BAB III ANIMASI DENGAN 3DS

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