Praktikum Gelombang_Interferensi Gelombang

1 April 2014

Interferensi Gelombang

Universitas Gadjah Mada GEOFISIKA

Praktikum Gelomb mban ang g

Interferens nsii Gelomb mba ang

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.







Interferensi Gelombang Bab I Pendahuluan

Sebagaimana gelombang mekanik lainnya, interferensi gelombang bunyi terjadi jika dua atau lebih gelombang bunyi melewati tempat yang sama. Atau secara umum, gelombang bunyi saling tumpang tumpang tindih ketika berpapasan.

Jika kedua loudspeaker dinyalakan maka masing-masing loudspeaker tersebut akan menggetarkan udara disekitarnya sehingga timbul rapatan dan regangan yang merambat sepanjang udara. Rapatan dan regangan yang merambat ini dikenal dengan julukan gelombang bunyi. Dalam kenyataannya kenyataannya gelombang bunyi merambat ke segala. Interferensi konstruktif terjadi ketika rapatan (puncak) bertemu dengan rapatan (puncak) atau ketika regangan (lembah) bertemu dengan regangan (lembah). Apabila kedua loudspeaker tersebut menghasilkan gelombang-gelombang bunyi yang memiliki amplitudo yang sama maka amplitudo resultan pada titik di mana terjadi interferensi konstruktif menjadi dua kali amplitudo masing-masing gelombang bunyi. Amplitudo berkaitan dengan intensitas bunyi. Intensitas berkaitan dengan kenyaringan (keras atau lembutnya bunyi). Bisa dikatakan bahwa pada titik di mana terjadi interferensi konstruktif, bunyi akan terdengar dua kali lebih keras ker as dibandingkan dengan bunyi yang dihasilkan oleh masing-masing loudspeaker. Interferensi destruktif terjadi ketika regangan (lembah) bertemu dengan rapatan (puncak). Apabila kedua loudspeaker tersebut menghasilkan gelombang-gelombang bunyi yang memiliki amplitudo yang sama maka amplitudo resultan pada titik di mana ter jadi interfere interferensi nsi destruktif menjadi nol. Karena amplitudo sama dengan nol maka intensitas juga sama dengan nol. Dalam hal ini tidak ada bunyi yang terdengar pada titik di mana terjadi interferensi destruktif. Apabila kedua loudspeaker menghasilkan gelombang-gelombang bunyi yang memiliki amplitudo yang berbeda maka amplitudo resultan pada titik di mana terjadi interferensi destruktif tidak sama dengan nol. Untuk kasus ini, tet ap ada bunyi yang yang terdengar walaupun agak lemah. Tujuan







Bab II Dasar Teori

Jika terdapat dua buah gelombang E0 dan E1,

 =   (()  =    () Notasi k adalah angka angka gelombang, ω adalah frekuensi sudut sudut =2πf, sementara ϕ merupakan ϕ merupakan beda fase antara E0 dan E1. Jika gelombang E0 ditumpangkan pada E1, hasil penumpangannya dapat digambarkan sebagai berikut

 =    =sin() sin()  = 2co cos ( 2 )( 2 ) 2cos 2cos (− )

Faktor

modulator sama dengan

merupakan modulator bagi gelombang

sin(+ )

. Frekuensi

(− ) dan frekuensi gelombang termodulasi sama dengan (+)  

(Cerne, 2005). Dalam gambar dibawah, gelombang modulator berwarna coklat dan gelombang termodulasi berwarna biru.







Bab III Alat dan Bahan       

Resistor Papan PCB Kabel Osilator atau AFG Osiloskop Sumber tegangan (listrik PLN) Kotak Hitam

Tata Laksana

1. 2. 3. 4. 5.

Tiga buah resistor disusun pada papan PCB seperti skema percobaan di bawah Resistor A dihubungkan ke osilator dan CH 1 osiloskop Resistor B dihubungkan ke kotak hitam Resistor C dihubungkan ke CH 2 osiloskop Resistor B dihubungkan ke osiloskop, untuk mengetahui frekuensi gelombang dar i kotak hitam 6. Osilator diatur agar gelombang dari CH 1 dan CH 2 tampak jelas pada layar osiloskop 7. T modulasi dan T average dicatat untuk bermacam frekuensi gelombang interferensi Skema Percobaan







Bab IV Data No 1 2 3

Frekuensi Osilator (Hz) 10000 8100 9000

Tmodulasi (s) 1,5x10 -3 6,0x10 -4 1,1x10 -3

Grafik 

Interferensi gelombang saat frekuensi osilator 10000 Hz




Taverage (s) 1,0x10 -4 1,2x10 -4 1,0x10 -4










Analisa Data 

Tmod = . . . . s Tavg = . . . . s

 = 

Sehingga

 =   = 

= . . .. Hz

= . ... Hz



  ⁄  =2    =2 = . . .... ⁄ dan

pengamatan

= ....



  1  = ⁄2 (  ) = 1⁄2 (2 2) = . . .... ⁄  = 1⁄2 (  ) = 1⁄2 (2 2) = . . .... ⁄ dan

perhitungan

Note:: Dimana f 1 adalah frekuensi kotak kot ak hitam dan f 2 adalah frekuensi generator



Interferensi gelombang (perbandingan)











Selisih

  = . . . .  ℎ   ∆ =     ℎ ∆ =     ℎ dan

pengamatan dan perhitungan

Perhitungan

1. Frekuensi Osilator 10.000 Hz dan frekuensi kotak hitam 10.000 Hz -3  Tmod = 1,5x10 s Tavg = 1,0x10 -4 s

 = 

Sehingga

 =   = 

= 666,67 Hz

= 10.000 Hz



  ⁄  =2  =2 = 6280 628000 ⁄ dan

pengamatan

= 4186,69



   = 1⁄2 (  ) = 1⁄2 (2 2) = 0 ⁄  = 1⁄2 (  ) = 1⁄2 (2 2) = 6280 628000 ⁄ dan

perhitungan









Selisih

  ∆ =     ℎ ∆ = 4186,69  0 = 4186,69 ⁄ ∆ =     ℎ ∆ = 62800  62800 = 0 ⁄ dan

pengamatan dan perhitungan

2. Frekuensi osilator 8.100 Hz dan frekuensi kotak hitam 10.000 Hz -4  Tmod = 6,0x10 s Tavg = 1,2x10 -4 s

 = 

Sehingga

 =   = 

= 1666,67 Hz

= 8333,33 Hz



  ⁄  =2  =2 = 52.333, 333,31 ⁄ dan

pengamatan

= 10466,69



  1  = ⁄2 (  ) = 1⁄2 (2 2) = 5966 5966 ⁄  = 1⁄2 (  ) = 1⁄2 (2 2) = 5683 568344 ⁄ dan

perhitungan








∆ =     ℎ ∆ = 1046 104666,69 69  5966 5966== 4500 4500,,6969 ⁄ ∆ =     ℎ ∆ = 51333,31 56834=4500,69 ⁄ 3. Frekuensi osilator 9.000 Hz dan frekuensi frekuensi kotak hitam hitam 10.000 Hz -3  Tmod = 1,1x10 s Tavg = 1,x10 -4 s

 = 

Sehingga

 =   = 

= 909,09 Hz

= 10.000 Hz



  ⁄  =2  =2 = 6280 628000 ⁄ dan

pengamatan

= 5709,08



   = 1⁄2 (  ) = 1⁄2 (2 2) = 3140 3140 ⁄  = 1⁄2 (  ) = 1⁄2 (2 2) = 5966 596600 ⁄ dan

perhitungan








∆ = 5709 5709,,08 08  3140 3140== 2569, 569,0808 ⁄ ∆ =     ℎ ∆ = 62800  59660 = 3140 ⁄ F (Hz)

Fmod (Hz)

Favg (Hz)

10000 8100 9000

666,67 1666,67 909,09

10000 8333,33 10000

ω

pengamatan (rad/s)

ω

perhitungan (rad/s)

ωmod

ωavg

ωmod

ωavg

4186,69 10466,69 5709,08

62800 52333,31 62800

0 5966 3140

62800 56834 59660

Bab V Pembahasan

Praktikum yang dilakukan adalah praktikum interferensi gelombang atau juga dapat disebut sebagai penjumlahan dua gelombang, dengan menggunakan sumber gelombang dari osilator dan kotak hitam. Hasil daripada penjumlahan gelombang tersebut ditampiilkan pada layar yang terdapat di osiloskop yang sebelumnya telah dirangkai dengan osilator, resistor, kotak hitam, papan PCB serta dengan kabel penghubung seperti yang terdapat pada skema percobaan. Interferensi gelombang diperoleh dengan memvariasikan nilai frekuensi pada osilator. Sehingga diperoleh T modulasi dan T average dan f modulasi modulasi dan f average average dari masing-masing frekuensi yang di set pada osilator. Dari data-data yang diperoleh dapat dilakukan pengamatan dan perhitungan pada ωmodulasi dan ωaverage untuk masing-masing frekuensi pada osilator. Dari hasil perbandingan data pengamatan dengan dengan data perhitungan kurang kurang sesuai dengan referensi karena terdapat beberapa ketidaksesuaian atau perbedaan. Referensi untuk perbandingan antara data pengamatan dan data perhitungan adalah 1:1. Jika nilai dari perbandingan data pengamatan dengan data perhitungan dibandingkan dengan referensi akan didaptkan hasil yang berbeda. Beberapa faktor yang mempengaruhinya antara lain kesalahan membaca jarak antara puncak gelombang modulasi atau div pada osiloskop karena interferensi gelombang yang ditampilkan terus







pengamatan dengan ωavg perhitungan adalah sekitar 1:1,08. Berikut ini adalah selisih antara pengamatan dan perhitungan untuk ωmod 4500,69 rad/s dan ωavg 4500,69 rad/s.

∆

∆

Salah satu penerapan interferensi gelombang dalam geofisika ialah pengiriman data dari seismometer ke pos pengamatan gunung api. Saat ini kebanyakan seismometer menggunakan sensor elektronik, amplifier dan perangkat untuk merekam data. Seismometer moderen terdiri dari pegas, beban yang dililit kumparan, rangkaian amplifier dan perangkat untuk menampilkan grafik. Saat terjadi getaran atau gempa beban akan bergerak, akibatnya terjadi perbedaan fluks magnet yang menghasilkan gelombang elektromagnetik yang kemudian ditransmisikan ke pos pemantau melalui gelombang radio dan ditangkap oleh telemetri, setelah itu data dibaca oleh seismograf dan akan menghasilkan seismogram. Gelombang yang dikirim tadi berupa gelombang elektromagnetik dan gelombang radio yang berjalan bersama. Gelombang interferensi juga bermanfaat untuk memahami seismik dalam eksplorasi geofisika, dimana gelombang dan sinyal yang diterima sebagai sinyal seismik tersebut merupakan interferensi dari gelombang-gelombang yang ada. Gelombang-gelombang yang dapat terbaca oleh seismik yang merupakan interferensi dar i gelombang lainnya adalah seperti gelombang Reyleigh, artinya gelombang ini menjalar di permukaan tanah sama seperti gelombang Love, yang terbentuk sebagai akibat dari interferensi gelombang-gelombang pantul P (primer/pressure) dan SV (skunder/shear vertical) yang sudut datangnya melebihi sudut kritis, yang kemudian gelombang-gelombang jenis lainnyajuga ada. Mempelajari interferensi gelombang sangat bermanfaat untuk mengetahui keadaan lapisan bawah permukaan.









Bab VI Kesimpulan

1. Interferensi gelombang dapat terjadi karena penjumlahan dua gelombang yang memiliki beda fase kurang dari 180 0 yang akan menghasilkan simpul dan perut. 2. Kontruktif terjadi ketika beda fase kedua gelombang sama yang akan menghasilkan perut 3. Dekstruktif terjadi ketika beda fase kedua gelombang berbeda yang akan menghasilkan simpul 4. Untuk frekuensi generator 10000 Hz Fmod = 666,67 Hz ωmod pengamatan = 4186,69 rad/s Favg = 10000 Hz ωavg pengamatan = 62800 rad/s ωmod perhitungan = 0 rad/s ωavg perhitungan = 62800 rad/s selisih

perbandingan ωmod = 0 ωavg = 1:1

∆∆

ωmod = 4186,69 rad/s ωavg = 0 rad/s

5. Untuk frekuensi generator 8100 Hz Fmod = 1666,67 Hz ωmod pengamatan = 10466,69 rad/s Favg = 8333,31 Hz ωavg pengamatan = 52333,31 rad/s ωmod perhitungan = 5966 rad/s ωavg perhitungan = 56834 rad/s

perbandingan ωmod = 1,75:1 ωavg = 1:1,08







Bab VII Daftar Pustaka Asisten Gelombang. 2014. PANDUAN PRAKTIKUM GELOMBANG. GELOMBANG. Lab. Geofisika. Geofisik a. Fakultas MIPA UGM. Hirose, A. & Lonngren, K. E., 1985. Introduction to Wave Phe nomena. Toronto: John Wiley & Sons. Tipler, P. A. & Mosca, G., 2008. Physics for Scientists and Engineers. Edisi ke 6. New Y ork: W.H. Freeman and Company. http://fisika.com/kelas3/sifat-gelombang id.wikipedia.org/wiki/interferensi http://www.physics.buffalo.edu/phy207/lc/lc15.pdf www.ibnurusydy.com/mengenal-gelombang-gempa-dan-manfaatnya/

Lampiran

Praktikum Gelombang_Interferensi Gelombang

Recommend Documents