MAKALAH GELOMBANG, PENGERTIAN DAN JENISNYA
MAKALAH PENGERTIAN DAN JENIS-JENIS GELOMBANG
A. Latar Belakang
Jika kita melempar batu ke tengah kolam, kita akan melihat air yang bergelombang dari tempat jatuhnya batu ke tepi kolem. Gelombang air kolam berasal dari energi yang di timbulkan oleh batu yang jatuh kemudian merambat menuju tepi kolam.
Berdasarkan perkembangan teknologi, gelombang dikelompokkan menjadi beberapa jenis gelombang yang didasarkan atas beberapa hal. Diantaranya, berdasarkan medium perambatannya, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
Saat ini kemajuan teknologi terus meningkat termasuk dalam penggunaan gelombang elektomagnetik dalam kehidupan sehari-hari. Sebenarnya, gelombang elektromagnetik selalu ada disekitar kita. Salah satu contohnya adalah gelombang radio. Tanpa kita sadari pula di dalam tubuh manusia juga terdapat gelombang elektromagnetik yaitu sinar inframerah.
Pernahkah Anda melihat sekelompok anak yang sedang bermain lompat tali? Permainan ini biasanya sering dimainkan oleh anak-anak perempuan, meskipun terkadang add satu atau dua orang anak laki-laki yang ikut bermain. Bayangkan dua orang anak yang sedang memegang ujung-ujung tali (biasanya terbuat dari untaian karet gelang), kemudian salah satu diantaranya mencoba menggetarkan tali tersebut. Apa yang akan terjadi? Ternyata bila kita perhatikan, ada sesuatu yang bergerak dan merambat di sepanjang tali tersebut.
Seorang siswa mencoba menggetarkan salah satu ujung tali dan siswa yang lainnya menahan ujung tali yang lain. Apa yang terjadi? Ternyata ada ‘sesuatu’ yang bergerak dan merambat di sepanjang tali tersebut yang arahnya menjauhi siswa yang menggetarkan ujung sebuah tali.
Kasus lainnya, ada seorang anak yang melemparkan sebuah kerikil ke dalam kolam ketika melintasi sebuah kolam. Sesaat setelah kerikil itu tenggelam, permukaan air kolam nampak beriak-riak dan ada sesuatu yang bergerak merambat di permukaan air kolam itu.
Dua ilustrasi di atas menunjukkan bahwa ada yang bergerak dan merambat pada sebuah tali tambang dan permukaan air kolam. Rambatan itu diakibatkan karena adanya gangguan pada masing-masing media. Ketika salah seorang anak memberikan gangguan pada salah satu ujung tali, yaitu dengan cara menggetarkan ujung tali tersebut, getaran itu merambat sepanjang elemen tali dalam bentuk gelombang. Begitupun ketika ada anak lain yang melemparkan kerikil ke dalam sebuah kolam, timbul gangguan atau getaran pada bagian air kolam dimana tepat jatuhnya kerikil tersebut. Getaran tersebut merambat sepanjang air kolam dan permukaan air kolam secara radial dalam bentuk gelombang. Jadi, gelombang didefinisikan sebagai getaran yang merambat dengan energi tertentu.
Gelombang pada tali memerlukan medium dalam perambatannya, yaitu tali itu sendiri. Begitu pula gelombang pada air kolam memerlukan medium dalam perambatannya, yaitu air kolam. Setiap gelombang memerlukan medium dalam perambatannya. Akan tetapi, ada suatu gelombang yang dalam perambatannya tidak memerlukan medium. Coba Anda sebutkan contoh gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya?
Untuk memahami lebih lanjut mengenai peristiwa gelombang, mari kita tinjau salah satu media perambatan gelombang, yaitu seutas tali. Ketika sebuah tali digetarkan secara berulang-ulang atau periodik, maka gelombang akan bergerak merambat di sepanjang tali tersebut yang arahnya menjauhi sumber getarnya. Apakah talinya ikut bergerak? Sekilas mungkin nampaknya tali ikut bergerak, tetapi sesungguhnya diam. Lalu, apa yang bergerak, sehingga gelombang dapat bergerak? Gelombang membawa energi. Ingat kembali bahwa gelombang pada tali berasal dari gangguan atau usikan ketika tali digerakkan atau digetarkan. Kita tahu bahwa setiap benda yang bergerak selalu mempunyai energi. Energi ini diteruskan melalui medium tali di sepanjang tali.
Jenis-jenis gelombang dibedakan berdasarkan medium perambatannya dan berdasarkan arah rambatannya. Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibedakan menjadi gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Bagaimana perbedaan gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik?
1. Gelombang mekanik
Gelombang mekanik merupakan gelombang yang merambat pada suatu medium sebagai media perambatannya. Gelombang jenis ini tidak dapat merambat jika tidak ada medium sebagai perantara gelombang. Contoh gelombang mekanik diantaranya gelombang pada tali, gelombang pada permukaan air, dan gelombang bunyi. Gelombang pada tali merambat dengan tali sebagai media perambatannya. Gelombang pada permukaan air merambat dengan air sebagai media perambatannya. Gelombang bunyi dapat merambat melalui udara, zat padat, atau zat cair sebagai media perambatannya.
a) Perambatan getaran di suatu medium mempunyai kelajuan tertentu yang dinamakan cepat rambat gelombang. Kelajuan atau cepat rambat gelombang ini sangat ditentukan oleh sifat mekanik medium.
b) Partikel dari medium tidak merambat melalui ruang-ruang di medium, tetapi partikel medium bergerak bolak-balik atau turun naik terhadap posisi kesetimbangan partikel tersebut.
c) Gelombang menyalurkan energi dari satu ruang ke ruang lain di dalam medium. Gelombang memindahkan energi, bukan memindahkan partikel.
2. Gelombang elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang merambat tanpa memerlukan suatu medium sebagai media perambatannya. Oleh karena gelombang elektromagnetik dapat merambat tanpa memerlukan adanya media perambatan, gelombang ini dapat merambat melalui ruang hampa. Contoh gelombang elektromagnetik adalah gelombang cahaya, gelombang radio, radiasi infra merah, radiasi ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma. Itulah sebabnya cahaya matahari mampu sampai ke permukaan bumi, meskipun melewati ruang hampa.
Berdasarkan arah rambatnya, gelombang dibedakan menjadi gelombang transversal dan gelombang longitudinal. Bagaimana perbedaan gelombang transversal dan gelombang longitudinal?
1. Gelombang transversal
Gelombang transversal merupakan gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah perambatannya. Ketika mediumnya digetarkan dengan arah tegak (vertikal), maka gelombang akan merambat dengan arah mendatar (horisontal). Contohnya, gelombang pada tali dan gelombang elektromagnetik. Gelombang akan merambat ke arah mendatar ketika salah satu ujung tali digetarkan. Pada saat seseorang menggetarkan salah satu ujung tali dalam arah tegak, gelombang mulai terbentuk pada tali. Gelombang yang terbentuk ini tidak diam di tempat, akan tetapi menjalar ke arah kanan (ke arah mendatar).
Semakin banyak getaran yang diberikan pada ujung tali, timbul gelombang yang menjalar ke arah mendatar. Gelombang yang terbentuk karena adanya gangguan yang arahnya tegak lurus terhadap arah rambatannya inilah yang dinamakan gelombang transversal.
Arah getaran atau gangguan yang tegak lurus dengan arah rambatannya membuat gelombang transversal memiliki bagian gelombang yang tertinggi dan bagian gelombang yang terendah. Bagian gelombang yang tertinggi dinamakan puncak gelombang, dan bagian gelombang yang terendah dinamakan dasar gelombang atau lembah gelombang.
Panjang satu gelombang atau biasa disebut panjang gelombang merupakan jarak antara dua buah puncak gelombang yang berurutan, atau jarak antara dua buah dasar gelombang yang berurutan. Simbol untuk panjang gelombang adalah λ dan diyatakan dalam satuan panjang, misalnya meter atau cm. Tinggi maksimum atau simpangan terjauh dari gelombang transversal merupakan amplitudo gelombang, biasanya disimbolkan dengan A dan dinyatakan dalam satuan panjang (m atau cm). Amplitudo pada gelombang transversal menyatakan besarnya energi yang dibawa oleh gelombang tersebut. Gelombang yang membawa energi yang besar mempunyai amplitudo yang besar, dan gelombang yang membawa energi kecil memiliki amplitudo kecil pula.
Untuk mempelajari sifat pada gelombang dapat dilakukan kegiatan percobaan mengamati gelombang yang terjadi di permukaan air dengan menggunakan tangki riak atau tangki gelombang (ripple tank). Pada dasarnya tangki riak terdiri atas tangki air yang dasarnya terbuat dari kaca, motor listrik sebagai sumber getar yang diletakkan di atas papan penggetar dan akan menggetarkan papan penggetar yang berupa plat/keping untuk pembangkit gelombang lurus dan pembangkit berbentuk bola kecil untuk membangkitkan gelombang lingkaran. Sebuah lampu diletakkan di atas tangki riak untuk menyinari permukaan logam. Di bawah tangki riak diletakkan kertas putih untuk mengamati bentuk gelombang pada permukaan air. Puncak dan dasar gelombang akan terlihat pada kertas putih (layar) berupa garis gelap dan terang.
Sebelum membicarakan sifat gelombang, akan kita bahas mengenai pengertian front gelombang atau muka gelombang dan sinar gelombang. Apabila kita menggunakan keping getar, maka pada permukaan air akan kita lihat garis lurus yang bergerak ke tepi dan jika kita menggunakan bola sebagai penggetarnya, maka pada permukaan timbul lingkaran-lingkaran yang bergerak ke tepi. Sekumpulan garis-garis atau lingkaranlingkaran itu yang dinamakan front gelombang atau muka gelombang. Jadi muka gelombang didefinisikan sebagai tempat sekumpulan titik yang mempunyai fase yang sama pada gelombang. Muka gelombang dapat berbentuk garis lurus atau lingkaran.
Tempat kedudukkan titik yang mempunyai fase yang sama mempunyai jarak 1λ, 2λ, 3λ …, dan seterusnya, sehingga jarak antar front gelombang yang saling berdekatan sebesar 1λ . Setiap gelombang merambat menurut arah tertentu. Arah rambatan gelombang disebut sinar gelombang. Sinar gelombang arahnya selalu tegak lurus muka gelombang.
Untuk mengamati pemantulan gelombang dapat dilakukan dengan menempatkan balok kaca atau logam pada tangki riak sebagai penghalang gelombang yang mempunyai muka gelombang lurus. Sinar gelombang tersebut akan dipantulkan pada saat mengenai dinding penghalang tersebut. Dalam pemantulan gelombang tersebut berlaku hukum pemantulan gelombang yaitu :
a) sudut datang gelombang sama dengan sudut pantul gelombang, dan
b) gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal terletak dalam satu bidang datar.
Untuk mempelajari pembiasan gelombang dapat dilakukan dengan menempatkan balok kaca/logam pada tangki riak yang seluruhnya berada di dalam air, sehingga akan membedakan kedalaman permukaan air dalam tangki riak. Hal ini untuk menggambarkan adanya dua medium rambatan gelombang, permukaan dalam menggambarkan medium yang rapat dan permukaan air yang dangkal menggambarkan medium yang kurang rapat. Sinar gelombang yang melewati bidang batas antara kedalaman air terlihat dibelokkan/dibiaskan di mana front gelombangnya menjadi lebih rapat. Hal ini menunjukkan adanya perubahan panjang gelombang, akan tetapi frekuensinya tetap yaitu sama dengan frekuensi sumber getarnya. Dalam pembiasan gelombang berlaku hukum pembiasan yang menyatakan :
BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Jika kita melempar batu ke tengah kolam, kita akan melihat air yang bergelombang dari tempat jatuhnya batu ke tepi kolem. Gelombang air kolam berasal dari energi yang di timbulkan oleh batu yang jatuh kemudian merambat menuju tepi kolam.
Berdasarkan perkembangan teknologi, gelombang dikelompokkan menjadi beberapa jenis gelombang yang didasarkan atas beberapa hal. Diantaranya, berdasarkan medium perambatannya, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
Saat ini kemajuan teknologi terus meningkat termasuk dalam penggunaan gelombang elektomagnetik dalam kehidupan sehari-hari. Sebenarnya, gelombang elektromagnetik selalu ada disekitar kita. Salah satu contohnya adalah gelombang radio. Tanpa kita sadari pula di dalam tubuh manusia juga terdapat gelombang elektromagnetik yaitu sinar inframerah.
BAB II
PEMBAHASAN
PEMBAHASAN
A. Pengertian gelombang
Pernahkah Anda melihat sekelompok anak yang sedang bermain lompat tali? Permainan ini biasanya sering dimainkan oleh anak-anak perempuan, meskipun terkadang add satu atau dua orang anak laki-laki yang ikut bermain. Bayangkan dua orang anak yang sedang memegang ujung-ujung tali (biasanya terbuat dari untaian karet gelang), kemudian salah satu diantaranya mencoba menggetarkan tali tersebut. Apa yang akan terjadi? Ternyata bila kita perhatikan, ada sesuatu yang bergerak dan merambat di sepanjang tali tersebut.
Seorang siswa mencoba menggetarkan salah satu ujung tali dan siswa yang lainnya menahan ujung tali yang lain. Apa yang terjadi? Ternyata ada ‘sesuatu’ yang bergerak dan merambat di sepanjang tali tersebut yang arahnya menjauhi siswa yang menggetarkan ujung sebuah tali.
Kasus lainnya, ada seorang anak yang melemparkan sebuah kerikil ke dalam kolam ketika melintasi sebuah kolam. Sesaat setelah kerikil itu tenggelam, permukaan air kolam nampak beriak-riak dan ada sesuatu yang bergerak merambat di permukaan air kolam itu.
GEJALA GELOMBANG
Dua ilustrasi di atas menunjukkan bahwa ada yang bergerak dan merambat pada sebuah tali tambang dan permukaan air kolam. Rambatan itu diakibatkan karena adanya gangguan pada masing-masing media. Ketika salah seorang anak memberikan gangguan pada salah satu ujung tali, yaitu dengan cara menggetarkan ujung tali tersebut, getaran itu merambat sepanjang elemen tali dalam bentuk gelombang. Begitupun ketika ada anak lain yang melemparkan kerikil ke dalam sebuah kolam, timbul gangguan atau getaran pada bagian air kolam dimana tepat jatuhnya kerikil tersebut. Getaran tersebut merambat sepanjang air kolam dan permukaan air kolam secara radial dalam bentuk gelombang. Jadi, gelombang didefinisikan sebagai getaran yang merambat dengan energi tertentu.
Gelombang pada tali memerlukan medium dalam perambatannya, yaitu tali itu sendiri. Begitu pula gelombang pada air kolam memerlukan medium dalam perambatannya, yaitu air kolam. Setiap gelombang memerlukan medium dalam perambatannya. Akan tetapi, ada suatu gelombang yang dalam perambatannya tidak memerlukan medium. Coba Anda sebutkan contoh gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya?
Untuk memahami lebih lanjut mengenai peristiwa gelombang, mari kita tinjau salah satu media perambatan gelombang, yaitu seutas tali. Ketika sebuah tali digetarkan secara berulang-ulang atau periodik, maka gelombang akan bergerak merambat di sepanjang tali tersebut yang arahnya menjauhi sumber getarnya. Apakah talinya ikut bergerak? Sekilas mungkin nampaknya tali ikut bergerak, tetapi sesungguhnya diam. Lalu, apa yang bergerak, sehingga gelombang dapat bergerak? Gelombang membawa energi. Ingat kembali bahwa gelombang pada tali berasal dari gangguan atau usikan ketika tali digerakkan atau digetarkan. Kita tahu bahwa setiap benda yang bergerak selalu mempunyai energi. Energi ini diteruskan melalui medium tali di sepanjang tali.
B. Jenis-jenis gelombang
Jenis-jenis gelombang dibedakan berdasarkan medium perambatannya dan berdasarkan arah rambatannya. Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibedakan menjadi gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Bagaimana perbedaan gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik?
1. Gelombang mekanik
Gelombang mekanik merupakan gelombang yang merambat pada suatu medium sebagai media perambatannya. Gelombang jenis ini tidak dapat merambat jika tidak ada medium sebagai perantara gelombang. Contoh gelombang mekanik diantaranya gelombang pada tali, gelombang pada permukaan air, dan gelombang bunyi. Gelombang pada tali merambat dengan tali sebagai media perambatannya. Gelombang pada permukaan air merambat dengan air sebagai media perambatannya. Gelombang bunyi dapat merambat melalui udara, zat padat, atau zat cair sebagai media perambatannya.
Ada beberapa sifat gelombang mekanik, diantaranya:
a) Perambatan getaran di suatu medium mempunyai kelajuan tertentu yang dinamakan cepat rambat gelombang. Kelajuan atau cepat rambat gelombang ini sangat ditentukan oleh sifat mekanik medium.
b) Partikel dari medium tidak merambat melalui ruang-ruang di medium, tetapi partikel medium bergerak bolak-balik atau turun naik terhadap posisi kesetimbangan partikel tersebut.
c) Gelombang menyalurkan energi dari satu ruang ke ruang lain di dalam medium. Gelombang memindahkan energi, bukan memindahkan partikel.
2. Gelombang elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang merambat tanpa memerlukan suatu medium sebagai media perambatannya. Oleh karena gelombang elektromagnetik dapat merambat tanpa memerlukan adanya media perambatan, gelombang ini dapat merambat melalui ruang hampa. Contoh gelombang elektromagnetik adalah gelombang cahaya, gelombang radio, radiasi infra merah, radiasi ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma. Itulah sebabnya cahaya matahari mampu sampai ke permukaan bumi, meskipun melewati ruang hampa.
Berdasarkan arah rambatnya, gelombang dibedakan menjadi gelombang transversal dan gelombang longitudinal. Bagaimana perbedaan gelombang transversal dan gelombang longitudinal?
1. Gelombang transversal
Gelombang transversal merupakan gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah perambatannya. Ketika mediumnya digetarkan dengan arah tegak (vertikal), maka gelombang akan merambat dengan arah mendatar (horisontal). Contohnya, gelombang pada tali dan gelombang elektromagnetik. Gelombang akan merambat ke arah mendatar ketika salah satu ujung tali digetarkan. Pada saat seseorang menggetarkan salah satu ujung tali dalam arah tegak, gelombang mulai terbentuk pada tali. Gelombang yang terbentuk ini tidak diam di tempat, akan tetapi menjalar ke arah kanan (ke arah mendatar).
Semakin banyak getaran yang diberikan pada ujung tali, timbul gelombang yang menjalar ke arah mendatar. Gelombang yang terbentuk karena adanya gangguan yang arahnya tegak lurus terhadap arah rambatannya inilah yang dinamakan gelombang transversal.
Arah getaran atau gangguan yang tegak lurus dengan arah rambatannya membuat gelombang transversal memiliki bagian gelombang yang tertinggi dan bagian gelombang yang terendah. Bagian gelombang yang tertinggi dinamakan puncak gelombang, dan bagian gelombang yang terendah dinamakan dasar gelombang atau lembah gelombang.
Panjang satu gelombang atau biasa disebut panjang gelombang merupakan jarak antara dua buah puncak gelombang yang berurutan, atau jarak antara dua buah dasar gelombang yang berurutan. Simbol untuk panjang gelombang adalah λ dan diyatakan dalam satuan panjang, misalnya meter atau cm. Tinggi maksimum atau simpangan terjauh dari gelombang transversal merupakan amplitudo gelombang, biasanya disimbolkan dengan A dan dinyatakan dalam satuan panjang (m atau cm). Amplitudo pada gelombang transversal menyatakan besarnya energi yang dibawa oleh gelombang tersebut. Gelombang yang membawa energi yang besar mempunyai amplitudo yang besar, dan gelombang yang membawa energi kecil memiliki amplitudo kecil pula.
A. Sifat-sifat Gelombang
Untuk mempelajari sifat pada gelombang dapat dilakukan kegiatan percobaan mengamati gelombang yang terjadi di permukaan air dengan menggunakan tangki riak atau tangki gelombang (ripple tank). Pada dasarnya tangki riak terdiri atas tangki air yang dasarnya terbuat dari kaca, motor listrik sebagai sumber getar yang diletakkan di atas papan penggetar dan akan menggetarkan papan penggetar yang berupa plat/keping untuk pembangkit gelombang lurus dan pembangkit berbentuk bola kecil untuk membangkitkan gelombang lingkaran. Sebuah lampu diletakkan di atas tangki riak untuk menyinari permukaan logam. Di bawah tangki riak diletakkan kertas putih untuk mengamati bentuk gelombang pada permukaan air. Puncak dan dasar gelombang akan terlihat pada kertas putih (layar) berupa garis gelap dan terang.
Sebelum membicarakan sifat gelombang, akan kita bahas mengenai pengertian front gelombang atau muka gelombang dan sinar gelombang. Apabila kita menggunakan keping getar, maka pada permukaan air akan kita lihat garis lurus yang bergerak ke tepi dan jika kita menggunakan bola sebagai penggetarnya, maka pada permukaan timbul lingkaran-lingkaran yang bergerak ke tepi. Sekumpulan garis-garis atau lingkaranlingkaran itu yang dinamakan front gelombang atau muka gelombang. Jadi muka gelombang didefinisikan sebagai tempat sekumpulan titik yang mempunyai fase yang sama pada gelombang. Muka gelombang dapat berbentuk garis lurus atau lingkaran.
Tempat kedudukkan titik yang mempunyai fase yang sama mempunyai jarak 1λ, 2λ, 3λ …, dan seterusnya, sehingga jarak antar front gelombang yang saling berdekatan sebesar 1λ . Setiap gelombang merambat menurut arah tertentu. Arah rambatan gelombang disebut sinar gelombang. Sinar gelombang arahnya selalu tegak lurus muka gelombang.
1. Pemantulan Gelombang (Refleksi)
Untuk mengamati pemantulan gelombang dapat dilakukan dengan menempatkan balok kaca atau logam pada tangki riak sebagai penghalang gelombang yang mempunyai muka gelombang lurus. Sinar gelombang tersebut akan dipantulkan pada saat mengenai dinding penghalang tersebut. Dalam pemantulan gelombang tersebut berlaku hukum pemantulan gelombang yaitu :
a) sudut datang gelombang sama dengan sudut pantul gelombang, dan
b) gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal terletak dalam satu bidang datar.
2. Pembiasan Gelombang (Refraksi)
Untuk mempelajari pembiasan gelombang dapat dilakukan dengan menempatkan balok kaca/logam pada tangki riak yang seluruhnya berada di dalam air, sehingga akan membedakan kedalaman permukaan air dalam tangki riak. Hal ini untuk menggambarkan adanya dua medium rambatan gelombang, permukaan dalam menggambarkan medium yang rapat dan permukaan air yang dangkal menggambarkan medium yang kurang rapat. Sinar gelombang yang melewati bidang batas antara kedalaman air terlihat dibelokkan/dibiaskan di mana front gelombangnya menjadi lebih rapat. Hal ini menunjukkan adanya perubahan panjang gelombang, akan tetapi frekuensinya tetap yaitu sama dengan frekuensi sumber getarnya. Dalam pembiasan gelombang berlaku hukum pembiasan yang menyatakan :
0 Response to "MAKALAH GELOMBANG, PENGERTIAN DAN JENISNYA"
Post a Comment
Jika Postingan ini membantu kamu, ayo tinggalkan sedikit komentar agar Admin lebih bersemangat untuk terus menyediakan tulisan-tulisan yang bermanfaat bagi orang lain :)