DIFUSI

A. Pengertian Difusi

Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis.Difusi yang paling sering terjadi adalah difusi molekuler. Difusi ini terjadi jika terbentuk perpindahan dari sebuah lapisan molekul yang diam dari solid atau fluida.

Molekul memiliki tipe energi yang disebut gerak termal (panas atau kalor). Salah satu hasil gerak termal adalah difusi, pergerakan molekul zat sehingga tersebar merata didalam ruang yang tersedia. Setiap molekul bergerak secara acak, namun difusi suatu molekul dapat memiliki arah tertentu (Campbell, 2008).

B. MACAM-MACAM DIFUSI

Proses difusi yang kita ketahui terbagi ke dalam 3 jenis yaitu difusi pada material cair, difusi pada material padat, dan difusi pada material gas.

1. Difusi cair

Dikatakan difusi cair jika terjadi perpindahan molekul cairan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Contohnya yaitu ketika kita merendam kedelai dalam air saat pembuatan tempe. Selama perendaman akan terjadi difusi air dari lingkungan luar (yang kadar airnya tinggi) ke dalam kedelai (yang kadar airnya rendah).

2.  Difusi padat

Dikatakan difusi padat jika terjadi perpindahan molekul padatan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Contohnya yaitu ketika kita melakukan perendaman buah dengan larutan gula dalam pembuatan manisan buah. Selama perendaman selain terjadi difusi air dari lingkungan luar ke dalam buah juga terjadi difusi molekul gula (molekul padatan) ke dalam buah dan ini berarti difusi padatan juga terjadi dalam pembuatan manisan buah ini. Selama ini batasan antara kapan terjadinya difusi air dengan difusi padatan masih belum jelas karena prosesnya sering terjadi bersamaan dan susah untuk dibedakan.

3. Difusi gas

Dikatakan difusi gas jika terjadi perpindahan molekul gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Contohnya yaitu difusi O2 pada pengemas plastik. Semakin banyak jumlah oksigen dan uap air yang dapat masuk ke dalam plastik pengemas berarti kualitas plastik pengemasnya semakin buruk. Disini, difusi oksigen merupakan difusi gas dan difusi uap air merupakan difusi cair. (Mehrer, 2007)

Makin besar perbedan konsentrasi anatara dua daerah, maka makin tajam pula gradasi konsentrasinya sehingga makin lambat pula kecepatan difusinya. Apabila partikel suatu zat dapat bergerak bebas tanpa terhambat oleh gaya tarik, maka dalam jangka waktu tertentu partikel-partikel itu akan tersebar merata dalam ruang yang ada. Sampai distribusi merata seperti itu terjadi, akan terdapat lebih banyak partikel yang bergerak dari daerah tempat partikel itu lebih pekat ke daerah yang partikelnya kurang pekat, lalu terjadi yang sebaliknya, dan secara menyeluruh gerakan partikel ke arah tertentu disebut difusi. Makin besar perbedaan konsentrasi antara dua daerah, yaitu makin tajam gradasi konsentrasinya, makin besar kecepatan difusinya (diana, 2013).

C. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KECEPATAN DIFUSI

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi, yaitu:

1.   Ukuran partikel, Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak, sehinggak kecepatan difusi semakin tinggi.

2.   Ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi.

3.   Luas suatu area. Semakin besar luas area, semakin cepat kecepatan difusinya.

4.   Jarak. Semakin besar jarak antara dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya.

5.  Suhu. Semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih cepat. Maka, semakin cepat pula kecepatan difusinya (Adrimarsya, 2012).

Osmosis

 Pada proses osmosis, pelarut bergerak dari dua arah yang berlawanan dengan kecepatan yang berbeda. Pelarut dari konsentrasi rendah (larutan encer) berpindah ke konsentrasi tinggi (larutan pekat) dengan kecepatan yang lebih besar dibandingkan kecepatan gerak pelarut dari arah sebaliknya. Pelarut dari larutan encer akan lebih banyak berpindah ke larutan pekat. Perpindahan pelarut dari larutan encer ke larutan yang lebih pekat ini disebut proses osmosis.

Akibat perpindahan pelarut tersebut, permukaan larutan pekat berangsur menjadi lebih tinggi. Aliran pelarut akan mencapai kesetimbangan, jika aliran pelarut dari larutan encer ke larutan pekat, dan sebaliknya, telah memiliki kecepatan yang sama. Pada kesetimbangan tersebut terdapat perbedaan ketinggian larutan encer dan larutan pekat. Perbedaan tinggi kedua larutan menyebabkan adanya perbedaan tekanan di antara kedua larutan. Tekanan pada sisi larutan pekat lebih tinggi dari pada tekanan pada larutan encer sebesar tekanan osmotik. Tekanan yang diperlukan untuk mempertahankan agar pelarut tidak berpindah ke larutan pekat disebut tekanan osmotik (π).

B.     Tekanan Osmotik

Tekanan osmotik (π) adalah tekanan yang diberikan pada larutan yang dapat menghentikan perpindahan molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui membran semi permeabel (proses osmosis).

Air menerobos masuk melalui membran semipermeabel sehingga permukaan pada corong tistel akan naik yang diakibatkan oleh adanya tekanan osmotik. Besar tekanan osmotik diukur dengan alat osmometer, dengan memberikan beban pada kenaikan permukaan larutan sehingga menjadi sejajar pada permukaan sebelumnya.

Tekanan osmotik berpegaruh terhadap sel didalam tubuh, pengaruh tekanan osmotik berhubungan dengan “osmoregulasi” yaitu mekanisme homeostatis suatu sel organisme untuk mencapai kesetimbangan tekanan osmotik dengan lingkungannya. Jika tekanan osmotik didalam sel dengan luar sel seimbang maka dikatakan sebagai keadaan isotonik pada keadaan ini volume sel tidak mengalami perubahan volume. Jika tekanan osmotik didalam sel lebih besar maka cairan dalam sel bisa keluar sehingga sel akan mengkerut, sebaliknya disebut hipotonik yaitu liquid diluar sel akan masuk ke sel sehingga sel akan bertambah besar.

1.    Isotonik

Larutan isotonik adalah suatu larutan yang mempunyai konsentrasi zat terlarut yang sama (tekanan osmotik yang sama) seperti larutan yang lain, sehingga tidak ada pergerakan air.

Larutan isotonik dengan larutan pada sel tidak melibatkan pergerakan jaringan molekul yang melewati membran biologis tidak sempurna. Larutan – larutan yang tersisa dalam kesetimbangan osmotik yang berhubungan dengan membran biologis tertentu disebut isotonik.

2.    Hipotonik

Larutan hipotonik adalah suatu larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih rendah (tekanan osmotik lebih rendah) dari pada yang lain sehingga air bergerak ke dalam sel. Dengan menempatkan sel dalam lingkungan hipotonik, tekanan osmotik menyebabkan jaringan mengalirkan air ke dalam sel, sehingga menyebabkan sel pecah dan tidak berfungsi.

3.    Hipertonik

Larutan hipertonik adalah suatu larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi (tekanan osmotik yang lebih tinggi) dari pada yang lain sehingga air bergerak ke luar sel. Dalam lingkungan hipertonik, tekanan osmotik menyebabkan air mengalir keluar sel. Jika cukup air dipindahkan dengan cara ini, sitoplasma akan mempunyai konsentrasi air yang sedikit sehingga sel tidak berfungsi lagi.

C.     Rumus Tekanan Osmotik (π)

Pengamatan Jacobus Henricus Van’t Hoff pada larutan ideal berlaku hukum gas ideal berdasarkan persamaan gas ideal:

PV = nRT

Jika tekanan osmotik larutan dilambangkan dengan π, maka dari persamaan diatas akan diperoleh :

Oleh karena n/V menyatakan konsentrasi molaritas suatu  larutan (M), maka harga tekanan osmotik suatu larutan dapat dinyatakan dengan :

π = M R T

dengan:
 π  = tekanan osmotik

M = konsentrasi molar

R  = tetapan gas ideal (0,082 L atm K-1 mol-1)

T   = suhu mutlak (K)

D.    Faktor yang mempengaruhi terjadinya osmosis pada sel hidup :

1.      Ukuran zat terlarut = semakin banyak zat terlarut maka peristiwa terjadinya osmosis akan semakin cepat. Karena zat terlarut memiliki tekanan osmotik yang berfungsi untuk memecah zat pelarut bergerak melalui membrane semipermeable.

2.      Tebal membran = semakin tebal suatu membrane akan memperhambat terjadinya osmosis. Karena dapat menyebabkan semakin sulitnya zat terlarut menembus membrane tersebut.

3.      Luas permukaan

4.      Jarak zat pelarut dan zat terlarut

5.      Suhu

SUHU DAN VISKOSITAS

Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliran fluida yang merupakan gesekan antara molekul – molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan-bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi. Viskositas pada zat cair disebabkan oleh adanya gaya kohesi yaitu gaya tarik menarik antara molekul sejenis (Sarojo, 2009).

Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Semakin besar viskositas (kekentalan) fluida, maka semakin sulit suatu fluida untuk mengalir dan juga menunjukkan semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Sedangkan dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas. Zat cair lebih kental (viskositasnya) daripada gas, sehingga untuk mengalirkan zat cair diperlukan gaya yang lebih besar dibandingkan dengan gaya yang diberikan untuk mangalirkan gas.

Faktor- faktor yang mempengaruhi viskositas adalah sebagai berikut (Bird, 1987):

a.  Tekanan

Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan, sedangkan viskositas gas tidak dipengaruhi oleh tekanan.

b.  Temperatur

Viskositas akan turun dengan naiknya suhu, sedangkan viskositas gas naik dengan naiknya suhu. Pemanasan zat cair menyebabkan molekul-molekulnya memperoleh energi. Molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur.

c.  Kehadiran zat lain

Penambahan gula tebu meningkatkan viskositas air. Adanya bahan tambahan seperti bahan suspensi menaikkan viskositas air. Pada minyak ataupun gliserin adanya penambahan air akan menyebabkan viskositas akan turun karena gliserin maupun minyak akan semakin encer, waktu alirnya semakin cepat.

d.  Ukuran dan berat molekul

Viskositas naik dengan naiknya berat molekul. Misalnya laju aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat dan kekentalannya tinggi seta laju aliran lambat sehingga viskositas juga tinggi.

e.  Berat molekul

Viskositas akan naik jika ikatan rangkap semakin banyak.

f.   Kekuatan antar molekul

Viskositas air naik denghan adanya ikatan hidrogen, viskositas CPO dengan gugus OH pada trigliseridanya naik pada keadaan yang sama.

Bila sebuah bola yang massa jenisnya lebih besar daripada massa jenis fluida dan berjari-jari r, dimasukkan ke dalam suatu fluida zat cair, maka bola tersebut akan jatuh dipercepat sampai suatu saat kecepatannya maksimum (V_maks). Pada kecepatan V_maks ini, benda akan bergerak beraturan karena gaya beratnya sudah diimbangi oleh gaya gesek fluida.

Menurut George Stokes besarnya gaya gesek pada fluida inilah yang disebut gaya stokes dengan koefisien viskositasnya η dengan konstanta k = 6πr. Sehingga gaya gesek (gaya stokes) dapat dirumuskan sebagai:

Jika sebuah benda berbentuk bola jatuh bebas dalam suatu fluida kental (gambar 1.17), kecepatannya akan bertambah karena pengaruh gravitasi bumi sehingga mencapai suatu kecepatan terbesar yang tetap. Kecepatan terbesar yang tetap tersebut dinamakan kecepatan terminal.

GERAK ENDONOM

Gerak merupakan salah satu bentuk tanggapan organisme terhadap rangsang. Rangsang dapat datang dari luar (eksternal) atau dari dalam (internal) tubuhnya sendiri. Gerakan pada tumbuhan merupakan suatu resapan terhadap rangsangan (stimulus) baik yang berasal dari dalam maupun dari luar individu. Jadi timbulnya gerak pada tumbuhan merupakan bukti adanya iritabilitas. Gerakan yang dilakukan oleh tumbuhan hanya dilakukan pada bagian tertentu. Misalnya bagian ujung tunas, bagian ujung akar, ataupun pada bagian lembar daun tertentu. Pada prinsipnya, gerakan tumbuhan terjadi karena adanya proses pertumbuhan dan adanya kepekaan terhadap rangsang atau irritabilitas yang dimiliki oleh tumbuhan tersebut. Sebagai tanggapan terhadap rangsang terebut, tumbuhan melakukan gerakan yang mungkin menuju kearah rangsang atau menjauhi, atau melakukan gerak tanpa menunjukan arah tertentu.

Gerak pada tumbuhan dibedakan menjadi tiga golongan yakni :

a.         Gerak Higroskopis

Gerak Higrokopis adalah gerak tumbuhan yang diakibatkan oleh perubahan kadar air di dalam sel-selnya sehingga terjadi pengerutan.

b.         Gerak Esionom

Gerak Esionom adalah gerakan pada tumbuhan yang disebabkan oleh rangsangan yang berasal dari luar tumbuhan tersebut. Faktor penyebab gerakan etionom bisa berasal dari faktor rangsang sentuhan, air, cahaya, temperatur/suhu, zat kimia, gravitasi, dan lain sebagainya.

c.         Gerak Endonom

Gerak endonom adalah gerakan pada tumbuhan yang diakibatkan oleh rangsangan yang berasal dari dalam tumbuhan itu sendiri.

2.2 Gerak Endonom pada Tumbuhan

Mengacu pada penjelasasn yang telah dijelaskan sebelumnya, pada makalah ini akan menjelaskan secara detail dan rinci tentang Gerak Endonom. Gerak Endonom adalah gerak yang disebabkan oleh rangsangan yang berasal dari dalam tubuh tumbuhan itu sendiri. Dengan kata lain,gerak endonom yang disebut juga sebagai gerak autonom atau gerak spontan adalah gerak yang tidak disebabkan oleh rangsangan dari luar.

Macam-macam dari Gerak endonom adalah sebagai berikut :

1.      Nutasi

Adalah Gerak Spontan Tumbuhan yang tidak disebabkan rangsangan dari luar dimana gerak ujung batang yang sedang tumbuh atau organ lain seperti daun, stolon, tangkai bunga dan akar yang gerakannya membentuk lintasan melingkar di udara. Contohnya : gerak aliran sitoplasma pada tanaman air Hydrilla verticillata

Gambar 1. Gerak aliran sitoplasma pada tanaman air Hydrilla verticillata

2.      Higroskopis

Higroskopis adalah Gerak bagian tumbuhan yang terjadi karena adanya perubahan kadar air pada tumbuhan secara terus menerus, akibatnya kondisi menjadi sangat kering pada kulit buah atau kotak spora sehingga kulit biji atau kotak spora pecah. Contohnya Pecahnya kulit buah polong-polongan (lamtoro, kembang merak, kacang buncis, kacang kedelai) saat kering. Hal ini disebabkan berkurangnya air pada kulit buah. Kulit buah menjadi kering, retak dan akhirnya pecah sehingga bijinya terpental ke luar. Pecahnya kulit buah dan terpentalnya biji sebenarnya merupakan cara tumbuhan tersebut memencarkan alat perkembangbiakannya. Gerak higroskopis juga terjadi pada membukanya kotak spora (sporangium) tumbuhan paku (Pteridophyta) dan lumut (Bryophyta).

JENIS MUATAN LISTRIK

Kata listrik (electricity) berasal dari kata Yunani elektron, yang berarti “amber”. Amber adalah damar pohon yang membatu dan orang zaman dulu mengetahui bahwa jika anda menggosok batang amber dengan kain, amber tersebut akan menarik daun-daun kecil atau debu. Sepotong plastik yang keras, batang kaca, atau penggaris plastik yang digosok dengan kain juga akan menunjukkan “efek amber” ini atau sekarang kita sebut dengan istilah listrik statis. Anda bisa langsung memungut serpihan-serpihan kertas dengan sisir plastik atau penggaris yang sebelumnya telah anda gosok keras dengan handuk kertas. Anda mungkin telah mengalami listrik statis ketika menyisir rambut atau mengeluarkan kemeja dari bahan sintetis dari tempat pengering pakaian. Dan anda mungkin pernah merasakan kejutan ketika menyentuh pegangan pintu yang terbuat dari logam setelah sebelumnya menggeser sepanjang jok mobil atau berjalan melintasi karpet nilon. Pada masing-masing kasus tersebut, sebuah bendaa menjadi “bermuatan” karena proses penggosokan dan dikatakan memiliki muatan listrik total.

Apakah semua muatan listrik sama atau mungkinkah ada lebih dari satu jenis ? pada kenyataannya, ada dua jenis muatan listrik. Sebuah penggaris plastik digantungkan dengan tali dan digosok keras dengan kain untuk membuatnya bermuatan. Dengan cara yang sama, jika sebuah batang kaca lain yang bermuatan, kembali tampak adanya gaya tolak menolak. Bagaimanapun, jika batang kaca yang bermuatan didekatkan dengan penggaris plastik bermuatan, bahwa keduanya saling menarik. Berarti muatan pada kaca pasti berbeda dari muatan pada plastik. Dan memang secara eksperimental terbukti bahwa semua benda yang bermuatan masuk ke salah satu dari dua kategori tersebut. Setiap benda bermuatan akan tertarik oleh plastik dan ditolak oleh kaca, seperti halnya kaca atau ditolak oleh plastik dan tertarik oleh kaca, sebagaimana penggaris plastik. Dengan demikian tampaknya ada dua, dan hanya dua, jenis muatan listrik. Setiap jenis muatan menolak jenis yang sama tetapi menarik jenis yang lainnya. Yaitu muatan yang tidak sama tarik menarik, muatan yang sama tolak menolak.

Kedua jenis muatan listrik tersebut disebut positif dan negatif oleh negarawan, filsuf, dan ilmuwan Amerika Benjamin Franklin (1706-1790). Pilihan nama yang mana ditujukan untuk jenis apa tentu saja ditentukan sembarang. Pilihan Franklin menentukan muatan pada batang kaca yang digosok adalah muatan positif, sehingga muatan pada penggaris plastik yang digosok (atau amber) dinamakan muatan negatif. Kita masih mengikuti aturan tersebut sampai saat ini.

Frenklin mengajukan argumen bahwa ketika sejumlah muatan tertentu dihasilkan pada satu benda dalam satu proses, muatan berlawanan dengan jumlah yang sama dihasilkan pada benda yang lainnya. Positif dan negatif diperlakukan secara aljabar, sehingga pada setiap proses perubahan total jumlah muatan yang dihasilkan selalu nol. Sebagai contoh, ketika penggaris plastik digosok dengan handuk kertas, plastik tersebut mendapatkan muatan negatif dan handuk mendapatkan muatan positif dengan jumlah yang sama. Muatan-muatan tersebut terpisah, tetapi jumlah keduanya adalah nol. Ini merupakan contoh hukum yang sekarang telah terbukti dengan baik : hukum kekekalan muatan listrik yang menyatakan bahwa jumlah total muatan listrik yang dihasilkan pada setiap proses adalah nol. Jika satu benda atau bagian ruang mendapatkan muatan positif, maka muatan negatif dengan jumlah yang sama akan ditemukan di daerah sekitarmya atau benda didekatnya. Tidak pernah ditemukan penyimpangan dari hukum ini dan hukum kekekalan ini sama kuatnya seperti kekekalan energi dan momentum

 Misalkan sebuah benda logam bermuatan didekatkan ke benda logam yang tidak bermuatan. Jika keduanya bersentuhan, elektron-elektron bebas pada benda yang netral tertarik oleh benda yang bermuatan positif dan beberapa diantaranya akan pindah, karena benda kedua sekarang kehilangan beberapa elektron negatifnya, ia akan memiliki muatan positif total. Proses ini disebut “pemuatan dengan induksi”, atau “dengan kontak” dan kedua benda pada akhirnya akan memiliki muatan yang berjenis sama.

Sekarang misalkan sebuah benda yang bermuatan positif didekatkan dengan sebuah batang logam netral, tetapi tidak bersentuhan. Walaupun elektron-elektron batang logam tidak meninggalkan batang tersebut, mereka tetap bergerak didalam logam itu ke arah benda yang bermuatan, yang berarti meninggalkan mutan positif di ujung yang berlawanan. Muatan dikatakan diinduksi pada kedua ujung batang logam. Tentu saja tidak ada muatan total yang dihasilkan pada batang tersebut, muatan-muatan hanya dipisahkan. Muatan total batang logam tetap nol. Bagaimanapun, jika logam tersebut dipatahkan menjadi dua, kita bisa mendapatkan dua benda yang bermuatan, satu bermuatan positif dan yang lainnya negatif.

Cara lain untuk menginduksi muatan total pada benda logam adalah dengan menghubungkannya dengan kawat penghantar ke tanah (ground) (atau ke pipa penghantar yang menuju ke tanah). Benda tersebut dikatakan, “ditanahkan” atau “dibumikan”. Sekarang Bumi, karena sangat besar dan dapat meghantar bisa dengan mudah menerima atau melepaskan elektron berarti ia berlaku seperti gudang muatan. Jika sebuah benda bermuatan kali in kita ambil negatif didekatkan ke logam, elektron-elektron bebas pada logam tersebut ditolak dan banyak diantaranya yang mengalur menuruni kawat menuju Bumi. Hal ini membuat logam tersebut bermuatan positif. Jika sekarang kawat dipotong, logam akan memiliki muatan induksi positif. Jika kawat dipotong setelah benda negatif dijauhkan, elektron-elektron seluruhnya akan sudah kembali ke logam dan benda tersebut akan netral.

Elektroskop adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi muatan. Didalam sebuah lingkaran ada dua keping yang bisa bergerak, sering kali tersebut dibuat dari emas. (Kadang-kadang hanya satu keping yang bisa bergerak). Keping-keping tersebut dihubungkan oleh konduktor ke bola logam dibagian luar lingkaran, tetapi diisolasi dari lingkaran itu sendiri. Jika benda yang bermuatan positif didekatkan ke bola, perpisahan muatan akan diinduksi, karena elektron-elektron tertarik ke atas ke arah bola, membuat keping-keping tersebut bermuatan positif. Jika bola dimuati dengan konduksi, seluruh peralatan tersebut mendapat muatan total. Pada setiap kasus diatas, makin banyak jumlah muatan, makin jauh pemisahan keping.

Bagaimana pun, perhatikan bahwa anda tidak dapat mengetahui jenis muatan dengan cara ini, karena muatan negatif akan menyebabkan keping bergerak sama jauhnya dengan muatan positif pada setiap kasus, kedua keping saling tolak menolak. Bagimanapun sebuah elektroskop dapat digunakan untuk menentukan jenis muatan jika pada awalnya dimuati dengan konduksi., katakanlah dengan muatan negatif. Sekarang jika sebuah benda negatif didekatkan, lebih banyak elektron yang diinduksi sehingga menuruni keping dan kedua keping bergerak lebih jauh. Dipihak lain, nika sebuah muatan positif didekatkan, elektron-elektron diinduksi sehingga mengalir ke atas, mengakibatkan keping-keping tersebut lebih tidak negatif dan pemisahannya diperkecil.

Elektroskop banyak digunakan pada penelitian awal mengenai listrik. Prinsip yang sama, dibantu dengan peralatan elektronik, diguanakan pada elektrometer modern yang jauh lebih sensitif. 

Gelombang

Gelombang adalah gejala dari perambatan usikan (gangguan) di dalam suatu medium. Pada peristiwa rambatan tersebut tidak disertai dengan perpindahan tempat yang permanen dari materi – materi medium. Rambatan dari usikan (gangguan) itu merupakan rambatan energi.

A. Jenis Gelombang

Gelombang menurut arah getarnya dibagi dalam dua bagian, yaitu:

1.  Gelombang Tranversal : adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus arah perambatannya. Sehingga bentuk dari gelombang tranversal terdapat bukit dan lembah gelombang. Contoh: gelombang pada tali dan gelombang permukaan air. Terdapat tiga hal penting yang mendukung terbentuknya gelombang tranversal yaitu:

a)    Adanya gaya tali yang menimbulkan perpindahan pada waktu pulsa melewatinya.

b)   Tali harus bersifat elastik. Tali harus mempunyai kelembaman, sehingga akan menghasilkan getaran harmonis yang sederhana.

2. Gelombang Longitudinal : adalah gelombang yang arah getarnya berimpit atau searah dengan arah rambat gelombang. Suatu gelombang longitudinal tidak menyatakan suatu deretan bukit atau lembah gelombang tetapi suatu deretan rapatan dan renggangan. Rapatan dan renggangan gelombang longitudinal dapat dilihat pada sebuah kawat spiral yang dibentangkan mendatar. Contoh: gelombang pada pegas dan gelombang bunyi.

B. Cepat Rambat Gelombang

Gelombang yang merambat lurus dari satu titik ke titik yang lainnya memerlukan waktu, dengan kata lain gelombang memiliki kecepatan untuk merambat.

Pada kondisi tertentu, perpaduan gelombang datang dan gelombang pantul pada tali tersebut menghasilkan gelombang stationer. Dengan persamaan gelombang datang :

Y₁(x,t) = A sin (kx-ωt)

Serta persamaan gelombang pantul :

Y₁(x,t) = A sin (kx+ωt)

Sehingga diperoleh persamaan superposisi dua gelombang tersebut yaitu :

Y₁(x,t) = A sin (kx-ωt) + A sin (kx+ωt)

Dengan aturan trigonometri didapat :

Y(x,t) = 2A sin (kx) cos (ωt)

Dari persamaan tersebut tampak bahwa x dan t saling lepas (tidak berkaitan), sehingga gelombang tersebut tidak berjlan, namun hanya bergerak naik-turun (bergetar) pada arah y dengan frekuensi anguler ω. Amplitudo getaran tersebut pada setiap titik sebesar 2A sin (kx) yang menunjukkan besar Amplitudo tersebut bergantung posisinya. Jika kedua ujung tali dibuat tetap, dan frekuensi getaran diatur sehingga panjang tali merupakan kelipatan dari setengah gelombang, sehingga gelombang berdiri ini dalam keadaan resonansi.

v = λ . f

Keterangan  : v = cepat rambat gelombang (m/s)

λ = panjang gelombang (m)

T = periode (s)

f = frekuensi (Hz)

C. Hukum Melde

Hukum Melde adalah hukum yang mempelajari tentang besar-besaran yang mempegaruhi cepat rambat gelombag tranversal pada tali. Melde menemukan bahwa cepat rambat gelombang pada dawai sebanding dengan akar gaya tegangan tali dan berbanding terbalik dengan akar massa persatuan panjang dawai. Percobaan Melde digunakan untuk menyelidiki cepat rambat gelombang tranversal dalam dawai/tali. Berdasarkan hasil percobaan diperoleh bahwa kecepatan merambat gelombang transversal pada dawai :

a. berbanding lurus dengan akar panjang dawai,

b. berbanding terbalik dengan akar massa dawai,

c. berbanding lurus dengan akar gaya tegangan dawai,

d. berbanding terbalik dengan akar massa per satuan panjang dawai,

e. berbanding terbalik dengan akar massa jenis dawai,

f. berbanding terbalik dengan akar luas penampang dawai.

Senar atau dawai banyak digunakan sebagai sumber bunyi, seperti pada gitar dan biola. Cepat rambat gelombang pada dawai dapat diukur dengan peralatan Melde.

Panjang dawai adalah jarak dari sumber getar sampai ke katrol licin, karena hanya pada bagian inilah dawai dirambati gelombang transversal. Tegangan dawai setara dengan gaya berat beban, sedangkan frekuensi gelombang sama dengan frekuensi getaran osilator.

Ketika   osilator   digetarkan,   terjadi   rambatan   gelombang   dari   osilator   menuju   ke   katrol. Sesampai   di   katrol,   gelombang   tadi   dipantulkan   sehingga   di   sepanjang   dawai   terjadi interferensi antara gelombang datang yang berasal dari osilator dan gelombang pantul yang berasal dari katrol. Interferensi gelombang ini menghasilkan gelombang  stasioner  dalam bentuk simpul dan perut yang terjadi di sepanjang dawai.

Tegangan dawai secara matematis dinyatakan sebagai berikut:

F = m.g

dengan : F = tegangan dawai (N)

m = massa beban (kg)

g = percepatan gravitasi = 9,8 m/s2

Frekuensi gelombang sama dengan frekuensi sumbernya, sedangkan laju gelombang pada dawai ditentukan oleh tegangan dan kerapatan massa linear dawai. Secara matematik laju gelombang pada dawai dinyatakan dalam bentuk persamaan sebagai berikut:

 

dengan: F = tegangan dawai (N)

μ = massa per satuan panjang dawai (kg/m)

v = cepat rambat gelombang pada dawai (m/s)

dimana :

dengan : m = massa dawai (kg)

l = panjang dawai (m).