Karakteristik Gelombang

Albert Oktavian Sihombing & Dieni Isnaeni MuslimahXI-MIA 2

Istilah-istilah pada Gelombang Transversal

Puncak gelombang adalah titik-titik tertinggi pada gelombang (misal b dan f).

Dasar gelombang adalah titik-titik terendah pada gelombang (misal d dan h).

Bukti gelombang adalah lengkungan abc atau efg.

Lembah gelombang adalah cekungan cde atau ghi.

Amplitudo (A) adalah nilai mutlak simpangan terbesar yang dapat dicapai partikel (misal bb‘ atau dd‘).

Panjang gelombang () adalah jarak antara dua puncak berurutan (misal bf) atau jarak antara dua dasar berurutan (misal dh).

Periode (T) adalah selang waktu yang diperlukan untuk menempuh dua puncak yang berurutan atau selang waktu yang diperlukan untuk menempuh dua dasar yang berurutan.

Istilah-istilah pada Gelombang Longitudinal

Panjang gelombang kita definisikan sebagai jarak antara dua pusat rapatan yang berdekatan (jarak AC).

Jarak antara dua pusat renggangan yang berdekatan (jarak BD).

Adapun jarak antara pusat rapatan dan pusat renggangan yang berdekatan (AB atau BC) adalah setengah panjang gelombang ()

Dispersi Gelombang

Ketika Anda menyentakkan ujung tali naik-turun (setengah getaran), sebuah pulsa transversal merambat melalui tali (tali sebagai medium). Sesungguhnya, bentuk pulsa berubah ketika pulsa merambat sepanjang tali; pulsa tersebar atau mengalami dispersi.

Jadi dispersi gelombang adalah perubahan bentuk gelombang ketika gelombang merambat melalui suatu medium.

Pemantulan Gelombang

Gelombang permukaan air mudah diamati dengan menggunakan tangki riak atau tangki gelombang.

Pengertian Muka Gelombang dan Sinar Gelombang

Muka gelombang atau front gelombang didefinisikan sebagai tempat kedudukan titik-tiitk yang memiliki fase yang sama pada gelombang.

Sinar gelombang Arah merambat suatu gelombang

Pemantulan gelombang Permukaan Air

Sudut yang dibentuk oleh sinar datang MO dan garis normal NO disebut sudut datang

Sudut yang dibentuk oleh sinar pantul OP dan garis normal No disebut sudut pantul

Dengan mengukur besar kedua sudut ini, diperoleh bahwa sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r)

M P

O

Pemantulan gelombang Lingkaran oleh Bidang Datar

Sumber gelombang datang adalah titik O. Dengan menggunakan hukum pemantulan, yaitu sudut datang = sudut pantul, kita peroleh bayangan O adalah I.

Titik I merupakan sumber gelombang pantul sehingga muka gelombang pantul adalah lingkaran-lingkaran yang berpusat di I

Pembiasan Gelombang

Pada umumnya cepat rambat gelombang dalam satu medium tetap. Oleh karena frekuensi gelombang selalu tetap, maka panjang gelombang (λ=v/f) juga tetap untuk gelombang yang menjalar dalam satu medium. Gelombang cahaya dapat merambat dari udara ke air. Di sini , cepat rambat cahaya berbeda. Cepat rambat cahaya di udara lebih besar daripada cepat rambat cahaya di dalam air. Oleh karena (λ=v/f), maka panjang gelombang cahaya di udara juga lebih besar daripada panjang gelombang cahaya di dalam air. Perhatikan λ sebanding dengan v. Makin besar nilai v, maka makin besar nilai λ, demikian juga sebaliknya.

Perubahan panjang gelombang dapat juga diamati di dalam tangki riak dengan cara memasang keping gelas tebal pada dasar tangki sehingga tangki riak memiliki dua kedalaman air yang berbeda, dalam dan dangkal. Tampak bahwa panjang gelombang di tempat yang dalam lebih besar daripada panjang gelombang di tempat yang dangkal (λ1 > λ2). Oleh karena v=λf, maka cepat rambat gelombang di tempat yang dalam lebih besar daripada di tempat yang dangkal (v1 > v2).

Dapat disimpulkan bahwa sinar datang dari tempat yang dalam ke tempat yang dangkal dibiaskan mendekati garis normal ( r < i)

Penurunan Persamaan Umum Pembiasan Gelombang

Perhatikan ABP siku-siku.Sin = = AB =

1 = i, sehingga AB = ... (i)

Dengan cara yang sama, dari AB’B siku-siku diperoleh= = AB =

Oleh karena = r, maka B = ... (ii)

Dengan menyamakan ruas kanan Persamaan (i) dan (ii) diperoleh = =

Jadi, persamaan umum yang berlaku untuk pembiasan gelombang adalah = = n

Difraksi Gelombang

Lenturan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah dinamakan difraksi gelombang.

Interferensi Gelombang

Pengaruh yang ditimbulkan oleh gelombang-gelombang yang berpadu tersebut disebut interferensi gelombang.

Pada titik-titik tertentu yang disebut perut, kedua gelombang saling memperkuat (interferensi konstruktif)

Pada titik tertentu yang disebut simpul, kedua gelombang saling memperlemah atau meniadakan (interferensi destruktif).

Polarisasi Gelombang

Ada satu sifat gelombang yang hanya dapat terjadi pada gelombang transversal, yaitu polarisasi. Jadi, polarisasi gelombang tidak dapat terjadi pada gelombang longitudinal, misalnya pada gelombang bunyi.

Gelombang Berjalan

Formulasi Gelombang Berjalany = A sin atau y = A sin 2

Dengan =

Fase Gelombang = -

Secara umum, persamaan simpangan getaran di suatu titik sembarang pada tali, yang berjarak x datri titik asal getaran ada 2 bentuk yaitu

dengan fase gelombang = .

Kecepatan dan Percepatan Partikel

Untuk simpangan partikel di P dinyatakan sebagai y = A sin (t – kx). Kecepatan partikel di P adalah turunan pertama dari fungsi simpangan terhadap waktu.

= = = [A sin (t – kx)] = cos (t – kx)

Percepatan partikel di titik P adalah turunan pertama kecepatan di titik P terhadap waktu. = = [ cos (t – kx)]

= -A sin (t – kx) = -

Sudut Fase, Fase, dan Beda Fase Gelombang Berjalan

Sudut Fase = -kx = 2( - )

Fase Gelombang = - =

Beda Fase = =

Dengan = -

Formulasi Gelombang Tegak pada Ujung Tetap

y = 2A sin kx cos t

y = cos t

= 2a sin kx

Kety = simpangan partikel pada gelombang tegak oleh ujung tetapA = amplitudo gelombang berjalan

= amplitudo gelombang tegakx = jarak partikel dari ujung tetap

Letak simpul dan perut

Rumus letak simpul dan perut untuk gelombang tegak pada ujung tetap

Letak simpul = 2n x ; n = 0, 1, 2 , ...Letak simpul dari ujung tetap merupakan kelipatan genap dari seperempat panjang gelombang.

Letak perut = (2n + 1) x ; n = 0, 1, 2 , ...Letak perut dari ujung tetap merupakan kelipatan ganjil dari seperempat panjang gelombang.

Formulasi Gelombang Tegak pada Ujung Bebas

y = 2A cos kx sin t y = sin t = 2A cos kx

Letak simpul dan perut

Rumus letak simpul dan perut unutk gelombang tegak pada ujung bebas

Letak simpul = (2n + 1) x ; n = 0, 1, 2 , ...Letak simpul dari ujung bebas merupakan kelipatan ganjil dari seperempat panjang gelombang.

Letak perut = 2n x ; n = 0, 1, 2 , ...Letak perut dari ujung bebas merupakan kelipatan genap dari seperempat panjang gelombang.