelitian
1.4 Manfaat Penelitian
1.5 Metodologi Penelitian
1.6 Sistematika Penulisan
1
1
2
2
3
3
4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Atmosfer Bumi
2.1.1 Pembagian Lapisan Atmosfer Bumi
2.1.2 Komposisi Atmosfer Bumi
2.1.3 Perambatan Cahaya Melalui Atmosfer Bumi
2.2 Sifat Fisis Cahaya
2.2.1 Pembagian Spektrum Gelombang Elektromagnetik.
2.2.2 Pemantulan dan Pembiasan Cahaya oleh Medium.
2.2.3 Sifat-Sifat Khusus Lainnya Yang Dimiliki Cahaya
2.2 Bintang
2.2.1 Jarak bintang
2.2.2 Perubahan posisi bintang
2.2.3 Karakteristik bintang
2.2.4 Evolusi bintang
2.2.5 Hubungan jarak bintang dengan kecerahannya
2.2.6 Diagram Hertzprung-Russell
2.2.7 Materi antar bintang
2.2.8 Perambatan cahaya melalui ruang antar bintang
2.3 Efek Dopler
2.4 Gerak bumi dan matahari
2.5 Teori Relativitas Einstein
2.5.1 Teori Relativitas Khusus
2.5.2 Teori Relativitas Umum
2.5.3 Transformasi Galilean
5
5
6
9
10
13
13
15
16
16
17
18
20
24
27
30
31
32
34
35
36
37
38
39
Universitas Sumatera Utara
2.5.4 Transformasi Lorentz
40
BAB 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
42
3.1 Fenomena Bintang Tampak Berkelip dan Kaitannya dengan
Posisinya di Jagat Raya Menurut Teori Relativitas Einstein.
3.2 Efek Doppler Dan Pengaruhnya Terhadap Fenomena Bintang
Tampak Berkelip.
BAB 4. KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
4.2 Saran
42
51
55
55
56
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi gas atmosfer pada ketinggian 0 km di atas permukaan
Laut.
Tabel 2.2 Klasifikasi Bintang Berdasarkan Temperaturnya
Tabel 2.3 Gerak Bumi dan Matahari
9
20
36
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Pembagian lapisan atmosfer berdasarkan suhu
Gambar 2.2 Lapisan termosfer
Gambar 2.3 Perambatan cahaya bintang melalui atmosfer bumi
Gambar 2.4 Pemantulan dan pembiasan cahaya melalui dua medium dengan
Indeks bias (n1 > n2)
Gambar 2.5 Paralaks bintang
Gambar 2.6 Pergeseran Besar Susunan Bintang Sekarang dan yang Diperkirakan
Terlihat 100.000 Tahun yang Lalu
Gambar 2.7 Diagram Hertzprung-Russel
Gambar 2.8 Sistem koordinat ruang K dan K’
Gambar 3.1 Gerak relatif bintang terhadap pengamat
Gambar 3.2 Gerak relatif bintang menurut pengamat di bumi
Gambar 3.3 Posisi bintang dan arah pengamatan dari pengamat akibat
terjadinya pembiasan di lapisan atmosfer.
6
8
10
15
18
19
30
41
44
47
50
Universitas Sumatera Utara