Gejala Gelombang

Dari Crayonpedia

Langsung ke: navigasi, cari

Daftar isi

Gejala Gelombang

Gejala mengenai gerak gelombang banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kamu tentu mengenal gelombang yang dihasilkan oleh sebuah benda yang dijatuhkan ke dalam air, sebab hal itu mudah diamati. Gelombang tidak lain adalah getaran yang merambat atau menjalar ke suatu tempat dalam suatu ruang. Di dalam perambatannya ada gelombang yang memerlukan medium perantara, misalnya gelombang air, gelombang bunyi. Tetapi ada juga yang tidak memerlukan medium perantara, misalnya gelombang cahaya dan gelombang elektromagnet.

Karena sifat kelentingan dari medium maka gangguan keseimbangan ini dirambatkan ke titik lainnya. Jadi gelombang adalah usikan yang merambat dan gelombang yang bergerak akan merambatkan energi. Sedangkan alat yang dapat menghasilkan getaran dinamakan vibrator atau oscilator.

Vibrator yang terjadi karena getaran mekanik, menghasilkan getaran merambat yang disebut gelombang mekanik. Vibrator yang terjadi karena osilasi (getaran) medan listrik magnet (elektromagnetik) menghasilkan gelombang elektromagnetik. Karena gelombang terjadi akibat osilasi, maka parameter–parameter yang terjadi pada osilasi juga dijumpai pada gelombang, misalnya frekuensi (f), perioda (T) dan simpangan dari titik setimbang (y). Parameter lain yang terdapat pada gelombang adalah panjang gelombang () dan cepat rambat gelombang (v). Beragam bentuk gelombang tergantung pada jenis gangguan yang ditimbulkan oleh sumber gelombang dan bahan atau medium tempat gelombang tersebut merambat.

Berdasarkan arah rambat gelombang, gelombang digolongkan menjadi dua.

  • Gelombang Longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya searah dengan arah rambatnya.
  • Gelombang Transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus arah rambatnya.

Berdasarkan cara rambat dan medium yang dilalui, gelombang dikelompokkan menjadi dua.

  • Gelombang Mekanik adalah gelombang mekanik dan untuk perambatannya memerlukan medium.
  • Gelombang Elektromagnetik adalah medan listrik magnet, dan tidak memerlukan medium.

Gambar diatas menggambarkan gelombang elektromagnetik, yang merupakan kombinasi antara gelombang medan listrik (E) yang arahnya sejajar sumbu Y dan gelombang medan magnet (B) yang arahnya sejajar sumbu Z. Sedangkan arah perambatannya ke arah sumbu X positif.

Berdasarkan amplitudonya gelombang digolongkan menjadi dua.

  • Gelombang Berjalan adalah gelombang yang amplitudonya tetap pada titik yang dilewatinya.
  • Gelombang Stasioner adalah gelombang yang amplitudonya tidak tetap pada titik yang dilewatinya, yang terbentuk dari interferensi dua buah gelombang datang dan pantul yang masing-masing memiliki frekuensi dan amplitudo sama tetapi fasenya berlawanan.

Persamaan Gelombang







Misalkan titik asal getaran O telah bergetar naik turun selama t sekon, maka persamaan simpangan getaran harmonik sederhana dengan fase awal 00 = 00, yaitu :

Pers (1.1)

Dengan Image:Gelo12.jpg

Pada saat titik asal getaran O telah bergetar selama t sekon, berapakah lama titik P pada tali yang berjarak x dari O setelah bergetar ? Karena gelombang merambat kekanan, maka tentu saja O bergetar lebih dahulu dari titik P. Bila cepat rambat gelombang adalah v maka waktu bergetar titik P adalah tP = t – x / v maka persamaan gelombang pada pers. ( 1.1 ) secara umum dapat dirumuskan yaitu :

Pers (1.2) Image:gelo13.jpg atau Pers (1.3) Image:gelo14.jpg

Dimana,

Image:rum106.jpg

Catatan :

  • Tanda Negatif dalam sinus diberikan untuk gelombang berjalan yang merambat ke kanan
  • Tanda positif dalam sinus untuk gelombang berjalan yang merambat ke kiri
  • Tanda Positif pada A ( amplitude ) diberikan jika asal getaran O bergerak keatas dan sebaliknya


Kecepatan dan Percepatan Partikel

Anda telah ketahui bahwa gelombang merambat, partikel-partikel tali sepanjang tali, misalnya dititik P ( lihat gambar 1.1), hanya bergerak harmonic naik turun, jika simpangan di titik P terhadap waktu diketahui, maka kecepatan dan percepatan partikel di titik P bias dihitung dengan cara turunan (diferensial).

Kecepatan osilasi partikel ( v ) di suatu titik yang dilalui gelombang berjalan :

Image:rum104.jpg

Pers (1.4) Image:rum105.jpg

Percepatan osilasi partikel ( a ) disuatu titik yang dilalui gelombang berjalan :

Image:rum107.jpg

Pers (1.5) Image:rum108.jpg Image:rum109.jpg

Besar sudut dalam fungsi sinus disebut sudut fase. Jadi sudut fase gelombang berjalan dirumuskan :

Image:rum110.jpg

Image:rum111.jpg

Karena Image:rum112.jpg maka fase gelombang :

Pers (1.6) Image:rum113.jpg

Jika dua titik berjarak X1 dan X2 dari titik asal getaran maka beda fase :

Image:rum114.jpg

Pers (1.7) Image:rum115.jpg

Gelombang Stasioner

Gelombang stasioner sering disebut gelombang berdiri atau gelombang diam, atau gelombang tegak. Gelombang stasioner adalah gelombang yang terjadi sebagai akibat interferensi dua gelombang berlawanan arah dan memiliki amplitudo sama serta frekuensi sama. Gelombang stasioner terdiri atas gelombang datang dan gelombang pantul yang terus menerus berinterferensi. Gelombang stasioner dapat terjadi pada interferensi antar gelombang transversal maupun antar gelombang longitudinal. Berdasarkan titik ujung pantulnya gelombang stasioner dibagi dua :

a. Gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung tetap
b. Gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung bebas

Sifat - Sifat Gelombang

Sifat-sifat umum gelombang, antara lain :

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)
    Image:pant1.jpg

Dapat Dibiaskan (Refraksi)

Di dalam pembiasan gelombang akan berlaku Hukum Snellius :

Image:pant2.jpg

gelombang datang dari medium kurang rapat (n1) menuju medium lebih rapat (n2) akan dibiaskan mendekati garis normal, begitu juga sebaliknya.
Image:pant3.jpg

karena Image:pant4.jpg adalah konstan pada saat gelombang melalui bidang batas n1-n2 maka Image:pant5.jpg

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.

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.

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. Gelombang yang dapat melewati polarisator dapat ditransmisikan dan gelombang yang tidak dapat melewati polarisator tidak ditransmisikan.


Sumber : http://fisikabudhy.blogspot.com/2010/05/gejala-gelombang.html


Beri Penilaian

Rating : 5.0/5 (3 votes cast)


Peralatan pribadi