Hertz adalah ahli fisika terkenal dari Jerman setelah Maxwell, pada zamannya. Hertz menunjuk-kan keberadaan gelombang radio pada akhir tahun 1880-an. Dia menggunakan alat yang disebut kum-paran induksi untuk menghasilkan tegangan tinggi.
A
C B
Gambar 21.3 Getaran pada ayunan sederhana.
Keterangan :
Gerakan dari C - A - B - A - C merupakan satu getaran.
Jarak A - C dan A - B merupakan amplitudo.
Sumber
: Jendela
Ilmuwan Kecil
Salah satu transmitter pertama ciptaannya terdiri atas dua kumparan kecil dengan celah bunga api. Arus yang berbolak-balik cepat dalam bunga api di ujung-ujung kumparan menghasilkan gelombang radio. Untuk mendeteksi gelombang tersebut, Hertz menggunakan receiver yang terdiri atas dua batang dengan celah bunga api sebagai antena penerima. Bunga api melompati celah dimana gelombang tersebut diambil. Hertz menunjukkan bahwa sinyal-sinyal tersebut bersifat gelombang elektromagnetik. Hertz menjadi orang terkenal setelah melakukan percobaan tersebut. Untuk meng-hormatinya, nama Hertz dipakai untuk satuan frekuensi.
Lakukan percobaan berikut di rumah secara berkelompok!
A. Tujuan
Kamu dapat mendeskripsikan getaran.
B. Alat dan Bahan
Ember berukuran sedang, balon karet yang besar, tali, beras, dan radiotape.
C. Langkah Kerja
Percobaan 1
1. Robek balon karet sehingga menjadi lembaran, kemudian rentangkan secara kuat pada mulut ember dan ikat dengan tali agar tidak lepas, anggap itu sebagai gendang!
2. Tebarkan beberapa butir beras di atas selaput gendang yang telah kalian buat!
3. Ketuklah selaput gendangmu perlahan-lahan! 4. Apa yang terjadi?
Percobaan 2
1. Hidupkan radio, besarkan volumenya sampai terdengar suara yang keras, yang ditandai apabila tangan didekatkan ke pengeras suara pada radio tersebut, maka tanganmu akan terasa bergetar!
2. Tiup balon dan ikat ujungnya, kemudian pegang dengan ujung-ujung jarimu dan dekatkan ke radio!
3. Apakah kamu merasakan balon bergetar? Coba jauhkan balon se-dikit demi sese-dikit, sampai seberapa jauh getaran balon karena suara radiomu masih terasa!
Berdasarkan percobaan di atas buatlah sebuah tulisan mengenai getaran. Ser-takan analisismu dari hasil percobaan di atas agar tulisanmu lebih menarik!
n Getaran dan Gelombang
289
B. Gelombang
Pernahkah kamu terkena gelombang air laut? Bagaimana rasanya saat kamu terkena gelombang air laut tersebut? Kamu pasti pernah mendengarkan radio, melihat acara televisi, dan menelepon teman atau saudara yang berada di tempat yang jauh. Pernahkah kamu berpikir, bagaimana semua itu bisa terjadi?
Sebegitu pentingnya gelombang, hingga banyak segi kehidupan manusia yang memanfaatkannya. Tidak dapat dibayangkan apa yang terjadi di zaman yang serba elektronik ini, jika tidak ada gelombang sebagai media komunikasi. Gelombang adalah getaran atau usikan yang merambat, sedangkan zat perantara atau medium-nya tetap.
1. Jenis Gelombang
Gelombang dapat dikelompokkan berdasarkan perantara dan arah getarnya. Berdasarkan ada tidaknya perantara, gelombang dibedakan menjadi dua, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
a. Gelombang mekanik adalah gelombang yang perambatannya memerlukan zat perantara/medium. Contoh gelombang mekanik, antara lain, gelombang air, gelombang pada tali, gelombang pada slinki, dan gelombang bunyi. b. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang perambatannya tidak
memerlukan medium atau zat perantara. Contoh gelombang elektromagne-tik, antara lain, cahaya, gelombang radio, gelombang televisi, gelombang radar, gelombang sinar X, dan sinar rontgen.
Sedangkan berdasarkan arah getarannya, gelombang dibedakan menjadi dua, yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.
a. Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah rambatannya. Gelombang transversal dapat merambat se-cara sempurna pada zat padat, tetapi kurang sempurna pada zat cair, dan tidak dapat merambat pada gas. Contoh gelombang transversal adalah gelombang permukaan air dan gelombang tali.
(b) Pesawat telepon (a) Pesawat televisi
Gambar 21.4 Berbagai teknologi yang memanfaatkan gelombang.
(c) Satelit radio dan televisi
Sumber:
Kamus
Contoh
b. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getaran-nya sejajar dengan arah rambat-annya. Gelombang longitudinal dapat merambat pada zat padat, cair, maupun gas. Gelombang longitudinal terdiri atas rapatan
dan renggangan. Satu gelombang pada gelombang longitudinal terdiri atas satu rapatan dan satu renggangan. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi.
2. Hubungan Panjang Gelombang, Frekuensi, dan Cepat Rambat
Gelombang
Gelombang merupakan getaran yang merambat, sehingga dalam perambatannya gelombang memerlukan waktu. Waktu yang digunakan untuk menempuh jarak satu panjang gelombang (
λ
) disebut periode (T), sedangkan banyaknya gelombang yang terjadi setiap sekon disebut frekuensi gelombang (f). Jarak yang ditempuh gelombang setiap satu satuan waktu disebut cepat rambat gelombang (v). Oleh karena itu, dari definisi cepat rambat gelombang diperoleh hubungan antara cepat rambat gelombang, panjang gelombang, dan periode yang dapat dituliskan sebagai berikut.v = T
λ
atau v = × fλ
Diketahui suatu gelombang memiliki panjang 0,75 m dan frekuensi 200 Hz. Berapakah cepat rambatnya?
Diketahui : λ = 0,75 m f = 200 Hz Ditanyakan : v = ... ?
Panjang gelombang (λ )
Rapatan Renggangan
Gambar 21.6 Bentuk gelombang longitudinal pada slinki
Keterangan:
B : puncak gelombang
D : dasar gelombang
A, C, E : titik simpul
C-D-E : lembah gelombang
B-B', D-D' : amplitudo
A-B'-C-D'-E : panjang gelombang (λ)
A-B-C-D-E : satu gelombang
A-C, C-E : setengah gelombang
Gambar 21.5 Pola bukit dan lembah pada gelombang transversal. A B B' C D' E D Keterangan:
v : cepat rambat gelombang (m/s) λ : panjang gelombang (m) T : periode (s)
n Getaran dan Gelombang
291
In Tips
Rangkuman
Soal Kompetensi
Jawab : v = λ × = 0,75 × 200 = 150 m/sfJadi, cepat rambat gelombang tersebut adalah 150 m/s.
1. Apa yang kamu ketahui tentang gelombang?
2. Apakah perbedaan antara gelombang mekanik dengan gelombang elektromagnetik?
3. Sebutkan contoh-contoh gelombang transversal dan longitudinal!
1. Getaran adalah gerak bolak-balik sebuah benda secara periodik di sekitar titik setimbang.
2. Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi setiap satu satuan waktu. 3. Periode adalah waktu yang diperlukan benda untuk melakukan satu kali
getaran.
4. Gelombang adalah getaran atau usikan yang merambat.
5. Gelombang mekanik adalah gelombang yang perambatannya memerlu-kan medium atau zat perantara.
6. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang perambatannya tidak memerlukan medium atau zat perantara.
7. Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarannya tegak lurus terhadap arah rambatnya.
8. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarannya searah dengan arah rambatannya.