sifat-sifat gelombang

20
a. Pemantulan Gelombang (Refleksi Gelombang) gambar:refraksi gelombang.jpg Pemantulan gelombang pada tangki riak, pada pemantulan ini diperoleh gelombang lingkaran yang pusatnya adalah sumber gelombang S. Gelombang pantul yang dihasilkan oleh bidang lurus juga berupa gelombang lingkaran S sebagai pusat lingkaran. Jarak S ke bidang pantul sama dengan jarak s ke bidang pantul. Menurut Hukum Snellius, gelombang dating, gelombang pantul, dan garis normal berada pada satu bidang dan sudut dating akan sama dengan sudut pantul, seperti tampak pada gambar berikut: Untuk gelombang dua atau tiga dimensi seperti gelombang air, kita mengenal dengan istilah sinar gelombang dan muka gelombang. Muka Gelombang

Upload: imranyusuf

Post on 18-Aug-2015

311 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

TIK

TRANSCRIPT

a. Pemantulan Gelombang (Refleksi Gelombang)gambar:refraksi gelombang.jpg Pemantulan gelombang pada tangki riak, pada pemantulan ini diperoleh gelombang lingkaran yang pusatnya adalah sumber gelombang S. Gelombang pantul yang dihasilkan oleh bidang lurusjuga berupa gelombang lingkaran S sebagai pusat lingkaran. Jarak S ke bidang pantul sama dengan jarak s ke bidang pantul.Menurut Hukum Snellius, gelombang dating, gelombang pantul, dan garis normal berada pada satu bidang dan sudut dating akan sama dengan sudut pantul, seperti tampak pada gambar berikut:Untuk gelombang dua atau tiga dimensi seperti gelombang air, kita mengenal dengan istilah sinar gelombang dan muka gelombang.Muka GelombangMuka gelombang !ront "a#e$ didefinisikan sebagai tempat kedududkan titik % titik yang memiliki fase yang sama pada gelombang, pada gambar di samping ini menunjukkan lingkaran %lingkaran tersebut merupakan muka gelombang. Jarak antara muka gelombang yang berdekatan sama dengan satu gelombang &$. Sinar gelombang adalah garis yang ditarik dengan arah tegak lurus terhadap muka gelombang 'ila gelombang melingkar merambat terus kesegala arah maka pada jarak yang jauh dari sumber gelombang, kita akan melihat muka gelombang yang hamper lurus, seperti halnya gelombang airlaut yang sampai dipantai. Muka gelombang yang seperti ini disebut sebagai muka gelombang bidang. b. Pembiasan Gelombang (Refraksi Gelombang)Pada pemantulan gelombang, gelombang yang tiba di batas medium akan dipantulkan ke arah semula. Pada pembiasan, gelombang yang mengenai bidang batas antara dua medium, sebagian akan dipantulkan dan sebagian lagi akan diteruskan atau dibiaskan. Gelombang yang dibiaskan ini akan mengalami pembelokan arah dari arah semula tergantung pada mediumnya.Pada medium kedua, (epat rambat gelombang mengalami perubahan dan perubahan ini pun tergantung pada mediumnya. )engan kata lain, pembiasan gelombang adalah pembelokan arah lintasan gelombang etelah mele"ati bidang batas antara dua medium yang berbeda.gambar:refraksi gelombang*.jpg Gambar pembiasan sinar dari udara ke airPada gambar diatas diperlihatkan pembiasan (ahaya dari medium udara dengan indeks bias n, ke medium air yang memiliki indeks bias n+. Menurut Hukum Snellius tentang pembiasan:*. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias, terletak pads satu hidang datar.+. Sinar yang datang dari medium dengan indeks bias ke(il ke medium dengan indeks bias yang lebih besar dibiaskan mendekati garis normal, dan sebaliknya.,. Perbandingan nilai sinus sudut datang sin i$ terhadap sinus sudut bias sin r$ dari satu mediumke medium lainnya selalu tetap. Perbandingan ini disebut sehagai indeks bias relatif suatu medium terhadap medium lain. Se(ara matematis Hukum Snellius dapat dirumuskansebagai berikut:n1 sin i = n2 sin rataun2 /n1 = sin i / sinr )engan n* adalah indeks bias medium pertama, n+ adalah indeks bias medium kedua, - adalah sudut dating, dan r adalah sudut bias. .dapun n+* adalah indeks bias relati#e medium + terhadap medium *. -ndeks bias mutlak didefinisikan sebagai berikut:n= c/vDengan / 0 laju (ahaya di ruang hampa1 0 laju (ahaya dalam suatu medium-ndeks bias mutlak ruang hampa n* 0 *$ ke dalam air n+$, indeks bias n+ menjadi indeks bias mutlak dan dituliskan sebagai berikut:n+0 sin i 2 sinr Gambar (a) menun!ukkan gelombang air merambat dari satu medium menu!u ke medium lain setela" mele#ati bidang batas antara kedua medium$ gelombang tersebut mengalami pembelokan. Pada peristi#a tersebut ter!adi peruba"an ara" rambat gelombang dan pan!ang gelombang %2 lebi" pendek dari pada %1. Gambar (b) menun!ukkan adan&a peruba"an kecepatan gelombang. Gelombang merambat dari medium &ang memiliki indeks bias n1 ke medium lain dengan indeks bias n2. 'eterangan (a) Peruba"an pan!ang gelombang$ %2 lebi" pendek dari pada %1.(b) Peruba"an kecepatan gelombang$ v2 lebi" kecil dari pada v1.Dari kedua gambar tersebut diturunkan persamaan pembiasan gelombang sebagai berikut3sin i/sin r= v1/v2 = (f%1)/(f%2 )= %1/%2 )ari satu medium ke medium lainnya, frekuensi gelombang tetap. Jadi yang mengalami perubahan adalah ke(epatan dan panjang gelombang Pemantulan (empurnaPemantulan sempurna dapat terjadi jika sinar datang dari medium rapat ke medium kurang rapat udara$, dan sudut dating melampaui sudut kritisnya.Penerapan hukum snellius pada pemantulan sempurna memenuhi persamaan seperti diba"ah ini,dengan mengetahui perbandingan indeks bias mutlak n* dan n+ , sudut kritis (ahaya dari suatu medium dapat ditentukan.n+ sin ik0 n* sin r,dengan r 0455 sehingga n+ sin ik 0 n*sin ik= n1/n2 3(ecara umum sifat ) sifat gelombang adala"*$ )apat mengalami pemantulan atau refleksi6+$ )apat mengalami pembiasan atau refraksi6,$ )apat mengalami superposisi atau interferensi67$ )apat mengalami lenturan atau difraksi, dan68$ )apat mengalami pengutuban atau polarisasi. c. *nterferensi Gelombang 'eterangana$ )ua Gelombang Sefaseb$ )ua gelombang berla"anan fase )ua gelombang disebut .sefase. jika kedua gelombang tersebut memiliki frekuensi sama dan pada setiap saat yang sama memiliki arah simpangan yang sama pula. .dapun dua gelombang disebut berla"anan fase, jika kedua gelombang tersebut memiliki frekuensi sama, dan pada setiap seal yang sama memiliki arah simpangan yang berla"anan.Untuk mengamati interterensi dari dua buah gelombang dapat digunakan sebuah tangki rink ripple tank$. Pertemuan kedua gelombang akan mengalami inter9ferensi..lika pertemunan keduagelombang saling menguatkan, disebut interf reusi maksimum atau interferensi konstruktif. Peristi"a ini terjadi jika pada titik pertemuan tersebut kedua gelombang sefase. .kan tetapi, jika pertemuan gelombang saling melemahkan, disebut interferensi minimum atau interferensi destruktif. Peristi"a ini terjadi jika pada titik pertemuan tersebut kedua gelombangnya berla"anan fase.+ika dua gelombang sefase dan dua gelombang berla#anan fase mengalami interferensi$ akan didapatkan seperti gambar diba#a" ini: 33'eterangana$ -nterferensi maksimum dua gelombang sefaseb$ -nterferensi minimum dua gelombang berla"anan fase d. Difraksi gelombang Peristi"a difraksi atau lenturan dapat terjadi jika sebuah gelombang mele"ati sebuah penghalangatau mele"ati sebuah (elah sempit. Pada suatu medium yang serba sama, gelombang akan merambat lurus. .kan tetapi, jika pada medium tersebut gelomhang terhalangi, bentuk dan arah perambatannya dapat berubah.Perhatikan Gambar diatas. Sebuah gelombang pada permukaan air merambat lurus. :ernudian, gelombang tersebut terhalang oleh sebuah penghalang yang memiliki sebuah (elah sempit. Gelombang akan merambat mele"ati (elah sempit tersebut. /elah sempit seolah;olah merupakansumber gelomhang baru. 0 besar sudut (ahaya saat meninggalkan prisma)engan menggunaka hukum Snellius, kita dapat menghitung sudut de#iasi minimum sebagai berikut:Dm=2i./'ila sudut pembias lebih besar dari *85 = ? *85$ besar sudut de#iasi minimum n* sin )m@ =$$2+0 nA+ sin =2+$'ila sudut pembias lebih ke(il dari *85 = B *85$ makaDm =(n2/n1 ) 1)/'eterangann* 0 indeks bias medium di sekitar prisma, bila udara n 0 *n+ 0 indeks bias prisma)m 0 sudut de#iasi minimum derajat$(udut Dispersi'ila (ahaya putih polikromatik$ atau (ahaya matahari mele"ati suatu prisma maka (ahaya yang keluar dari prisma berupa spektrum (ahaya matahari yang terdiri atas "arna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nilla, dan ungu. Penguraian "arna polikromatik menjadi "arna monokromatik yang disebabkan oleh perbedaan (epat rambat dari masing % masing "arna disebut dengan disperse. Setiap "arna (ahaya memiliki sududt de#iasi minimum masing % masing.Selisih de#iasi "arna ungu dengan "arna merah disebut sudut dispersi. Jadi, lebar sudut disperseatau lebar spe(trum matahari dapat dinyatakan sebagai berikut:0= (n1. 1)/ ) (nm. 1)/ atau0= (n1. nm )/DengannC 0 indeks bias sinar ungunm 0 indeks bias sinar merahD 0 sudut disperse= 0 sudut pembias prisma f. Polarisasi GelombangGelombang yang hanya merambat pada satu bidang disebut gelombang terpolarisasi linier, sedangkan gelombang yang merambat tidak pada satu bidang disebut gelombang takterpolarisasi.'eterangan 3(a) Gelombang terpolarisasi linier pada arah verticalb$ Gelombang terpolarisasi linier pada arah horiEontal($ Gelombang takterpolarisasiGelombang (ahaya terpolarisasi adalah gelombang (ahaya yang getarannya hanya dalam satu bidang, proses untuk mengubah (ahaya takterpolarisasi menjadi (ahaya terpolarisasi dikenal sebagai polarisasi.EFEK DOPLER Gambaran Umum Efek DopplerJika kita berdiri di pinggir jalan kemudian melintas sebuah ambulans dengansirine yang berbunyi, kita akan mendengar frekuensi sirine yang relatif lebih tinggidarifrekuensisirine yang sebenarnya. ebaliknya frekuensisirine akan terdengarlebih rendah ketika ambulans bergerak menjauhi kita. Peristi!a naik"turunnyafrekuensi bunyi sema#am itu disebut efek D$ppler.Perubahanfrekuensi gel$mbangbunyi bergantungkepadasumberbunyi ataupengamat yang bergerak relati%e terhadap medium.Panjang gel$mbang di depan sumber dapat dihitung dengan rumus& edangkan panjang gel$mbang di belakang sumber adalah&Laju gel$mbangvhanya bergantung pada sifat"sifat mediumdan tidakbergantung pada laju sumber. Pada sumber yang bergerak mendekatipengamat,frekuensi f yang mele!ati suatu titik yang diam terhadap medium adalah&'pabila sumber bergerak menjauhi pengamat maka frekuensinya adalah&

Jikasumber dalamkeadaandiamdanpengamat bergerakrelatifterhadapmedium maka tidak ada perubahan panjang gel$mbang yang mele!ati penerima.Frekuensi yang mele!ati pengamat akan bertambah jika pengamat bergerakmendekati sumber dan berkurang jika pengamat bergerak menjauhi sumber.(anyaknyagel$mbangyangditerima$lehpangamat diamdalam!aktuadalah banyaknya gel$mbang dalam jarak sebanyak , (ila pengamat bergerak dengan laju relatifvpterhadap mediummakapengamat akan melalui sejumlah gel$mbang tambahanJumlah t$tal gel$mbang yang mele!ati pengamat dalam !aktu )tadalah&Frekuensi yang diterima pengamat yang bergerak mendekati sumber adalah&Jika pengamat bergerak menjauhi sumber, frekuensi yang teramati adalah&Jika baik pengamat maupun sumber bergerak terhadap medium maka hasilyang dituliskan pada persamaan diatas dapat dituliskan sebagai berikut.