Home Kurikulum Modul Ajar: Gelombang Elektromagnetik

Modul Ajar: Gelombang Elektromagnetik

Kurikulum · 11/02/2025 · Comments off

Kelas: XII SMA
Kurikulum: Merdeka
Alokasi Waktu: 225 menit (5 Jam Pelajaran), 2 kali pertemuan
Mata Pelajaran: Fisika
Topik: Perambatan Gelombang Elektromagnetik, Spektrum EM, Energi EM, dan Pemanfaatan EM

Profil Pelajar Pancasila yang Ingin Dicapai

  1. Beriman, Bertakwa kepada Tuhan Yang Maha Esa, dan Berakhlak Mulia: Siswa memahami manfaat teknologi berbasis gelombang elektromagnetik dalam kesehatan dan kehidupan sehari-hari, serta bersyukur atas ilmu yang bermanfaat ini.
  2. Bernalar Kritis: Siswa mampu menganalisis fenomena perambatan gelombang elektromagnetik dan hubungannya dengan spektrum serta energi yang dihasilkan.
  3. Kreatif: Siswa mengembangkan ide-ide tentang pemanfaatan gelombang elektromagnetik dalam teknologi yang relevan dengan kehidupan modern.
  4. Gotong Royong: Siswa bekerja sama dengan teman sekelas dalam kegiatan eksperimen dan diskusi kelompok terkait aplikasi gelombang elektromagnetik.
  5. Mandiri: Siswa bertanggung jawab menyelesaikan tugas individu dan proyek kelompok.
  6. Berkebinekaan Global: Siswa memahami bahwa aplikasi gelombang elektromagnetik bermanfaat secara global, seperti dalam teknologi komunikasi dan kesehatan.

Capaian Pembelajaran

Setelah menyelesaikan modul ini, siswa diharapkan mampu:

  1. Menjelaskan cara perambatan gelombang elektromagnetik.
  2. Mengidentifikasi spektrum gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya.
  3. Menganalisis energi yang dihasilkan oleh gelombang elektromagnetik serta hubungan antara frekuensi, panjang gelombang, dan energi foton.
  4. Menguraikan pemanfaatan gelombang elektromagnetik dalam berbagai bidang kehidupan seperti kesehatan, telekomunikasi, dan astronomi.

Pertemuan 1: Perambatan Gelombang Elektromagnetik dan Spektrum Elektromagnetik

Alokasi Waktu: 2 JP (90 menit)

Tujuan Pembelajaran

  1. Siswa memahami mekanisme perambatan gelombang elektromagnetik.
  2. Siswa dapat mengidentifikasi dan menjelaskan spektrum elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya.
  3. Siswa mampu menjelaskan fenomena dualitas cahaya sebagai gelombang dan partikel.

Materi Pembelajaran

  • Perambatan Gelombang Elektromagnetik: Gelombang elektromagnetik terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang berosilasi tegak lurus satu sama lain dan merambat tanpa medium (melalui ruang hampa).
  • Sifat Gelombang Elektromagnetik: Gelombang ini dapat merambat dengan kecepatan cahaya di ruang hampa, yaitu sekitar 300.000 km/detik (3 x 10⁸ m/s).
  • Spektrum Elektromagnetik: Rentang spektrum elektromagnetik mulai dari gelombang radio (frekuensi rendah) hingga sinar gamma (frekuensi tinggi). Spektrum ini mencakup gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak, ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma.
  • Dualitas Cahaya: Cahaya memiliki sifat sebagai partikel (foton) dan gelombang.

Kegiatan Pembelajaran

Pendahuluan (15 Menit)
  1. Apersepsi: Guru mengaitkan materi dengan kehidupan sehari-hari melalui pertanyaan pemantik, seperti “Bagaimana sinyal TV atau telepon dapat sampai ke perangkat kita?”.
  2. Motivasi: Guru menjelaskan pentingnya memahami cara perambatan gelombang elektromagnetik dan spektrumnya dalam teknologi modern, termasuk telekomunikasi dan kesehatan.
  3. Penyampaian Tujuan: Guru menyampaikan tujuan pembelajaran dan indikator yang ingin dicapai.
Inti (60 Menit)
  1. Eksplorasi:
    • Guru menjelaskan mekanisme perambatan gelombang elektromagnetik, termasuk bagaimana medan listrik dan medan magnet saling berkaitan.
    • Siswa menonton video pendek tentang spektrum elektromagnetik dan fenomena dualitas cahaya.
    • Siswa diajak untuk memahami perbedaan setiap jenis gelombang dalam spektrum elektromagnetik, dari gelombang radio hingga sinar gamma, dengan bantuan infografis dan animasi.
  2. Elaborasi:
    • Siswa bekerja dalam kelompok untuk membuat diagram spektrum elektromagnetik yang menunjukkan urutan gelombang berdasarkan frekuensi dan panjang gelombangnya.
    • Setiap kelompok mendiskusikan manfaat masing-masing jenis gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari, seperti penggunaan sinar-X dalam bidang kesehatan.
  3. Konfirmasi:
    • Guru mengadakan sesi tanya jawab untuk mengklarifikasi konsep yang kurang dipahami siswa.
    • Siswa mempresentasikan hasil diskusi kelompok tentang spektrum elektromagnetik dan aplikasinya.
Penutup (15 Menit)
  1. Guru memberikan kesimpulan tentang perambatan gelombang elektromagnetik dan spektrumnya.
  2. Guru memberikan tugas individu untuk mencari contoh aplikasi spektrum elektromagnetik dalam teknologi modern.
  3. Refleksi singkat: Siswa diminta menyampaikan apa yang paling menarik tentang spektrum elektromagnetik.

Penilaian

  • Penilaian Formatif:
    • Kuis singkat mengenai konsep dasar perambatan gelombang elektromagnetik dan spektrumnya.
    • Pengamatan diskusi kelompok, fokus pada kerja sama dan kontribusi ide dalam memahami spektrum.

Media dan Alat:

  • Infografis spektrum elektromagnetik.
  • Video pembelajaran singkat tentang perambatan dan spektrum gelombang elektromagnetik.
  • Proyektor dan perangkat visual.

Sumber Belajar:

  • Buku teks Fisika Kelas XII (Kurikulum Merdeka).
  • Artikel dan video pembelajaran dari internet terkait spektrum elektromagnetik dan perambatannya.

Pertemuan 2: Energi Gelombang Elektromagnetik dan Pemanfaatan Gelombang Elektromagnetik dalam Kehidupan

Alokasi Waktu: 3 JP (135 menit)

Tujuan Pembelajaran

  1. Siswa mampu menganalisis hubungan antara frekuensi, panjang gelombang, dan energi pada gelombang elektromagnetik.
  2. Siswa memahami berbagai pemanfaatan gelombang elektromagnetik dalam bidang telekomunikasi, kesehatan, astronomi, dan teknologi modern lainnya.
  3. Siswa mampu menyusun laporan sederhana mengenai aplikasi gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.

Materi Pembelajaran

  • Energi Gelombang Elektromagnetik: Energi yang dikandung oleh gelombang elektromagnetik sebanding dengan frekuensinya. Rumus dasar yang digunakan:
    • E=hf (Energi = konstanta Planck × frekuensi)
    • c=λf (Kecepatan cahaya = panjang gelombang × frekuensi)
    • Panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik, semakin pendek panjang gelombang, semakin tinggi energinya.
  • Pemanfaatan Gelombang Elektromagnetik:
    • Gelombang Radio: Komunikasi radio, televisi, dan jaringan telepon seluler.
    • Gelombang Mikro: Radar, oven microwave, dan komunikasi satelit.
    • Inframerah: Remote control, pencitraan thermal, dan astronomi.
    • Cahaya Tampak: Teknologi pencahayaan dan penglihatan.
    • Ultraviolet (UV): Sterilisasi dan aplikasi medis.
    • Sinar-X: Radiografi medis dan keamanan bandara.
    • Sinar Gamma: Pengobatan kanker (radioterapi) dan penelitian nuklir.

Kegiatan Pembelajaran

Pendahuluan (15 Menit)
  1. Apersepsi: Guru mengaitkan aplikasi gelombang elektromagnetik dengan teknologi yang digunakan sehari-hari seperti sinar-X di rumah sakit.
  2. Motivasi: Guru menjelaskan pentingnya memahami energi gelombang elektromagnetik dalam penerapan teknologi canggih, termasuk pemanfaatan dalam bidang kesehatan, komunikasi, dan astronomi.
  3. Penyampaian Tujuan: Guru menyampaikan tujuan pembelajaran dan kompetensi yang ingin dicapai.
Inti (90 Menit)
  1. Eksplorasi:
    • Guru menjelaskan hubungan antara frekuensi, panjang gelombang, dan energi pada gelombang elektromagnetik menggunakan rumus dasar fisika.
    • Siswa melakukan eksperimen sederhana untuk mengamati efek radiasi inframerah (misalnya, menggunakan remote control untuk melihat efek pada kamera inframerah).
  2. Elaborasi:
    • Siswa bekerja dalam kelompok untuk menganalisis aplikasi energi gelombang elektromagnetik pada berbagai teknologi, seperti sinar-X, gelombang mikro, dan sinar UV.
    • Setiap kelompok mempresentasikan hasil analisisnya tentang pemanfaatan gelombang elektromagnetik dan dampaknya dalam kehidupan.
  3. Konfirmasi:
    • Guru memberikan umpan balik terhadap hasil analisis siswa dan memberikan klarifikasi tentang hubungan energi, panjang gelombang, dan frekuensi.
    • Siswa menyelesaikan latihan soal tentang perhitungan energi foton dan hubungannya dengan spektrum elektromagnetik.
Penutup (15 Menit)
  1. Guru memberikan kesimpulan tentang hubungan energi gelombang elektromagnetik dan pemanfaatannya dalam kehidupan.
  2. Guru memberikan tugas akhir berupa proyek kelompok untuk mencari contoh lain dari pemanfaatan gelombang elektromagnetik.
  3. Refleksi pembelajaran: Siswa diminta menuliskan aplikasi gelombang elektromagnetik yang paling mereka temukan menarik.

Penilaian

  • Penilaian Sumatif:
    • Laporan eksperimen kelompok tentang pemanfaatan gelombang elektromagnetik.
    • Tugas akhir terkait analisis aplikasi energi gelombang elektromagnetik.

Media dan Alat:

  • Perangkat inframerah (misalnya remote control).
  • Kalkulator dan alat tulis untuk perhitungan energi foton.
  • Lembar latihan soal.

Sumber Belajar:

  • Buku teks Fisika Kelas XII (Kurikulum Merdeka).
  • Artikel ilmiah dan video daring tentang pemanfaatan gelombang elektromagnetik.

Rubrik Penilaian

Aspek Deskriptor Skor 4 (Sangat Baik) Skor 3 (Baik) Skor 2 (Cukup) Skor 1 (Perlu Perbaikan)
Pemahaman Konsep Siswa mampu menjelaskan perambatan, spektrum, dan energi gelombang elektromagnetik dengan benar. Penjelasan mendalam dan rinci. Penjelasan cukup jelas. Penjelasan kurang lengkap. Penjelasan tidak tepat.
Kerjasama Kelompok Siswa aktif berpartisipasi dalam diskusi dan berkontribusi dalam eksperimen. Sangat aktif dan membantu. Cukup aktif dan bekerja sama. Kurang aktif, kontribusi minimal. Tidak aktif sama sekali.
Analisis Energi Gelombang Siswa mampu menganalisis hubungan energi dengan frekuensi dan panjang gelombang dengan akurat. Analisis sangat akurat dan rinci. Analisis cukup akurat. Analisis kurang tepat. Analisis tidak sesuai.
Kreativitas dalam Aplikasi Siswa dapat memberikan contoh aplikasi yang relevan dan inovatif terkait gelombang elektromagnetik. Sangat kreatif dan inovatif. Cukup kreatif. Kurang inovatif. Tidak kreatif.
Budiskj
  • Perambatan Gelombang Elektromagnetik
    •
  • Gelombang Elektromagnetik: Pengertian dan Ciri-ciri
    •