Pembangunan dan Kebolehgunaan Modul Pembelajaran Koperatif dalam talia

MODUL PEMBELAJARAN KOPERATIF

Topik : GELOMBANg

BY : NOR FARISHA NAJIHAH BINTI MOHD SUHARDI (D20181082986)

PENGENALAN

• Modul Pembelajaran Koperatif (MPK) bagi topik Gelombang ini dihasilkan sebagai bahan pembelajaran alternatif bagi memudahkan proses pengajaran dan pembelajaran yang melibatkan dua hala atau secara berkumpulan di dalam kelas bagi subjek Fizik. Modul ini mengandungi tiga bahagian utama iaitu nota ringkas, latihan dan simulasi menggunakan aplikasi Javalab. Modul ini merangkumi tujuh subtopik, iaitu asas gelombang, pelembapan dan resonans, pantulan gelombang,pembiasan gelombang, pembelauan gelombang, interferens gelombang dan gelombang elektromagnet.

• Modul Pembelajaran ini disusun dengan pelbagai jenis aktiviti pembelajaran secara koperatif bagi setiap subtopik dalam usaha menggalakkan pembelajaran abad ke-21 iaitu secara dua hala dan guru hanya bertindak sebagai pembimbing dalam proses PdP. Menurut Rahim, Nadia Abdul, et al (2021) dalam PAK21 ini, guru-guru lebih banyak memainkan peranan sebagai fasilitator dan pengurus dalam bilik darjah bagi memastikan ianya bersesuaian dengan persekitaran sepertimana di alam pekerjaan.

Apa itu Pembelajaran koperatif ?

Menurut Rahim, Nadia Abdul, et al (2021), pembelajaran koperatif merupakan satu set proses yang dapat membantu pelajar untuk saling berinteraksi antara satu sama lain bagi mencapai matlamat khusus dalam sesuatu perkara. Slavin (1982), mendefinasikan pembelajaran koperatif sebagai kaedah pengajaran yang memerlukan murid dari pelbagai kebolehan bekerjasama dalam kumpulan kecil untuk mencapai satu matlamat yang sama. Pembelajaran koperatif ini juga boleh ditafsir sebagai pengajaran yang menggunakan kumpulan kecil di mana pelajar bekerja bersama-sama untuk memaksimumkan pembelajaran masing-masing dan pembelajaran sesama mereka.

SUBTOPIK

5.3 Pantulan Gelombang

5.1 Asas Gelombang

5.2 Pelembapan dan Resonans

5.5 Pembelauan Gelombang

5.4 Pembiasan Gelombang

5.6 Interferens Gelombang

Gelombang Elektromagnet

Latihan

Simulasi

5.1 ASAS GELOMBANG

Objek yang terjatuh ke permukaan air menghasilkan gelombang air

Menepuk tangan boleh menghasilkan gelombang bunyi

5.1 ASAS GELOMBANG

01

Gelombang boleh dihasilkan oleh sistem berayun atau bergetar.

02

Ayunan dan getaran : gerakan ulang-alik pada kedudukan keseimbangan mengikut satu lintasan yang tertutup.

03

Tenaga merambat tanpa pemindahan jirim medium.

Gelombang progresif

Profil gelombang merambat dengan masa sepanjang arah perambatan gelombang

• Gelombang melintang dan gelombang membujur

Gelombang pegun

Profil gelombang tidak merambat dengan masa

• Alat-alat muzik: gitar, ukelele, seruling

Gelombang melintang

Zarah medium bergetar pada arah yang berserenjang dengan arah perambatan gelombang

• Terdiri dari puncak dan lembangan yang berturutan.
• Contoh: Radio, cahaya, air

Gelombang membujur

Zarah medium bergetar pada arah yang selari dengan arah perambatan gelombang

• Terdiri daripada kawasan mampatan (kawasan termampat)

dan regangan (kawasan diregangkan) yang berturutan.

• Contoh: Bunyi

Jenis gelombang (dari segi keperluan medium untuk perambatan)

Gelombang elektromagnet

Gelombang mekanik

Tidak memerlukan medium untuk pemindahan tenaga

Memerlukan medium untuk pemindahan tenaga

Terdiri daripada ayunan medan elektrik dan magnet yang berserenjang dengan satu sama lain

Terdiri daripada getaran zarah dalam medium

Contoh: air, seismik

Contoh: radio, cahaya, gama

ISTILAH YANG BERKAITAN DENGAN GELOMBANG

02

Amplitud, A

01

Tempoh, T

03

Sesaran maksimum zarah dari kedudukan keseimbangannya.

Frekuensi, f

• Masa yang diambil oleh zarah untuk membuat ayunan lengkap
• Masa yang diambil untuk sumber gelombang untuk menghasilkan

satu gelombang

• Bilangan ayunan lengkap dibuat oleh zarah dalam satu saat
• Bilangan gelombang yang dihasilkan oleh sumber dalam satu saat

04

Panjang gelombang,λ

05

Laju gelombang, v

Jarak yang dilalui sesaat oleh profil gelombang (unit: ms-1)

Jarak antara dua titik sefasa yang berturutan

graf sesaran-masa

GRAF SESARAN-JARAK

AKTIVITI PEMBELAJARAN 5.1

Tujuan : Mendefinisi istilah berkaitan gelombangArahan :

1. Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan menggunakan kaedah jigsaw.
2. Imbas QR code dan tonton video tentang gelombang.
3. Cari maklumat daripada laman sesawang yang menerangkan definisi istilah berkaitan dengan gelombang.
4. Persembahkan hasil carian anda dalam bentuk peta minda yang menarik.

Kaedah JIGSAW

a. Pelajar dibahagikan kepada beberapa kumpulan b. Dalam kumpulan tersebut ahli dibahagikan kepada nombor tertentu 1 - 2 - 3 - 4 c. Semua pelajar yang memegang No.1 akan bergerak ke Stesen No.1 bagi berbincang dengan ahli daripada kumpulan lain yang juga memegang No.1 d. Demikian juga dengan No.2, No.3 dan No.4 e. Selesai perbincangan mengenai topik mereka, pelajar akan kembali ke kumpulan asal dan menjadi pakar bagi topik berkenaan f. Mereka akan berkongsi hasil perbincangan di stesen tadi bersama rakan kumpulan asal.

02

5.2 PELEMBAPAN DAN RESONANS

PELEMBAPAN DAN RESONANSBAGI SATU SISTEM AYUNAN DAN GETARAN

Pelembapan

Bagaimana untuk mengatasi pelembapan? - dikenakan daya luar berkala pada sistem berayun - daya berkala: bertindak pada selang masa tertentu (bukan berterusan) - kuasa ini akan memindahkan tenaga ke dalam sistem untuk menggantikan tenaga yang hilang

Definisi: Pengurangan dalam amplitud dalam sistem yang sedang berayun akibat kehilangan tenaga (frekuensi tetap)

Pelembapan luaran : Kehilangan tenaga untuk mengatasi daya geseran atau rintangan udara Pelembapan dalaman : Kehilangan tenaga disebabkan regangan dan pemampatan zarah yang bergetar dalam sistem.

Resonans

Frekuensi semula jadi: Frekuensi sistem yang berayun tanpa tindakan daya luarResonans: Apabila frekuensi daya luaran yang dikenakan adalah sama dengan frekuensi semula jadi sistem ayunan tersebut

• sistem berayun dengan frekuensi semula jadi
• sistem berayun dengan amplitud maksimum

Demonstrasi Resonans

Tala BUNYI

BANDUL

• Tala bunyi P dan Q mempunyai frekuensi yang

sama

• Apabila tala bunyi P diketuk dengan tukul, ia telah memaksa tala bunyi Q bergetar dalam resonans dengan P.

• Tala bunyi P memindahkan tenaga kepada Q.
• Tala bunyi Q bergetar dengan amplitud maksimum.

• Apabila X berayun, ia memindahkan tenaga kepada semua bandul, menyebabkan mereka berayun.
• Panjang tali D sama kepada dengan X. D akan berayun dalam resonans dengan X.

• Pendulum D berayun dengan amplitud terbesar.

Contoh dan aplikasi resonans dalam kehidupan harian

Ketuhar gelombang mikro

Jambatan Gantung Tacoma Narrows

London Millennium Footbridge

Penalaan alat muzik

Radio

Penyanyi memecahkan gelas menggunakan suara

MUKA GELOMBANG

• arah perambatan gelombang berserenjang dengan muka gelombang.

• panjang gelombang adalah jarak di antara dua muka gelombang berturutan.

KONSEP KARTUN

Aktiviti pembelajaran 5.2

Tujuan : Menunjukkan video kesan-kesan resonans dalam kehidupan.Arahan :

1. Guru menyiapkan beberapa kad yang tertulis contoh-contoh kesan resonans dalam kehidupan.
2. Setiap pelajar mestilah mendapatkan sekeping kad yang telah ditulis oleh guru.
3. Kemudian pelajar akan mencari rakan kelas yang juga memegang kad dengan topik yang sama.
4. Pelajar berbincang menyelesaikan tugas secara bersama-sama dengan mencari video mengenai kesan resonans yang diberikan .
5. Kemudian, setiap pasangan perlulah mempersembahkan video tentang kesan resonans yang telah dicari.

Make a Match

03

5.3 PANTULAN GELOMBANG

5.3 PANTULAN GELOMBANG

Kesan selepas pantulan

Ciri-ciri gelombang

tuju = pantulan

Sudut

tiada perubahan

Panjang gelombang

tiada perubahan

Frekuensi

Laju gelombang

tiada perubahan

Arah perambatan

berubah (i = r)

Langkah-langkah melukis gambar rajah pantulan gelombang air

Langkah 4 : Lukis garis-garis berserenjang dengan BC untuk mewakili muka gelombang pantulan, Panjang gelombang pantulan hendaklah sama dengan panjang gelombang tuju.

Langkah 1 : Lukis anak panah AB berserenjang dengan muka gelombang tuju untuk mewakili arah perambatan gelombang tuju.

Langkah 3 : Lukis anak panah BC dengan keadaan sudut CBN sama dengan sudut ABN untuk mewakili arah perambatan gelombang pantulan.

Langkah 2 : Lukis garis normal BN yang serenjang dengan pemantul satah.

GELOMBANG ULTRASONIK

Untuk memeriksa fetus dan organ-organ dalaman (sonography / ultrasoundi)

Info

SONAR

Menggunakan pantulan ultrasonik untuk mengesan kawasan dengan ikan

Info

GELOMBANG RADIO

Satelit komunikasi dengan antena parabola, memantulkan gelombang ke hon suapa (menumpukan).

Info

GELOMBANG BUNYI

Corak elombang bunyi yang dipantulkan adalah berbeza kerana batuan yang berbeza membolehkan untuk mengenal pasti kawasan yang mempunyai sumber gas asli (Kajian seismik)

Info

PENYELESAIAN MASALAH PANTULAN GELOMBANG

Cuba kira soalan berikut menggunakan formula di sebelah

Kapal A menggunakan gelombang ultrasonik untuk menentukan kedalaman laut. Selang masa antara penghantaran gelombang dan penerimaan echo adalah 0.5s. Jika laju gelombang 1500 ms-1, kira kedalaman.

D = vt/2

D = kedalaman, m

v = laju, ms-1

t = masa, s

Share & Turn

AKTIVITI PEMBELAJARAN 5.3

Tujuan : Mengkaji ciri-ciri pantulan gelombang.Arahan :

1. Guru menyoal tentang ciri-ciri pantulan gelombang kepada semua pelajar.
2. Setiap pelajar mestilah berfikir dan menulis apa yang disoal oleh guru.
3. Kemudian pelajar akan duduk secara berkumpulan.
4. Pelajar perlu memberitahu rakan sekumpulan secara bergilir-gilir. Sebagai contoh :

A ke B B ke C C ke D D ke A atau 5. Masing-masing menulis dalam kertas. Kertas ditukarkan bergilir-gilir antara kawan-kawan sehingga pelajar mendapat kertas semula yang mengandungi 4 isi atau idea.

04

5.4 PEMBIASAN GELOMBANG

Ciri-ciri gelombang

Sudut

Panjang gelombang

Frekuensi

Laju gelombang

Arah perambatan

Kesan selepas pembiasan

Berubah

Berubah

Tiada perubahan

Berubah

Berubah

5.4 Pembiasan Gelombang

• air: kedalaman air
• bunyi: ketumpatan udara
• cahaya: ketumpatan optik medium

Pembiasan: Perubahan arah perambatan gelombang yang disebabkan oleh perubahan dalam halaju gelombang apabila gelombang merambat dari satu medium yang lain.

Langkah-langkah melukis gambar rajah pembiasan gelombang air

Langkah 4 : Lukis tiga garis yang berserenjang dengan BC untuk mewakili muka gelombang biasan.Garis-garis hendaklah lebih rapat kepada satu sama lain berbanding dengan muka gelombang tuju.

Langkah 1 : Lukis anak panah AB berserenjang dengan muka gelombang tuju untuk mewakili arah perambatan gelombang tuju.

Langkah 3 : Lukis anak panah BC, yang lebih mendekati garis normal daripada AB untuk mewakili arah perambatan gelombang biasan.

Langkah 2 : Lukis garis normal yang berserenjang dengan sempadan kawasan dalam dan kawasan cetek di B

Perubahan selepas pembiasan (analogi lebuh raya)

• Jalan yang tidak sesak
• Kurang tumpat / kawasan dalam
• Laju bertambah
• Jauh dari normal

• Jalan sesak
• Lebih tumpat / kawasan cetek
• Laju berkurang
• Mendekati normal

Rajah menunjukkan perambatan gelombang air antara kawasan yang mempunyai kedalaman berbeza.

PEMBIASAN GELOMBANG BUNYI

Malam

Siang

• Lapisan udara berhampiran tanah adalah lebih sejuk
• Bunyi bergerak lebih perlahan dalam udara sejuk
• Bunyi dibiaskan ke bawah
• Bunyi lebih jelas kepada pemerhati

• Lapisan udara berhampiran tanah adalah lebih panas
• Bunyi bergerak lebih cepat dalam udara panas
• Bunyi dibiaskan ke atas

• Bunyi tidak jelas kepada pemerhati

Pembiasan gelombang bunyi

• Tanjung adalah kawasan cetek manakala teluk adalah kawasan yang dalam

• Apabila tanjung, kelajuan adalah lebih perlahan, panjang gelombang yang lebih pendek

• Apabila menghampiri teluk, gelombang adalah lebih laju, panjang gelombang yang lebih panjang

• Perbezaan dalam panjang gelombang menyebabkan muka gelombang melengkung dan mengikut bentuk tepi pantai.

• Tenaga ditumpukan ke arah tanjung, disebarkan dari teluk.

• Amplitud di tanjung adalah lebih besar daripada teluk.

Menyelesaikan masalah yang melibatkan pembiasan gelombang

AKTIVITI PEMBELAJARAN 5.4

Tujuan: Membincangkan fenomena semula jadi pembiasan gelombang Arahan: 1. Jalankan aktiviti ini secara berpasangan. 2. Cari maklumat mengenai fenomena semula jadi pembiasan gelombang. 3. Bentangkan dalam bentuk persembahan multimedia yang menarik.

5.5 PEMBELAUAN GELOMBANG

05

Ciri-ciri gelombang

Panjang gelombang

Laju gelombang

Arah perambatan

Kesan selepas pembelauan

Tiada perubahan

Sudut

Frekuensi

Tiada perubahan

Tiada perubahan

Berubah (berkurang)

Berubah (satu arah ke banyak)

5.4 PEMBELAUAN Gelombang

Faktor yang mempengaruhi pembelauan:

• panjang gelombang
• saiz celah atau halangan

Pembelauan: Penyebarkan gelombang apabila gelombang merambat melalui suatu celah atau tepi suatu penghalang.

Pembelauan ketara

Pembelauan kurang ketara

Halangan kecil

Halangan lebar

Saiz Halangan

Celah lebar

Celah sempit

Saiz Celah

Panjang gelombang pendek

Panjang gelombang panjang

Panjang Gelombang

Pembelauan gelombang cahaya (celah kecil, cahaya monokromatik)

Celah tunggal

Lubang jarum

Panjang gelombang R> O> Y> G> B> I> V (pelangi)

PEMBELAUAN GELOMBANG BUNYI

Lebih rendah frekuensi, pembelauan lebih ketara

Frekuensi yang lebih tinggi, pembelauan kurang ketara

Perbualan boleh didengar (bunyi dibelaukan), tetapi tidak dapat dilihat (cahaya tidak dibelaukan).

Benteng penahan menyebabkan pembelauan yang menghasilkan kawasan air tenang sesuai bagi persinggahan kapal-kapal dan aktiviti rekreasi air.

Air

Cahaya

Pembelauan cahaya menghasilkan hologram digunakan sebagai ciri-ciri keselamatan pada kad bank.

Bunyi

Gelombang infrasonik (frekuensi rendah, panjang gelombang panjang) yang dihasilkan oleh gajah bolehmelakukan komunikasi jarak jauh.

AKTIVITI PEMBELAJARAN 5.5

Tujuan :Mencari maklumat tentang pembelauan gelombang air, cahaya dan bunyi dalam kehidupan harian. Arahan :

1. Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan.
2. Rujuk bahan bacaan atau layari laman sesawang untuk mencari maklumat tentang pembelauan gelombang air, cahaya dan bunyi dalam kehidupan harian yang memanfaatkan manusia.

3. Bentangkan hasil carian anda dalam bentuk persembahan yang menarik.

06

5.6 Interferens GELOMBANG

JENIS INTERFERENS

5.6 Interferens GELOMBANG

Prinsip superposisi gelombang:

• Apabila dua gelombang bersuperposisi, sesaran paduan yang terhasil adalah jumlah sesaran individu kedua-dua gelombang.

Interferens gelombang:

• Superposisi dua atau lebih gelombang dari sumber gelombang yang koheren.

Gelombang koheren:

• Frekuensi sama, perbezaan fasa adalah tetap

FORMULA INTERFERENS

5.6 Interferens GELOMBANG

Interferens gelombang cahaya (Eksperimen dwicelah Young)

Interferens gelombang air

Interferens gelombang bunyi

Aplikasi Interferens Gelombang dalam Kehidupan Harian

Luan bebuli menghasilkan gelombang air yang akan mengalami interferens memusnah dengan gelombang disebabkan haluan kapal.Air tenang di sekeliling kapal, kurang seretan air.

Mikrofon dan pemancar pada fonkepala dalam pesawat yangmenghasilkan gelombang bunyi yangmenyebabkan interferens memusnahdengan bunyi persekitaran.

Kanta anti-pantulan mempunyai salutan yang menyebabkan pantulan cahaya mempunyai interferens memusnah. Ini menghasilkan penglihatan lebih jelas.

AKTIVITI PEMBELAJARAN 5.6

Tujuan : Mengkaji hubungan antara λ, a, x dengan D.Arahan :

1. Jalankan aktiviti ini secara berpasangan mengunakan kaedah Think Pair & Share.
2. Setiap pelajar diberikan tiga corak interferens gelombang dalam rajah 5.64 oleh guru.
3. Berpandukan daripada rajah yang diberikan oleh guru, pelajar perlu berfikir secara sendirian tentang :

Darpada corak 1 dan corak 2 : - Tentukan pemboleh ubah yang dimalarkan. -Apakah hubungan antara x dengan a. 5. Daripada corak 2 dan corak 3 : -Apakah pemboleh ubah yang dimalarkan ? -Bandingkan λ -Apakah hubungan antara x dengan lambda ? 6. Daripada corak 3, tentukan hubungan antara x dengan D. 7. Berbincang dengan rakan berdua 8. Pelajar membentang atau menerangkan dalam kumpulan apa yang difikirkan olehnya dan juga rakannya.

07

5.7 Gelombang elektromagnet

GARIS MASA

Awal abad ke-20

1801

1862

1887

7 jenis EM

Thomas Young

James Maxwell

Heinrich Hertz

Gelombang radio

- Cahaya ialah gelombang

Cahaya ialah gelombang EM

Ciri-ciri gelombang elektromagnet

• gelombang melintang
• tidak memerlukan medium untuk perambatan
• boleh merambat melalui vakum

• laju dalam vakum = 3x108 ms-1
• mengalami pantulan, pembiasan, pembelauan dan interferens

Gelombang EM: Medan elektrik dan magnet berayun serenjang dengan satu sama lain.

Spektrum elektromagnet

• spektrum selanjar: tiada sempadan tertentu yang memisahkan dua jenis gelombang bersebelahan
• frekuensi adalah berkadar terus dengan tenaga gelombang EM

Info

Aplikasi Gelombang Elektromagnet

Aplikasi

Jenis gelombang

• komunikasi radio jarak jauh
• mesin gelombang-milimeter untuk mengimbas penumpang di lapangan terbang.

• TV dan radio tempatan
• komunikasi tanpa wayar (Bluetooth, Wifi,zigBee, Z-wave)

• Gelombang radio

• Gelombang mikro

• Inframerah

• komunikasi antarabangsa (satelit)
• rangkaian telefon bimbit
• komunikasi antara peranti elektronik(Bluetooth, Wifi, ZigBee,Z-wave)

• Pengesanan radar pesawat dan pemerangkaplaju.

• Memasak (ketuhar gelombang mikro)

• memasak (Oven, grill, pembakar roti)
• penglihatan malam (teropong dan kamera inframerah)

• pengeringan cat pada kereta
• rawatan sakit otot
• alat kawalan jauh

Aplikasi Gelombang Elektromagnet

Aplikasi

Jenis gelombang

• penglihatan
• fotografi
• fotosintesis dalam tumbuhan hijau
• cahaya laser digunakan untuk memotonglogam, mengukur tanah, hantar maklumat melalui gentian optik

• mengeraskan tampalan gigi
• mengesan wang palsu
• rawatan penyakit kuning pada bayi
• penulenan air minuman
• pensterilan peralatan pembedahan dan makanan

• perangkap serangga

• mengesan keretakan atau patah tulang
• Pemeriksaan sambungan kimpalan
• imbas bagasi di lapangan terbang
• menentukan keaslian lukisan

• bunuh sel-sel kanser dalam radioterapi
• membuat makanan tahan lebih lama dalam industri makanan

• Pensterilan peralatan pembedahan dan perubatan secara pukal

• Cahaya nampak

• Ultraungu

• Sinar-X

• Sinar gama

AKTIVITI PEMBELAJARAN 5.7

Tujuan : Mencari maklumat berkaitan ciri-ciri gelombang elektromagnet.Arahan :

1. Guru menyoal tentang ciri-ciri pantulan gelombang kepada semua pelajar.
2. Pelajar perlu mencari maklumat berkaitan ciri-ciri gelombang elektromagnet bagi aspek berikut:

-sama ada gelombang melintang atau membujur -keperluan medium untuk perambatan -laju dalam vakum -fenomena yang ditunjukkan 3. Rumuskan hasil carian anda menggunakan peta pemikiran yang sesuai dan hasilkan satu poster mengikut kreativiti masing-masing. 4. Kemudian pelajar diminta bergerak dari meja anda dan pergi ke paparan yang terdapat dalam kelas / lihat hasil kerja kumpulan lain. 5. Tulis komen positif terhadap hasil kerja kumpulan lain atau ambil maklumat atau data yang diminta oleh guru. 6.Perkemaskan tugasan kumpulan anda agar menjadi lebih baik setelah melihat hasil kerja kumpulan lain.

Gallery Walk

SIMULASI

Perambatan Gelombang

Gelombang Air

Analisis Bunyi

Tala Bunyi dan Gelombang Bunyi

Koklea dan Audio Frekuensi

SELAMAT BELAJAR

TERIMA KASIH !