Gelombang

Gelombang

1. PENDAHULUAN
Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dikelompokkan menjadi dua, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik yaitu gelombang yang memerlukan medium di dalam perambatannya. Contoh gelombang mekanik antara lain: gelombang bunyi, gelombang permukaan air, dan gelombang pada tali. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya. Contoh : cahaya, gelombang radio, gelombang TV, sinar – X, dan sinar gamma.
2. HAKEKAT GELOMBANG MEKANIK

A. Terjadinya Gelombang
Gelombang terjadi karena adanya usikan yang merambat.Menurut konsep fisika, cerminan gelombang merupakan rambatan usikan, sedangkan mediumnya tetap. Jadi, gelombang merupakan rambatan pemindahan energi tanpa diikuti pemindahan massa medium.

Klik gambar untuk lihat animasinya

B. Pengertian Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium dalam perambatannya.
Contoh gelombang mekanik :
- Gelombang yang terjadi pada tali jika salah satu ujungnya digerak-gerakkan.

- Gelombang yang terjadi pada permukaan air jika diberikan usikan padanya ( misal dengan menjatuhkan batu di atas permukaan air kolam yang tenang ).

C. Gelombang Transversal
Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus arah getarannya ( usikannya ).
Perhatikan ilustrasi berikut ini !

Contoh gelombang transversal :
- getaran sinar gitas yang dipetik
- getaran tali yang digoyang-goyangkan pada salah satu ujungnya

A. Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatannya sejajar dengan arah getarnya ( arah usikannya )

Perhatikan ilustrasi berikut ini !

Contoh gelombang longitudinal :
- gelombang pada slinki yang diikatkan kedua ujungnya pada statif kemudian diberikan usikan pada salah satu ujungnya

- gelombang bunyi di udara

1. Panjang Gelombang
A. Pengertian Panjang Gelombang
Panjang satu gelombang sama dengan jarak yang ditempuh dalam waktu satu periode.
1) Panjang gelombang dari gelombang transversal
Perhatikan ilustrasi berikut!

Klik gambar untuk lihat animasinya

Pada gelombang transversal, satu gelombang terdiri atas 3 simpul dan 2 perut. Jarak antara dua simpul atau dua perut yang berurutan disebut setengah panjang gelombang atau ½ λ (lambda),
2) Panjang gelombang dari gelombang longitudina
Perhatikan ilustrasi berikut !

Pada gelombang longitudinal, satu gelombang (1l) terdiri dari 1 rapatan dan 1 reggangan.
B. Cepat Rambat Gelombang
Jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu sekon disebut cepat rambat gelombang. Cepat rambat gelombang dilambangkan dengan v dan satuannya m/s atau m s^-1. Hubungan antara v, f, λ, dan T adalah sebagai berikut :

Keterangan :
λ= panjang gelombang , satuannya meter ( m )
v = kecepatan rambatan gelombang, satuannya meter / sekon ( ms^-1 )
T = periode gelombang , satuannya detik atau sekon ( s )
f = frekuensi gelombang, satuannya 1/detik atau 1/sekon ( s^-1 )
2. Pemantulan Gelombang
Jika gelombang melalui suatu rintangan atau hambatan, misalnya benda padat, maka gelombang tersebut akan dipantulkan. Pemantulan ini merupakan salah satu sifat dari gelombang.
Berikut ini adalah contoh pemantulan pada gelombang tali

Pemantulan ujung terikat

Pemantulan ujung bebas

Pemantulan gelombang pada ujung tetap akan mengalami perubahan bentuk atau fase. Akan tetapi pemantulan gelombang pada ujung bebas tidak mengubah bentuk atau fasenya.

Sifat-sifat umum gelombang  :

 

 a. Dapat Dipantulkan (Refleksi) Pada proses pemantulan gelombang berlaku: • • gelombang datang d, garis normal N dan gelombang pantul p terletak pada satu bidang datar sudut datang (i) = sudut pantul (r). Gelombang dapat dipantulkan

     b. Dapat Dibiaskan (Refraksi) Di dalam pembiasan gelombang akan berlaku Hukum Snellius:Gelombang dapat dibiaskan • gelombang datang dari medium kurang rapat (n1) menuju medium lebih rapat (n2) akan dibiaskan mendekati garis normal, begitu juga sebaliknya. n2 v1 sin i = = = kontanta n1 v2 sin r • karena v = f . λ dan f adalah konstan pada saat gelombang melalui bidang batas n1-n2 maka λ1 sin i = λ2 sin r

      c. Dapat Dipadukan (Interferensi) Interferensi adalah perpaduan antara dua buah gelombang atau lebih pada suatu tempat pada saat yang bersamaan. Interferensi dapat terjadi bila gelombang melalui selaput tipis atau celah ganda maupun kisi-kisi. Gelombang dapat dipadukan melalui selaput tipis Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. 4 Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. Gelombang dapat dipadukan melalui celah ganda, beberapa pola interferensi yang berbeda-beda bergantung pada jarak antara dua celah  

 

d. Dapat Dilenturkan (Difraksi) Lenturan gelombang dapat terjadi jika gelombang gelombang sampai pada suatu penghalang yang berupa celah sempit. Jadi, jika gelombang melewati celah sempit atau penghalang maka titik titik pada celah yang sempit itu akan menjadi sumber gelombang yang baru dan meneruskan gelombang itu ke segala arah. Gelombang dapat dilenturkan melalui celah sempit
 

e. Dapat Diserap Arah Getarnya (Polarisasi) Pengertian polarisasi hanya untuk gelombang transversal. Polarisasi berkaitan dengan arah getar gelombang medan magnet dan medan listriknya. Cahaya alam (cahaya tampak) termasuk gelombang transversal, dan merupakan gelombang yang dapat terpolarisasi. Beberapa jenis bahan dapat
mempolarisasikan cahaya dinamakan polarisator.

Contoh Soal :
1. Dalam 1 sekon dihasilkan gelombang seperti gambar di bawah ini

a. berapakah frekuensi gelombang tersebut?
b. Bila jarak PQ = 2 cm, maka berapakah ?
Penyelesaian :
Menurut gambar, gelombang yang terjadi sebanyak 2 gelombang. Berarti, f = 2 gelombang / sekon atau f = 2 Hz.
Pada gambar terjadi 2 gelombang ( 2λ ). Jadi 2 λ= 2 cm atau λ= 1 cm.
2. Seutas tali yang panjangnya 8 m direntangkan lalu digetarkan. Selama 2 sekon terjadi gelombang seperti pada gambar berikut! Tentukan λ, f, T, dan v.

Penyelesaian :
Dari gambar terjadi gelombang sebanyak 4 λ.
Berarti : 4λ= 8 m sehingga λ = 8/4 = 2 m
Selama 2 sekon terjadi 4 λ atau selama 1 sekon terjadi 2λ
Jadi, f = 2 gelombang / sekon atau f = 2 Hz
T = 1/f = ½ sekon sehingga v =λ f = 2 m x 2 Hz = 4 m s^-1