Selamat datang di Pakdosen.co.id, web digital berbagi ilmu pengetahuan. Kali ini PakDosen akan membahas tentang Gejala Gelombang? Mungkin anda pernah mendengar kata Gejala Gelombang? Disini PakDosen membahas secara rinci tentang pengertian, macam, persamaan, sifat, syarat dan contoh. Simak Penjelasan berikut secara seksama, jangan sampai ketinggalan.
Pengertian Gejala Gelombang
Gelombang adalah suatu getaran yang merambat, dalam perambatannya gelombang membawa energi. Dengan kata lain, gelombang merupakan getaran yang merambat dan getaran sendiri merupakan sumber gelombang. Jadi, gelombang adalah getaran yang merambat dan gelombang yang bergerak akan merambatkan energy (tenaga). Gelombang tali adalah gelombang yang merambat pada tali. Gelombang ini merupakan gelombang mekanik, dengan tali sebagai mediumnya. Jenis gelombang ini walaupun terlihat sederhana dapat menjelaskan efek-efek gelombang pada umumnya seperti refraksi, refleksi, transmisi dan superposisi. Gelombang Air adalah pergerakan naik dan turunnya air dengan arah tegak lurus permukaan air laut yang membentuk kurva/grafik sinusoidal. Gelombang laut biasanya disebabkan oleh angin. Angin di atas lautan memindahkan tenaganya ke permukaan perairan, menyebabkan riak-riak, alunan/bukit, dan berubahmenjadi apa yang kita sebut sebagai gelomau ombak.
Gelombang laut merupakan salah satu contoh gelombang yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Selain gelombang laut, masih terdapat banyak contoh lainnya. Ketika Anda melempar sebuah batu kecil pada permukaan air yang tenang, akan muncul gelombang yang berbentuk lingkaran dan bergerak ke luar. Contoh lain adalah gelombang yang merambat sepanjang tali yang terentang lurus bila Anda menggerakan tali naik turun. Ketika kita berbicara mengenai gelombang, kita tidak bisa mengabaikan getaran. Getaran dan gelombang mempunyai hubungan yang erat sekali. Pokok bahasan getaran telah Anda pelajari di kelas XI. Ketika kita melempar batu ke dalam genangan air yang tenang, gangguan yang kita berikan menyebabkan partikel air bergetar atau berosilasi terhadap titik setimbangnya. Perambatan getaran pada air menyebabkan adanya gelombang pada genangan air tadi. Jika kita menggetarkan ujung tali yang terentang, maka gelombang akan merambat sepanjang tali tersebut. Gelombang tali dan gelombang air adalah dua contoh umum gelombang yang mudah kita saksikan dalam kehidupan sehari-hari. Ketika kita melihat gelombang pada genangan air, seolah-olah tampak bahwa gelombang tersebut membawa air keluar dari pusat lingkaran.
Demikian pula, ketika Anda menyaksikan gelombang laut bergerak ke pantai, mungkin Anda berpikir bahwa gelombang membawa air laut menuju ke pantai. Kenyataannya bukan seperti itu. Sebenarnya yang Anda saksikan adalah setiap partikel air tersebut berosilasi (bergerak naik turun) terhadap titik setimbangnya. Hal ini berarti bahwa gelombang tidak memindahkan air tersebut. Kalau gelombang memindahkan air, maka benda yang terapung juga ikut bepindah. Jadi, air hanya berfungsi sebagai medium bagi gelombang untuk merambat. Pada pertanyaan di atas juga mengemuka bahwa ketika Anda mandi di air laut, Anda merasa merasa terhempas ketika diterpa gelombang laut. Hal ini terjadi karena setiap gelombang selalu membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Ketika mandi di laut, tubuh kita terhempas ketika diterpa gelombang laut karena terdapat energi pada gelombang laut. Energi yang terdapat pada gelombang laut bisa bersumber dari angin dan lainnya.
Macam-macam Gelombang
Berikut ini adalah macam-macam gelombang yaitu:
1. Berdasarkan arah rambat gelombang terhadap arah getarnya
- Gelombang transversal yaitu arah rambatnya tegak lurus dengan arah rambatnya. Contoh : gelombang pada tali yang digetarkan naik turun
- Gelombang longitudinal yaitu arah rambatnya searah dengan arah getarnya. Contoh : gelombang bunyi
2. Berdasarkan perlu tidaknya medium dalam perambatannya
- Gelombang mekanik yaitu memerlukan medium dalam perambatannya Contoh : gelombang pada slinki, gelombang pada air, dan gelombang bunyi.
- Gelombang elektromagnetik _ tidak memerlukan medium dalam Perambatannya. Contoh : gelombang cahaya, gelombang radio, dan sinar X
3. Berdasarkan perubahan amplitudo
- Gelombang berjalan yaitu amplitudonya tetap.
- Gelombang stasioner yaitu amplitudonya berubah.
Persamaan Dasar Gelombang
Misalkan gelombang merambat dengan kecepatan v, maka dengan menggunakan rumus jarak s = v t diperoleh:
λ = v T atau v =
Dengan v = Cepat rambat gelombang (m/s)
λ = Panjang gelombang (m)
T = Periode (s)
Freakuensi (f) dalam satuan Hertz (Hz) adalah kebalikan dari periode (T), sehingga diperoleh hubungan :
Kemiripan antara getaran dan gelombang adalah keduanya sama – sama memiliki
besaran periode, frekuensi, dan amplitudo. Perbedaannya adalah gelombang memiliki besaran panjang sedangkan getaran tidak.
Contoh
Sebuah gelombang pada permukaan air dihasilkan dari suatu getaran yang frekuensinya 30 Hz. Jika jarak antara puncak dan lembah gelombang yang berturutan adalah 50 cm, hitunglah cepat rambat gelombang tersebut!
Penyelesaian :
Diketahui : f = 30 Hz , ½ λ = 50 cm à λ = 100 cm = 1 m
Ditanya : v = ..?
Jawab : v = λ.f = 1.30 = 30 m/s
Latihan
Sebuah pemancar radio bekerja pada gelombang 1,5 m. Jika cepat rambat gelombang radio 3.108 m/s, pada frekuensi berapakah stasion radio tersebut bekerja!
Sifat-Sifat Gelombang
Berikut ini adalah beberapa sifat-sifat gelombang yaitu:
-
Dispersi Gelombang
Dispersi Gelombang adalah perubahan bentuk gelombang ketika gelombang merambat melalui suatu medium. Kebanyakan medium nyata dimana gelombang merambat dapat kita dekati sebagai medium nondispersi yang maksudnya apabila gelombang melaluinya, tidak akan mengalami perubahan bentuk gelombang. Contih dari medium nondispersi adalah udara dan ruang vakum.
-
Pemantulan Gelombang
Pemantulan gelombang adalah pembalikan arah rambat gelombang karena membentur suatu medium atau pembatas. Pada peristiwa pemantulan gelombang, ada dua kemungkinan yang dapat terjadi pada fase gelombang pantul. Apabila gelombang itu merambat dalam medium yang kurang rapat dan sampai pada batas medium yang lebih rapat, maka fase gelombang pantul akan berbeda 0,5 dengan fase gelombang datang. Dalam hal ini gelombang datang dikatakan mengalami perubahan fase 0,5. Misalnya gelombang yang merambat di dalam udara akan mengalami perubahan fase pada saat dipantulkan oleh permukaan air (batas antara air dan udara), sehingga fase gelombang pantul berbeda 0,5 dengan fase gelombang datang. Sebaliknya, apabila gelombang itu merambat di dalam medium yang lebih rapat dan sampai pada bidang batas medium yang kurang rapat, maka fase gelombang pantul akan sama dengan fase gelombang datang. Dalam hal ini gelombang datang dikatakan tidak mengalami perubahan fase. Misalnya, cahaya yang merambat di dalam air tidak akan mengalami perubahan fase pada saat terjadinya pemantulan oleh udara (bidang batas antara air dengan udara), sehingga fase gelombang pantul sama dengan fase gelombang datang.
-
Pembiasan Gelombang
Pembiasan gelombang adalah pembelokan rambat gelombang karena melalui dua medium yang memiliki kerapatan yang berbeda. Perubahan panjang gelombang menyebabkan pembelokan gelombang, seperti diperlihatkan pada foto pembiasan gelombang lurus sewaktu gelombang lurus mengenai bidang batas antara tempat yang dalam ke tempat yang dangkal dalam suatu tangki riak. Pembelokan gelombang dinamakan pembiasan.
Persamaan umum yang berlaku untuk pembiasan gelombang adalah :
(1.22)
Dengan : i = sudut datang,
r = sudut bias,
v1 = cepat rambat gelombang dalam medium 1 (m/s),
v2 = cepat rambat gelombang dalam medium 2 (m/s),
n = indeks bias medium 2 relatif terhadap medium 1.
Perhatikan persamaan (1-22), jika sinar dating dari tempat yang dalam ke tempat yang dangkal maka :
v1 < v2
>1
Sin i > sin r atau sin r < sin i
r < i
Pengertian indeks bias :
Besaran pada persamaan (1-22) adalah indeks bias medium 2 relatif terhadap medium 1. Jika indeks bias medium 2 adalah n2 dan indeks bias medium 1 adalah n1, maka n dapat kita tulis sebagai :
(1.23)
Jika n dalam persamaan (1-22) kita gantikan dengan n di atas, dan ambil sudut datang i = dan sudut bias r = , kita peroleh
Soal
Jika gelombang cahaya datang dari udara menuju air. Hitung sudut bias jika sudut datang 30⁰ dan indeks bias air 1.33 !
Diketahui :
i= 30⁰
n2 = 1.33
n1 = 1 (indeks bias udara = 1)
ditanya :
r . . . ?
jawab :
sin 30/ sin r = 1,33/1
r = 22,1⁰
jadi sudut bias sebesar 22,1 ⁰
-
Difraksi Gelombang
Difraksi gelombang adalah lenturan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah sempit. Celah bertindak sebagai sumber gelombang berupa titik, dan muka gelombang yang melalui celah dipancarkan berbentuk lingkaran – lingkaran dengan celah tersebut sebagai pusatnya.
-
Interferensi Gelombang
Interferensi gelombang adalah pengaruh yang ditimbulkan oleh gelombang-gelombang yang berpadu. Pada saat dua gelombang membentuk gelombang stasioner, pada titik – titik tertentu yang disebut perut, kedua gelombang saling memperkuat (interferensi konstruktif), dan pada titik – titik tertentu yang disebut simpul, kedua gelombang saling memperlemah atau meniadakan (interferensi destruktif) Interferensi konstruktif apabila kedua gelombang sefase, sedangkan interferensi destruktif terjadi jika kedua gelombang berlainan fase.
-
Polarisasi Gelombang
Polarisasi gelombang hanya terjadi pada gelombang transversal, jadi polarisasi tidak terjadi pada gelombang bunyi yang merupakan gelombang longitudinal. Gelombang terpolarisasi linear jka getaran dari gelombang tersbut selalu terjadi dalam satu arah saja. Arah ini disebut arah polarisasi. Pada gelombang longitudinal (misalnya gelombang bunyi), arah getarnya selalu sama dengan arah merambatnya sehingga arah memanjang celah tidak akan mempengaruhi gelombang, berbeda halnya pada gelombng transversal yang akan terserap sebagian rambatnya apabila melalui celah memanjang.
-
Efek Dopller
Efek Doppler : bila sumber bunyi dan pengamat saling bergerak relative satu terhadap lainnya (mendekati atau menjauhi) maka frekuensi yang diterima pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipacarkan oleh sumber. Apabila sumber gelombang dan pengamat bergerak relative saling mendekati, pengamatakan menerima frekuensi gelombang yang lebih tinggi daripada frekuensi yang dipancarkan sumber gelombang. Apabila sumber gelombang dan gelombang bergerak relative saling menjauhi, pengamat akan menerima frekuensi gelombang yang lebih rendah daripada frekuensi yang dipancarkan sumber gelombang.
Syarat-Syarat Adanya Gelombang Bunyi
Berikut ini adalah syarat-syarat adanya gelombang bunyi:
1. Sumber Bunyi
Benda-benda yang dapat menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Contoh sumber bunyi adalah berbagai alat musik, seperti gitar, biola, piano, drum, terompet dan seruling.
2. Zat Perantara (Medium)
Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang tidak tampak. Bunyi hanya dapat merambat melalui medium perantara. Contohnya udara, air, dan kayu. Tanpa medium perantara bunyi tidak dapat merambat sehingga tidak akan terdengar. Berdasarkan penelitian, zat padat merupakan medium perambatan bunyi yang paling baik dibandingkan zat cair dan gas.
3. Pendengar
Bunyi dapat didengar apabila ada pendengar. Manusia dilengkapi indra pendengar, yaitu telinga sebagai alat pendengar. Getaran yang berasal dari benda-benda yang bergetar, sampai ke telinga kita pada umumnya melalui udara dalam bentuk gelombang. Karena gelombang yang dapat berada di udara hanya gelombang longitudinal, maka bunyi merambat melalui udara selalu dalam bentuk gelombang longitudinal. Kita perlu ingat bahwa gelombang longitudinal adalah perapatan dan perenggangan yang dapat merambat melalui ketiga wujud zat yaitu : wujud padat, cair dan gas.
Contoh Penerapan Gelombang
Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan gelombang yaitu:
-
Radio
Radio energi adalah bentuk level energi elektromagnetik terendah, dengan kisaran panjang gelombang dari ribuan kilometer sampai kurang dari satu meter. Penggunaan paling banyak adalah komunikasi, untuk meneliti luar angkasa dan sistem radar. Radar berguna untuk mempelajari pola cuaca, badai, membuat peta 3D permukaan bumi, mengukur curah hujan, pergerakan es di daerah kutub dan memonitor lingkungan. Panjang gelombang radar berkisar antara 0.8 – 100 cm.
-
Microwave
Panjang gelombang radiasi microwave berkisar antara 0.3 – 300 cm. Penggunaannya terutama dalam bidang komunikasi dan pengiriman informasi melalui ruang terbuka, memasak, dan sistem PJ aktif. Pada sistem PJ aktif, pulsa microwave ditembakkan kepada sebuah target dan refleksinya diukur untuk mempelajari karakteristik target. Sebagai contoh aplikasi adalah Tropical Rainfall Measuring Mission’s (TRMM) Microwave Imager (TMI), yang mengukur radiasi microwave yang dipancarkan dari Spektrum elektromagnetik Energi elektromagnetik atmosfer bumi untuk mengukur penguapan, kandungan air di awan dan intensitas hujan.
-
Infrared
Kondisi-kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki pancaran inframerah dari tubuh. Foto inframerah khusus disebut termogram digunakan untuk mendeteksi masalah sirkulasi darah, radang sendi dan kanker. Radiasi inframerah dapat juga digunakan dalam alarm pencuri. Seorang pencuri tanpa sepengetahuannya akan menghalangi sinar dan menyembunyikan alarm. Remote control berkomunikasi dengan TV melalui radiasi sinar inframerah yang dihasilkan oleh LED ( Light Emiting Diode ) yang terdapat dalam unit, sehingga kita dapat menyalakan TV dari jarak jauh dengan menggunakan remote control.
-
Ultraviolet
Sinar UV diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapat membunuh kuman-kuman penyakit kulit.
-
Sinar X
Sinar X ini biasa digunakan dalam bidang kedokteran untuk memotret kedudukan tulang dalam badan terutama untuk menentukan tulang yang patah. Akan tetapi penggunaan sinar X harus hati-hati sebab jaringan sel-sel manusia dapat rusak akibat penggunaan sinar X yang terlalu lama.
-
Alat musik
Pada alat musik seperti gitar sumber bunyinya dihasilkan oleh benda yang bergetar, yaitu senar. Jika senar dipetik dengan amplitodu (simpangan) yang besar maka bunyi yang ditimbulkan akan lebih keras. Dan jika ketegangan senar di diregangkan maka suara lengkingannya akan semakin tinggi. Begitu pula pada kendang dan alat musik yang lain. Suara timbul karena sumber suara digetarkan.
Demikian Penjelasan Materi Tentang Gejala Gelombang: Pengertian, Macam, Persamaan, Sifat, Syarat dan Contoh Semoga Materinya Bermanfaat Bagi Siswa-Siswi.
