GEJALA GELOMBANG A. Gelombang Gelombang adalah getaran yang merambat. Dalam perambatannya, gelombang membawa energi dari satu tempat ke tempat lain. Berdasarkan sifat fi sisnya, gelombang dibedakan dibedakan sebagai berikut: 1. Berdasarkan arah getarnya: a. Gelombang transversal Gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah perambatannya. Contoh: gelombang pada permukaan air, gelombang pada tali, cahaya.
b. Gelombang longitudinal Gelombang yang arah perambatannya. Contoh: gelombang bunyi
getarnya
sejajar
dengan
arah
b. Gelombang stasioner Gelombang yang amplitudonya berubah-ubah. Gelombang stasioner terjadi akibat interferensi terus menerus antara gelombang datang dan gelombang pantul yang berfrekuensi, berfre kuensi, panjang gelombang, amplitudo, laju sama tetapi arahnya berlawanan. Nama lain gelombang stasioner adalah gelombang berdiri, gelombang diam, atau gelombang tetap. Contoh: gelombang pada senar gitar 3. Berdasarkan medium perambatann ya a. Gelombang mekanik Gelombang yang memerlukan medium perambatan. Contoh: bunyi b. gelombang elektromagneti k Gelombang yang tidak memerlukan medium perambatan. contoh : gelombang radio, gelombang televisi, gelombang mikro (radar), sinar inframerah, sinar tampak (cahaya), sinar ultraviolet, sinar X, sinar gamma. B. Sifat-Sifat Gelombang Gelombang 1. Dispersi gelombang Dispersi gelombang adalah perubahan bentuk gelombang ketika gelombang merambat melalui suatu medium. Contoh: pembentukan pelangi, cahaya putih yang melalui prisma menjadi spektrum warna (cahaya merah, jingga, kuning, hijau, nila, ungu).
Panjang gelombang longitudinal merupakan jarak antara dua pusat rapatan yang berdekatan atau jarak antara dua pusat regangan yang berdekatan. 2. Berdasarkan B erdasarkan amplitud o a. Gelombang berjalan Gelombang yang amplitudonya tetap di setiap titik yang dilalui gelombang. Contoh: gelombang yang merambat pada tali yang sangat panjang
Gejala Gelombang-SMA Kelas
[email protected] [email protected]
1
2.
Pemantulan gelombang (refleksi)
4.
Difraksi gelombang Difraksi adalah pelenturan gelombang yang disebabkan oleh penghalang berupa celah sempit.
gelombang terdifraksi
gelombang datang
Gambar di atas merupakan pemantulan gelombang pada permukaan air dengan muka gelombang lurus mengenai bidang datar.
3.
Hukum pemantulan gelombang: sudut datang sama dengan sudut pantul ( Pembiasan gelombang (refraksi) Pembiasan gelombang adalah pembelokan arah gelombang akibat perubahan kecepatan gelombang ketika melewati satu medium ke medium lain. Kecepatan gelombang berkurang ketika melewati medium yang lebih rapat dari sebelumnya, sehigga panjang gelombangnya mengecil, seperti pada gambar di bawah.
= )
5.
Interferensi gelombang Syarat terjadi interferensi gelombang adalah kedua sumber gelombang harus bergerak serentak dengan amplitudo dan frekuensi yang sama. Interferensi konstruktif (saling menguatkan) terjadi jika kedua gelombang yang terpadu memiliki fase yang sama. Amplitudo gelombang paduan sama dengan dua kali amplitudo tiap gelombang.
gelombang 1
gelombang 2
perpaduan gelombang 1 dan 2
Interferensi destruktif (saling meniadakan) terjadi jika kedua gelombang yang terpadu berlawanan fase. Amplitudo gelombang paduan sama dengan nol.
gelombang 1
Persamaan umum pembiasan gelombang:
sin = = = sin Gejala Gelombang-SMA Kelas
[email protected]
gelombang 2
perpaduan gelombang 1 dan 2
2
6.
Polarisasi gelombang (dapat diserap arah getarnya)
6. Gelombang Berjalan
cahaya alami yang datang (cahaya tidak terpolarisasi)
p
Getaran-getaran vertikal diserap sebagian
getaran horisontal diserap sempurna oleh polaroid
Cahaya yang diteruskan terpolarisasi linear
Polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal. Dalam fenomena polarisasi cahaya, cahaya alami yang getarannya ke segala arah ketika melewati filter polarisasi (polaroid), getaran horizontal diserap seluruhnya sedangkan getaran vertikal diserap sebagian. Cahaya alami (yang getarannya ke segala arah) disebut cahaya tidak terpolarisasi. Cahaya alami setelah melewati polaroid hanya memiliki getaran pada satu arah saja, dan disebut cahaya terpolarisasi linear.
Jika titik O telah bergetar selama t, maka titik P telah bergetar selama:
= − Jika simpangannya = sin, maka simpangan di titik P: = sin −
Persamaan simpangan gelombang stasioner Persamaan simpangan di suatu ti tik sembarang pada tali (misalnya di titik p), yang berjarak dari titik asal getaran adalah sebagai berikut:
= ±sin( ∓ ) atau
C. Rumus-Rumus 1. Hubungan frekuensi
=
atau
=
2. Cepat rambat gelombang
3.
= ±sin 2 ∓
( ) dan periode() ()
= . atau = Frekuensi sudut atau kecepatan sudut () = 2 atau =
4. Persamaan simpangan gelombang
= sin =
5. Bilangan gelombang
()
()
Gejala Gelombang-SMA Kelas
[email protected]
NB: o Tanda positif pada A jika titik asal getaran O kalinya bergerak ke atas. o Tanda negatif pada A jika titik asal getaran O kalinya bergerak ke bawah. dalam sinus untuk gel ombang o Tanda negatif merambat ke kanan. dalam sinus untuk gelombang o Tanda positif merambat ke kiri. Kecepatan rambat gelombang dapat dicari dengan:
untuk pertama untuk pertama berjalan yang berjalan yang
=
3
Kecepatan getaran partikel di titik P adalah turunan pertama simpangan di titik P terhadap waktu:
7. Gelombang Stasioner Gelombang Stasioner oleh Pemantulan Ujung Bebas Ujung Terikat
= = [ ( − )] = cos( − )
Percepatan getaran partikel di titik P adalah turunan pertama kecepatan getar di titik P terhadap waktu.
p
= = [ ( − )] = − ( − ) = −
p
()
Sudut fase Sudut pase di titik p:
= − atau = 2 − Hubungan sudut fase ( ) dan fase () = 2 Fase () Fase di titik p memenuhi persamaan: = − = 2 Beda fase dua titik pada jarak tertentu
B
A
Simpangan di titik p:
= 2cos ( −)
()
= 2cos simpul
dari
kelipatan ganjil dari
Beda fase antara titik A dan B adalah:
Δ = −( − ) = −Δ
NB: Tanda negatif menunjukkan bahwa untuk gelombang yang merambat ke sumbu x positif, partikel yang terletak di depan (sebelah kanan) mengalami keterlambatan fase terhadap partikel di belakangnya (sebelah ki ri).
Gejala Gelombang-SMA Kelas
[email protected]
= 2sin ( −)
Dari persamaan di atas tampak bahwa amplitudo gelombang stasioner pada ujung bebas dan terikat tergantung pada jarak dari titik pantul Amplitudo gelombang stasioner Amplitudo gelombang stasioner
Letak
O
Simpangan di titik p:
= 2sin ujung
bebas=
= (2+ 1) 4
Letak
simpul
dari
ujung
kelipatan genap dari = (2) 4
terikat=
n=0, 1, 2,… Letak perut dari ujung bebas= kelipatan
n=0, 1, 2,… Letak perut dari ujung terikat= kelipatan
genap dari
ganjil dari
= (2) 4
= (2+ 1) 4
n=0, 1, 2,… n=0, 1, 2,… Ingat: nilai n yang dimasukkan ke rumus adalah keberapa dikurangi 1 Misal ditanyakan perut ke 5, maka n= 4. 4
