Fisika: 2014

Sabtu, 15 November 2014

sifat-sifat gelombang

D. SIFAT-SIFAT GELOMBANG

1. Dipantulkan (Refleksi)

Tentunya sahabat sudah sangat mengerti tentang pemantulan ini, jadi secara garis besar saya rasa kita sudah sepaham.

Dalam pemantulan gelombang berlaku hukum pemantulan gelombang, yaitu :

Besar sudut datangnya gelombang sama dengan sudut pantul gelombang.

Gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

Pemantulan Gelombang

2. Dibiaskan (refraksi)

Pembiasan gelombang adalah pembelokan arah rambat gelombang karena melalui medium yang berbeda kerapatannya.

Pembiasan Gelombang

3. Dipadukan (interferensi)

Perpaduan gelombang terjadi apabila terdapat gelombang dengan frekuensi dan beda fase saling bertemu. Hasil interferensi gelombang akan ada 2, yaitu konstruktif (saling menguatkan) dan destruktif (saling melemahkan). Interferensi Konstruktif terjadi saat 2 gelombang bertemu pada fase yang sama, sedangkan interferensi destruktif terjadi saat 2 gelombang bertemu pada fase yang berlawanan.

Interferensi Gelombang

4. Dibelokkan/disebarkan (Difraksi)

Difraksi gelombang adalah pembelokkan/penyebaran gelombang jika gelombang tersebut melalui celah. Geja difraksi akan semakin tampak jelas apabila celah yang dilewati semakin sempit.

Difraksi Gelombang

5. Dispersi Gelombang

Dispersi adalah penyebaran bentuk gelombang ketika merambat melalui suatu medium. Dispersi tidak akan terjadi pada gelombang bunyi yang merambat melalui udara atau ruang hampa. Medium yang dapat mempertahankan bentuk gelombang tersebut disebut medium nondispersi.

6. Dispolarisasi (diserap arah getarnya)

Polarisasi adalah peristiwa terserapnya sebagian arah getar gelombang sehingga hanya tinggal memiliki satu arah saja. Polarisasi hanya akan terjadi pada gelombang transversal, karena arah gelombang sesuai dengan arah polarisasi, dan sebaliknya, akan terserap jika arah gelombang tidak sesuai dengan arah polarisasi celah tersebut.

Polarisasi Gelombang

E. PEMANFAATAN GELOMBANG

Sangat banyak pemanfaatan dari gelombang dengan mempertimbangkan berbagai sifat gelombang yang ada di sekitar kita. Beberapa diantaranya adalah

Gelombang TV dan Radio untuk komunikasi.

Gelombang Micro yang dimanfaatkan untuk memasak makanan atau yang kita kenal dengan microwave

Gelombang bunyi yang sangat membantu bidang kesehatan, yaitu Ultrasonik pada peralatan USG untuk memeriksa ada tidaknya penyakit.

ujung terikat

2. UJUNG TERIKAT

Gelombang stasioner ujung terikat terbentuk dari gelombang datang dan gelombang pantul. Contoh dari ujung terikat adalah tali yang ujung satunya digetarkan dan ujung lainnya diikat seperti pada gambar berikut

Terlihat pada gambar diatas tali yang terikat bergerak membentuk gelombang namun karena ditali maka ujung tali yang diikat tidak akan naik-turun sebagaimanan terjadi pada ujung tali bebas

Untuk mengetahui pola gelombang pada ujung terikat atau ujung tetap lebih jelasnya dengan melihat gambar berikut

Setelah memahami gambar diatas sekarang adalah mengetahui persamaan gelombang ujung terikat. seperti yang terlihat pada gambar berikut

Bagaimanakah kedudukan simpul dan perut gelombang stasioner ujung terikat atau tetap? untuk lebih jelasnya lihat yuk gambarnya

macam-macam gelombang stasioner

C. Gelombang Stasioner

Cobalah ambil seutas tali yang panjangnya kira-kira 4 – 5 meter, kemudian ikatkan salah satu ujungnya pada tiang dan ujung yang lain kalian getarkan naik turun. Pada tali tersebut akan merambat gelombang dari ujung tali yang kita getarkan ke ujung yang terikat. Coba perhatikan apa yang terjadi pada ujung gelombang saat mencapai bagian tali yang terikat, ternyata gelombang itu akan dipantulkan kembali ke arah semula. Antara gelombang datang dengan gelombang pantul ini akan saling berinterferensi, sehingga menimbulkan gelombang yang disebut gelombang stasioner atau gelombang berdiri.

Gelombang stasioner terjadi jika dua gelombang yang mempunyai frekuensi dan amplitudo sama bertemu dalam arah yang berlawanan. Gelombang stasioner memiliki ciri-ciri, yaitu terdiri atas simpul dan perut. Simpul yaitu tempat kedudukan titik yang mempunyai amplitudo minimal (nol), sedangkan perut yaitu tempat kedudukan titik-titik yang mempunyai amplitudo maksimum pada gelombang tersebut. Gelombang stasioner dapat dibedakan menjadi dua, yaitu Gelombang stasioner yang terjadi pada ujung pemantul bebas dan gelombang stasioner yang terjadi pada ujung pemantul tetap.

1. UJUNG BEBAS

Sama halnya dengan ujung terikat, ujung bebas juga terdiri dari gelombang datang dan pantul. gelombang ujung bebas dapat digambarkan seperti berikut :

Untuk mengetahui pola gelombang pada ujung bebas mari kita lihat gambar berikut

Lalu bagaimanakah kedudukan simpul dan perut gelombang stasioner ujung bebas? apakah sama dengan ujung terikat? untuk lebih jelas akan terlihat pada gambar berikut

letak simpul simpul gelombang stasioner pada ujung bebas

Kamis, 13 November 2014

gelombang berjalan

B. Gelombang Berjalan

1. Persamaan Gelombang Berjalan
Seutas tali AB yang kita bentangkan mendatar perhatikan gambar di bawah. Ujung B diikatkan pada tiang, sedangkan ujung A kita pegang. Apabila ujung A kita getarkan naik turun terusmenerus, maka pada tali tersebut akan terjadi rambatan gelombang dari ujung A ke ujung B. Misalkan amplitudo getarannya A dan gelombang merambat dengan kecepatan v dan periode getarannya T.

Gelombang berjalan pada tali

Misalkan titik P terletak pada tali AB berjarak x dari ujung A dan apabila titik A telah bergetar selama t sekon, maka titik P telah bergetar selama $t_{p}=\left ( t - \frac{x}{v} \right )$ , di mana $\frac{x}{v}$ adalah waktu yang diperlukan gelombang merambat dari A ke P.
Persamaan simpangan titik P pada saat itu dapat dinyatakan sebagai berikut :
$Y_{p}= A sin \omega t_{p}$
$Y_{p}= A sin \omega \left ( t-\frac{x}{v} \right )= A sin\frac{2\pi }{t}\left ( \omega t-\frac{\omega x}{v} \right )$
di mana $\omega =2\pi f=\frac{2\pi }{T}$ maka persamaan tersebut dapat ditulis menjadi :
$Y_{p}=Asin\left ( \omega t-\frac{2\pi x}{Tv} \right )= Asin\left ( \omega t-\frac{2\pi x}{\lambda } \right )$
Jika $\frac{2\pi x}{\lambda }=k$ , di mana k didefinisikan sebagai bilangan gelombang maka persamaan simpangan dapat dituliskan menjadi :
$Y_{p}=Asin\left ( \omega t-kx \right )$
Persamaan tersebut yang disebut sebagai persamaan gelombang berjalan yang secara umum dapat dituliskan :
$Y_{p}=Asin\left ( \omega t\pm kx \right )$
Dalam persamaan di atas dipakai nilai negatif (-) jika gelombang berasal dari sebelah kiri titik P atau gelombang merambat ke kanan dan dipakai positif (+) jika gelombang berasal dari sebelah kanan titik P atau gelombang merambat ke kiri.
2. Sudut Fase, Fase, dan Beda Fase pada Gelombang
Seperti halnya pada getaran, pada gelombang pun dikenal pengertian sudut fase, fase, dan beda fase. Oleh karena itu perhatikan lagi persamaan gelombang berjalan berikut ini!
$Y_{p}=Asin\left ( \omega t-kx \right )=Asin\left ( \frac{2\pi t}{T}-\frac{2\pi x}{\lambda } \right )=Asin2\pi \left ( \frac{t}{T}-\frac{x}{\lambda } \right )$
di mana $\theta$ disebut sudut fase sehingga :
$\theta _{p}=\left ( \omega t-kx \right )=2\pi \left ( \frac{t}{T}-\frac{x}{\lambda } \right )$
Mengingat hubungan antara sudut fase ( $\theta$ ) dengan fase ( $\varphi$ ) adalah $\theta =2\pi \varphi$ maka fase titik P adalah:
$\varphi_{p}=\left ( \frac{t}{T}-\frac{x}{\lambda } \right )$
Apabila pada tali tersebut terdapat dua buah titik, titik P yang berjarak $x_{1}$ dari titik asal getaran dan titik Q yang berjarak $x_{2}$ dari titik asal getaran, maka besarnya beda fase antara titik P dan Q adalah
$\Delta \varphi =\varphi _{P}-\varphi _{Q}=\left ( \frac{t}{T\lambda }-\frac{x_{1}}{T}\right )-\left (\frac{t}{T}-\frac{x_{2}}{\lambda } \right )$
$\Delta \varphi =\left ( \frac{x_{1}-x_{2}}{\lambda } \right )=\frac{\Delta x}{\lambda }$

jenis gelombang dan sifatnya

FISIKA SMA KELAS XII

Materi Fisika SMA Kelas 12

Bab I Gelombang

A. Jenis Gelombang dan Sifatnya

Dalam fisika dikenal berbagai macam gelombang, misalnya: gelombang cahaya, gelombang bunyi, gelombang tali, gelombang air, dan sebagainya, yang dikelompokkan berdasarkan sifat-sifat fisisnya. Apakah sebenarnya gelombangitu?
Gejala gelombang dapat diperlihatkan dengan mudah,apabila kita melemparkan batu ke dalam kolam yang airnya tenang, maka pada permukaan air kolam itu akan timbul usikan yang merambat dari tempat batu itu jatuh ke tepi kolam.
Usikan yang merambat pada permukaan air tersebut disebut gelombang. Gelombang didefinisikan sebagai getaran yang merambat melalui medium/perantara. Medium gelombang dapat berupa zat padat, cair, dan gas, misalnya tali, slinki, air, dan udara.
Dalam perambatannya, gelombang membawa energi. Energi gelombang air laut sangat terasa bila kita berdiri di tepi pantai, berupa dorongan gelombang pada kaki kita. Gelombang dapat dikelompokkan berdasarkan sifat-sifat fisisnya, yaitu :

1. Berdasarkan Arah Getaran
Gelombang dapat dibedakan menjadi dua, yakni gelombang longitudinal dan gelombang transversal.

Gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah getarannya berimpit dengan arah rambatannya, misalnya gelombang bunyi.
Gelombang transversal, yaitu gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatannya, misalnya gelombang pada tali dan gelombang cahaya.

2. Berdasarkan Amplitudonya
Gelombang dapat dibedakan menjadi dua, yakni gelombang berjalan dan gelombang diam/berdiri.

Gelombang berjalan, yaitu gelombang yang amplitudonya tetap pada setiap titik yang dilalui gelombang, misalnya gelombang pada tali.
Gelombang diam/berdiri, yaitu gelombang yang amplitudonya berubah, misalnya gelombang pada senar gitar yang dipetik.

3. Berdasarkan Zat Perantara atau Medium Rambatannya
Gelombang dibedakan menjadi dua, yakni gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.

Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium, misalnya gelombang air, gelombang pada tali, dan gelombang bunyi.
Gelombang elektromagnetik yaitu gelombang yang dalam perambatannya tanpa memerlukan medium, misalnya gelombang cahaya.

Pada pembahasan ini kita hanya akan mempelajari tentang gelombang beserta besaran-besaran yang berkaitan dengan gelombang, yaitu simpangan (Y), amplitudo (A), frekuensi (f), periode (T), dan fase ( $\varphi$ ) yang mana besaran tersebut sudah kita pelajari saat membahas tentang getaran di kelas XI semester 1. Pada prinsipnya gelombang adalah rambatan dari energi getaran. Semua gelombang mekanik maupun gelombang elektromagnetik mempunyai sifat-sifat yang sama yaitu dapat dipantulkan (refleksi), dapat dibiaskan (refraksi), dapat saling berinterferensi (memadukan), dan mengalami difraksi (pelenturan), dispersi, dan polarisasi.