KARAKTERISTIK GELOMBANG MEKANIK

Disusun oleh :

MIRA RESTUTI

1106306

PENDIDIKAN FISIKA (RM)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI PADANG

Kompetensi Dasar :

1.1

Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan

mengatur alam jagad raya melalui pengamatan fenomena

alam fisis dan pengukuranya.

2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin

tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati;

bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif; dan

peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai

wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan,

melaporkan dan berdiskusi.

3.10 Menyelidiki karakteristik gelombang mekanik

melalui percobaan

4.9 Menyelidiki karakteristik gelombang mekanik melalui

percobaan.

Pengantar

Pernahkah anda bermain ke pantai ? Suatu pemandangan indah ketika kita berada di pantai adalah gulungan gelombang laut yang datang dari tengah dan akhirnya pecah di tepi pantai, indah sekali, apalagi ketika kita berada di pantai kuta, Bali.

Gelombang laut merupakan salah satu contoh gelombang yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Selain gelombang laut, masih terdapat banyak contoh lainnya. Ketika anda melempar sebuah batu kecil pada permukaan air yang tenang, akan muncul gelombang yang berbentuk lingkaran dan bergerak ke luar. Contoh lain adalah gelombang yang merambat sepanjang tali yang terentang lurus, ketika kita menggerakan tali naik turun. Dan, sebenarnya gelombang itu apa ? terus apa yang menjadi penyebab adanya gelombang ? MARI KITA PELAJARI PETA KONSEP TERLEBIH DAHULU 

GELOMBANG

Jenis-jenis Gelombang Karakteristik Gelombang

Arah Rambat

& Arah Getar Medium Amplitudo

Polarisasi Interferensi Dispersi Difraksi Pembiasan Pemantulan Gel. Transversal Gel. Longitudinal Gel. Mekanik Gel. Elektromagn etik Gel. Stasioner Gel. Berjalan

GELOMBANG

Gelombang bunyi, gelombang

cahaya, gelombang radio, dan

gelombang air.

JENIS-JENIS

GELOMBANG

Arah Rambat

& Arah Getar

Medium

_{Arah Rambat dan Arah Getar}

• Gelombang yang arah rambat tegak lurus pada arah getarnya. • Contohnya gelombang air, tali dan

cahaya.

GELOMBANG

TRANSVERSAL

• Gelombang yang arah rambat dan arah getarnya sejajar.

• Gelombang yang arah rambat dan arah getarnya sejajar.

GELOMBANG

LONGITUDINAL

GELOMBANG

MEKANIK

•

Gelombang yang membutuhkan media dalam

merambat.

•

Contoh : Gelombang tali dan gelombang bunyi.

GELOMBANG ELEKTROMAGN

ETIK

•

Gelombang yang dapat merambat baik melalui

medium ataupun vakum (tanpa medium).

•

Contohnya cahaya, gelombang radio dan

sinar-X.

Berdasarkan

Amplitudo

Gelombang

berjalan adalah

gelombang yang

memiliki

amplitudo tetap.

Gelombang stasioner

merupakan jenis

gelombang yang bentuk

gelombangnya tidak

bergerak melalui medium,

CIRI DAN KARAKTERISTIK

GELOMBANG

PEMANTULAN PEMBIASAN DIFRAKSI DISPERSI INTERFERENSI POLARISASI

Peristiwa pengembalian seluruh atau

sebagian dari suatu berkas partikel atau

gelombang bila berkas tersebut

bertemu dengan bidang batas antara

dua medium.

“Hukum Pemantulan”

Sudut datang ( i θ ) sama

dengan sudut pantul ( r θ ).

Pembelokan arah

lintasan gelombang

setelah melewati

bidang batas antara

dua medium yang

berbeda.

Hukum Snellius tentang pembiasan:

”Sinar datang, garis normal, dan

sinar bias, terletak pada satu

bidang datar”

n= c/v

Dengan : C = laju cahaya di ruang hampa V = laju cahaya dalam suatu medium N = indeks bias mutlak

DISPERSI

Peristiwa

penguraian sinar

cahaya yang

merupakan

campuran

beberapa panjang

gelombang menjadi

komponen-komponennya.

D = i + r’ - β

Keterangan:

β = sudut pembias prisma

i = besar sudut cahaya datang ke prisma

r’ = besar sudut cahaya saat meninggalkan prisma

DIFRAKSI

Penyebaran atau

pembelokan

gelombang

Besarnya difraksi bergantung

pada ukuran penghalang dan

panjang gelombang

INTERFERENSI

Interferensi terjadi pada dua

gelombang koheren, yaitu

gelombang yang memiliki

POLARISASI

Proses pembatasan getaran

vektor yang membentuk suatu

gelombang transversal sehingga

Contoh Soal (PEMANTULAN):

Sebuah pembangkit bola digetarkan naik dan turun pada permukaan air dalam tangki riak dengan frekuensi tertentu, menghasilkan gelombang lingkaran seperti pada Gambar 1.36.

Suatu keping logam RQS bertindak sebagai perintang gelombang. Semua muka gelombang

pada Gambar 1.36 dihasilkan oleh pembangkit bola dalam waktu 0,6 s. Perintang keping

logam berjarak 0,015m dari sumber gelombang P.

Hitung :

(a) panjang gelombang; (b) frekuensi; (c) cepat rambat gelombang. Pembahasan:

Jarak dua muka gelombang yang berdekatan = 1λ.

Dengan demikian, jarak PQ = 3(1λ)

0,015 m = 3λ

λ = 0,005 m

Selang waktu yang diperlukan untuk menempuh dua muka gelombang yang berdekatan =1/T,

dengan T adalah periode gelombang. Gelombang datang (garis utuh) dari P ke Q menempuh

3T, sedangkan gelombang pantul (garis putus-putus) dari Q ke P menempu waktu 3T. Jadi, selang waktu total = 3T + 3T

0,6 s = 6T

T = 0,1 s.

Frekuensi f adalah kebalikan periode, sehingga:

f = 1/(0,1s) = 10 Hz.

Contoh Soal (PEMBIASAN) :

Jika sudut datang sinar adalah 53° dan sudut bias sebesar 37° tentukan nilai

indeks bias medium yang kedua jika medium yang pertama adalah udara!

Pembahasan

Soal diatas termasuk tipe mudah, penggunaan dari persamaan :

n

₁

sin i = n

₂

sin r

Dimana :

n

₁

= indeks bias medium 1 (tempat sinar datang)

n

₂

= indeks bias medium 2(tempat sinar bias)

i = besar sudut datang

r = besar sudut bias

Sehingga:

n

₁

sin i = n

₂

sin r

(1) sin 53° = n

₂

sin 37°

4

_/

5

= n

2 3

/

5

n

₂

=

4

_/

3

Contoh Soal (DIFRAKSI):

Cahaya mempunyai panjang gelombang 540 nm

didifraksikan oleh kisi yang mempunyai 2400 garis/cm.

Tentukan sudut difraksi orde kedua!

Pembahasan:

Diketahui:

Panjang gelombang = 540 nm = 540 x 10

-9

_{m = 5,40}

x 10

-7

_m

d = 1 / (2400 garis/cm) = 0,0004 cm = 4 x 10

-4

_{cm =}

4 x 10

-6

_m

n = 2 (orde kedua)

Ditanya : sudut difraksi orde kedua (n = 2)

Jawab:

Contoh Soal (DISPERSI) :

Seberkas cahaya putih menembus sebuah prisma tipis dengan sudut

pembias 10°, jika indeks bias untuk cahaya merah dan ungu

masing-masing 1,49 dan 1,52, tentukanlah besar sudut dispersinya!

Penyelesaian:

Diketahui:

β = 10°

n

_m

= 1,49

n

_u

= 1,52

Ditanyakan:

φ

= . . .?

Jawab:

φ

= (

n

_u

–

n

_m

) β

φ

= (1,52 – 1,49)10°

φ

= (0,03)10°

φ

= 0,3°

Contoh Soal (INTERFERENSI)

Seutas tali panjangnya 80 cm direntangkan horizontal. Salah satu ujungnya

digetarkan harmonik naik-turun dengan frekuensi Hz dan amplitudo 12 cm,

sedang ujung lainnya terikat. Getaran harmonik tersebut merambat ke

kanan sepanjang kawat dengan cepat rambat 3 cm/s. Tentukan amplitudo

gelombang hasil interferensi di titik yang berjarak 53 cm dari titik asal

getaran!

Dik:

l = 80 cm

f = Hz

A = 12 cm

v = 3 cm/s

x = (80-53) cm = 27 cm

Untuk menentukan amplitude gelombang stasioner As dengan persamaan:

AS = 2A sin kx , λ = k = 12 cm

As = 2 (12) sin ( ) (27)

= 24 sin 4,5

= 24 x 1

= 24 cm

Contoh Soal (POLARISASI):

Jika sudut antara kedua sumbu polarisasi pada kedua

polaroid adalah 60

o

_{, tentukan intensitas cahaya yang}

diteruskan

oleh

polaroid

pertama

dengan

intensitas I

₀

dan polaroid kedua!

Diketahui:

θ

= 60

o

Ditanya:

I

₁

= ... ?

I

₂

= ... ?

Pembahasan :

I

₁

= ½ I

₀

I

₂

= ½ I

₀

cos

2

θ

_{= ½ I}

0

cos

2

60

o

= 0,125 I

0

Perambatan suatu

getaran yang tidak

disertai dengan

perpindahan medium

perantaranya, tetapi

hanya memindahkan

energy di sebut :

Sudut pantul

sama dengan

sudut datang

merupakan

Peristiwa

pembelokan

gelombang ketika

melewati celah

sempit atau

penghalang disebut

?

Seutas tali yang ditegangkan

dengan gaya 5 N dan salah

satu ujungnya digetarkan

dengan frekuensi 40 Hz

terbentuk gelombang dengan

panjang gelombang 50 cm.

Jika panjang tali 4 m,

hitunglah cepat rambat

KARAKTERISTIK GELOMBANG :



Pemantulan



Pembiasan



Difraksi



Dispersi



Interferensi



Polarisasi

Gelombang bukan merupakan

materi, pola gelombang dapat

merambat pada materi. Maka,

gelombang adalah getaran yang

merambat.