Sifat - sifat Gelombang
Sobat phyiscs sites, tahukah kalian, gelombang memiliki beberapa sifat lho...yaitu refleksi, refraksi, difraksi, dispersi, interferensi dan polarisasi. Yuk simak penjelasan dibawah ini...
Sobat pintar untuk sifat pertama yakni Refleksi
Refleksi (Pemantulan) adalah pembalikan arah rambat gelombang karena membentur suatu medium yang tidak dapat ditembus oleh gelombang tersebut. Dalam pemantulan gelombang berlaku hukum pemantulan gelombang yaitu :
-
Besar sudut datangnya gelombang sama dengan besar sudut pantul gelombang
-
Gelombang datang, gelombang pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar.
Berikut contoh pemantulan pada gelombang tali, sebagai berikut :
Gambar 5. pemantulan pada gelombang tali
Animasi 9. pemantulan pada Ujung terikat
Animasi 10. pemantulan pada Ujung bebas
Selanjutnya sifat gelombang adalah Refraksi
Refraksi (Pembiasan) adalah suatu peristiwa dibelokannya suatu gelombang karena melewati medium yang berbeda. Perlu kita ketahui, setiap medium memiliki kerapatan yang berbeda-beda antara satu dengan yang lainnya. Misalkan kerapatan udara dengan air, udara memiliki tingkat kerapatan yang lebih sedikit dibandingkan dengan air. Dan oleh karenanya ketika ada cahaya yang menembus air yang sebelumnya melalui medium udara, maka cahaya akan dibelokan.
Contoh paling nyata adalah ketika kita memasukan sedotan kedalam gelas minuman, kita melihat sedotan seolah-olah tidak lurus.
Gambar 6. Sedotan bengkok didalam gelas minuman
Pada peristiwa refraksi atau pembiasan gelombang ini, ada dua peristiwa yang terjadi, yaitu:
-
Cahaya yang datang dari medium kurang rapat ke medium yang lebih rapat maka cahaya akan mendekati garis normal.
-
Cahaya yang datang dari medium rapat ke medium kurang rapat maka cahaya akan menjauhi garis normal.
Secara matematis, pembiasan dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
n = indeks biasa;
c = cepat rambat cahaya di ruang hampa (m/s)
v = cepat rambat cahaya di dalam medium tertentu (m/s).
Gejala pembiasan ini pertama kali diteliti oleh Snellius. Dengan demikian, hukum yang berlaku pada peristiwa pembiasan selalu mengikuti hukum Snellius. Untuk lebih jelasnya, simak gambar berikut.
Gambar 7. Peristiwa pembiasan
Secara matematis, Snellius bisa dirumuskan sebagai berikut :
Difraksi (Pembelokkan) gelombang adalah pembelokkan atau penyebaran gelombang ketika melalui suatu celah tertentu. Semakin sempit celah yang dilewati, difraksi yang terjadi akan semakin tampak.
Celah bertindak sebagai sumber gelombang berupa titik dan gelombang yang melalui celah dipancarkan berbentuk. lingkaran dengan celah tersebut sebagai pusatnya. Contohnya yaitu aliran air sungai yang mengalami celah kecil cenderung putus aliran normalnya. Berikut ilustrasi difraksi, Jika kita memiliki sebuah wadah yang berisi air, kemudian diletakkan penghalang ditengahnya dan dibuat sebuah celah diantara kedua penghalang. Kemudian kita jatuhkan batu ke dalam salah satu sisi, maka akan menimbulkan riak air sebagai berikut :
Animasi 11. Difraksi pada riak air
Gambar 8. Difraksi pada riak air
Dispersi (penyebaran/penguraian) adalah peristiwa penguraian cahaya putih menjadi beberapa komponen cahaya ketika gelombang tersebut melalui suatu medium tertentu. Warna polikromatik (putih) menjadi monokromatik saat seberkas cahaya dilewatkan melalui prisma. Cahaya polikromatik yang awalnya berwarna putih akan terurai menjadi merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Berikut ini contoh ilustrasinya.
Animasi 12. Dispersi pada gelombang cahaya
Gambar 9. Dispersi pada gelombang cahaya
Sinar yang datang dan keluar dari prisma akan membentuk suatu sudut yang disebut sudut deviasi. Besarnya sudut deviasi antara warna merah dan ungu dirumuskan sebagai berikut :
Interferensi (dapat digabungkan) adalah peristiwa perpaduan dua atau lebih gelombang disuatu titik pada medium. Interferensi dapat terjadi jika dua buah gelombang yang berinterferensi adalah koheren, artinya memiliki frekuensi dan beda fase yang sama.
1. Interferensi kontruktif, yaitu interferensi yang saling menguatkan. Terjadi jika gelombang yang berinterferensi memiliki fase yang sama
Gambar 10. Interferensi kontruktif
​
2. Interferensi destruktif, yaitu interferensi yang saling meniadakan. Terjadi jika gelombang yang berinterferensi memiliki fase yang berlawanan.
Gambar 11. Interferensi destruktif
Polarisasi (dapat diserap arah getarannya) adalah penyerapan sebagian arah getaran dari gelombang ketika melalui medium tertentu. Polarisasi hanya dapat terjadi pada gelombang transversal, yaitu gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatannya. Itu artinya, polarisasi tidak dapat terjadi pada gelombang longitudinal, misalnya pada gelombang bunyi. Polarisasi dapat terjadi karena pemantulan, pembiasan, bias kembar, absorpsi selektif, dan peristiwa bidang getar.
Peristiwa polarisasi dapat divisualisasikan dengan membayangkan gelombang transversal pada seutas tali.
Seutas tali digetarkan dengan melewati sebuah celah sempit vertikal.Tali melewati celah, hanya arah getar vertikal saja yang masih tersisa, sedangkan arah getar horizontal diredam atau diserap oleh celah sempit tersebut. Gelombang yang keluar dari tai disebut gelombang linear. Polarisasi ini seperti peristiwa pengkutuban, polarisasi banyak macamnya yaitu akibat penyerapan, polarisasi melalui hamburan, polarisasi melalui pemantulan dan polarisasi melalui pembiasan ganda.
Gambar 12. Polarisasi
Efek Doppler adalah perubahan sebuah frekuensi atau panjang gelombang dari suatu gelombang terhadap seorang penerima yang sedang bergerak relatif terhadap sumber gelombang tersebut. Seorang yang sedang diam, mendengar suara dari sumber suara yang juga diam. Suara yang kita dengar akan memiliki frekuensi yang sama dengan sumber suara tersebut. Namun, dalam efek doppler, sumber suara adalah sesuatu yang bergerak. Semakin dekat benda tersebut, frekuensi suara semakin besar, begitupun sebaliknya. Berikut ilustrasi dari sumber bunyi diam dan sumber bunyi bergerak menuju pengamat.
Animasi 13. Efek doppler saat sumber bunyi diam
Animasi 14. Efek doppler saat sumber bunyi bergerak menuju pengamat
untuk persamaan efek doppler dibawah ini :
Agar sobat lebih paham, yuk simak penjelasan video dibawah ini dan klik icon kalkulator untuk melihat contoh soal
Klik icon untuk melihat contoh soal
Video 4. Sifat-sifat gelombang
Video 5. Efek Doppler
DAFTAR PUSTAKA
-
Endarko, Muntini, M. S., Prasetio, L., & Faisal, H. (2008). Fisika Jilid 1 untuk SMK Teknologi. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan.
-
Gioncoli, D. (2005). Physics Principles With Applications Sixth Edition. New Jersey: Pearson Education.
-
Kanginan, M. (2010). Physics for Senior High School Grade XI. Surabaya: Erlangga.
-
Sudiro. (2020). Modul Pembelajaran Fisika Kelas XI. Jakarta: Direktorat Sekolah Menengah Atas.