Sifat-Sifat Gelombang

Kalian tentu sering menemui atau mengamati sifat-sifat gelombang. Sifat-sifat itu dapat dijelaskan sebagai berikut. [1]

1. Gelombang dapat mengalami pemantulan

Semua gelombang dapat dipantulkan jika mengenai penghalang. Contohnya seperti gelombang stationer pada tali. Gelombang datang dapat dipantulkan oleh penghalang. Contoh lain kalian mungkin sering mendengar gema yaitu pantulan gelombang bunyi. Gema dapat terjadi di gedung-gedung atau saat berekreasi ke dekat tebing.

2. Gelombang dapat mengalami pembiasan 

Pembiasan dapat diartikan sebagai pembelokan gelombang yang melalui batas dua medium yang berbeda. Pada pembiasan ini akan terjadi perubahan cepat rambat, panjang gelombang dan arah. Sedangkan frekuensinya tetap.

3. Gelombang dapat mengalami pemantulan

Interferensi adalah perpaduan dua gelombang atau lebih. Jika dua gelombang dipadukan maka akan terjadi dua kemungkinan yang khusus, yaitu saling menguatkan dan saling melemahkan. Interferensi saling menguatkan disebut interferensi kontruktif dan terpenuhi jika kedua gelombang sefase. Interferensi saling melemahkan disebut interferensi distruktif dan terpenuhi jika kedua gelombang berlawanan fase.

4. Gelombang dapat mengalami difraksi

Difraksi disebut juga pelenturan yaitu gejala gelombang yang melentur saat melalui lubang kecil sehingga mirip sumber baru. Perhatikan Gambar 1.

Gambar 1. Defraksi gelombang air.

Gelombang air dapat melalui celah sempit membentuk gelombang baru.

Berikut ini adalah Penjelasan Lengkapnya mengenai Sifat Gelombang :

1. Pemantulan (refleksi) Gelombang

Pemantulan (refleksi) adalah peristiwa pengembalian seluruh atau sebagian dari suatu berkas partikel atau gelombang bila berkas tersebut bertemu dengan bidang batas antara dua medium. Suatu garis atau permukaan dalam medium dua atau tiga dimensi yang dilewati gelombang disebut muka gelombang. Muka gelombang ini merupakan tempat kedudukan titik-titik yang mengalami gangguan dengan fase yang sama, biasanya tegak lurus arah gelombang dan dapat mempunyai bentuk, misalnya muka gelombang melingkar dan muka gelombang lurus, seperti yang terlihat pada Gambar 2. 

Gambar 2. Muka gelombang a. Gelombang melingkar b. Gelombang datar.

Pada jarak yang sangat jauh dari suatu sumber dalam medium yang seragam, muka gelombang merupakan bagian-bagian kecil dari bola dengan jari-jari yang sangat besar, sehingga dapat dianggap sebagai bidang datar. Misalnya, muka gelombang sinar matahari, yang tiba di Bumi merupakan bidang datar.

Gambar 3. Pemnatulan gelombang oleh bidang.

Pada peristiwa pemantulan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, berlaku suatu hukum yang berbunyi:

a. sinar datang, sinar pantul, dan garis normal terhadap bidang batas pemantul pada titik jatuh, semuanya berada dalam satu bidang,

b. sudut datang (θi) sama dengan sudut pantul (θr).

Hukum tersebut dinamakan “Hukum Pemantulan”.

2. Pembiasan (Refraksi Gelombang)

Perubahan arah gelombang saat gelombang masuk ke medium baru yang mengakibatkan gelombang bergerak dengan kelajuan yang berbeda disebut pembiasan. Pada pembiasan terjadi perubahan laju perambatan. Panjang gelombangnya bertambah atau berkurang sesuai dengan perubahan kelajuannya, tetapi tidak ada perubahan frekuensi. Peristiwa ini ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Pembiasan gelombang.

Pada gambar tersebut kecepatan gelombang pada medium 2 lebih kecil daripada medium 1. Dalam hal ini, arah gelombang membelok sehingga perambatannya lebih hampir tegak lurus terhadap batas. Jadi, sudut pembiasan (θ₂), lebih kecil daripada sudut datang (θ₁).

Gelombang yang datang dari medium 1 ke medium 2 mengalami perlambatan. Muka gelombang A, pada waktu yang sama t di mana A₁ merambat sejauh l₁ = v₁t, terlihat bahwa A₂ merambat sejauh l₂ = v₂t. Kedua segitiga yang digambarkan memiliki sisi sama yaitu a. Sehingga:

sin θ₁ = l₁/a = v₁t/a dan sin θ₂ = l₂/a = v₂t/a

Dari kedua persamaan tersebut diperoleh:

(sin θ₁/sin θ₂) = v₁/v₂........................................................... (1)

Perbandingan v₁/v₂ menyatakan indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1, n, sehingga:

n = n₂/n₁ ................................................................ (2)

Dari persamaan (1) dan (2) akan diperoleh:

sin θ₁/sin θ₂ = n

(sin θ₁/sin θ₂) = (n₂/n₁) ....................................................... (3)

atau

n₁.sin θ₁ = n₂.θ₂ ........................................ (4)

Persamaan (4) merupakan pernyataan Hukum Snellius.

3. Difraksi Gelombang

Difraksi merupakan peristiwa penyebaran atau pembelokan gelombang pada saat gelombang tersebut melintas melalui bukaan atau mengelilingi ujung penghalang. Besarnya difraksi bergantung pada ukuran penghalang dan panjang gelombang, seperti pada Gambar 5.

Gambar 5. Difraksi gelombang, a. Pada celah lebar. b. Pada celah sempit.

Makin kecil panghalang dibandingkan panjang gelombang dari gelombang itu, makin besar pembelokannya.

4. Interferensi Gelombang

Interaksi antara dua gerakan gelombang atau lebih yang mempengaruhi suatu bagian medium yang sama sehingga gangguan sesaat pada gelombang paduan merupakan jumlah vektor gangguan-gangguan sesaat pada masing-masing gelombang merupakan penjelasan fenomena interferensi. Interferensi terjadi pada dua gelombang koheren, yaitu gelombang yang memiliki frekuensi dan beda fase sama.

Pada gelombang tali, jika dua buah gelombang tali merambat berlawanan arah, saat bertemu keduanya melakukan interferensi. Setelah itu, masing-masing melanjutkan perjalanannya seperti semula tanpa terpengaruh sedikit pun dengan peristiwa interferensi yang baru dialaminya. Sifat khas ini hanya dimiliki oleh gelombang.

Gambar 6. Interferensi gelombang tali.

Jika dua buah gelombang bergabung sedemikian rupa sehingga puncaknya tiba pada satu titik secara bersamaan, amplitudo gelombang hasil gabungannya lebih besar dari gelombang semula. Gabungan gelombang ini disebut saling menguatkan (konstruktif). Titik yang mengalami interferensi seperti ini disebut perut gelombang. Akan tetapi, jika puncak gelombang yang satu tiba pada suatu titik bersamaan dengan dasar gelombang lain, amplitudo gabungannya minimum (sama dengan nol). Interferensi seperti ini disebut interferensi saling melemahkan (destruktif). Interferensi pada gelombang air dapat diamati dengan menggunakan tangki riak dengan dua pembangkit gelombang lingkaran.

Analisis interferensi gelombang air digunakan seperti pada Gambar 7.

Gambar 7. Interferensi Gelombang Air.

Berdasarkan gambar, S₁ dan S₂ merupakan sumber gelombang lingkaran yang berinterferensi. Garis tebal (tidak putus-putus) menunjukkan muka gelombang yang terdiri atas puncak-puncak gelombang, sedangkan garis putus-putus menunjukkan dasar-dasar gelombang.

Perpotongan garis tebal dan garis putus-putus diberi tanda lingkaran kosong (O). Pada tangki riak, garis sepanjang titik perpotongan itu berwarna agak gelap, yang menunjukkan terjadinya interferensi yang saling melemahkan (destruktif). Di antara garis-garis agak gelap, terdapat pitapita yang sangat terang dan gelap secara bergantian. Pita sangat terang terjadi jika puncak dua gelombang bertemu (perpotongan garis tebal), dan pita sangat gelap terjadi jika dasar dua gelombang bertemu (perpotongan garis putus-putus). Titik-titik yang paling terang pada pita terang dan titik-titik yang paling gelap pada pita gelap merupakan titik-titik hasil interferensi saling menguatkan.

5. Dispersi Gelombang

Dispersi adalah peristiwa penguraian sinar cahaya yang merupakan campuran beberapa panjang gelombang menjadi komponen-komponennya karena pembiasan. Dispersi terjadi akibat perbedaan deviasi untuk setiap panjang gelombang, yang disebabkan oleh perbedaan kelajuan masing-masing gelombang pada saat melewati medium pembias.

Apabila sinar cahaya putih jatuh pada salah satu sisi prisma, cahaya putih tersebut akan terurai menjadi komponen-komponennya dan spektrum lengkap cahaya tampak akan terlihat.

6. Polarisasi Gelombang

Polarisasi merupakan proses pembatasan getaran vektor yang membentuk suatu gelombang transversal sehingga menjadi satu arah. Polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal saja dan tidak dapat terjadi pada gelombang longitudinal. Suatu gelombang transversal mempunyai arah rambat yang tegak lurus dengan bidang rambatnya. Apabila suatu gelombang memiliki sifat bahwa gerak medium dalam bidang tegak lurus arah rambat pada suatu garis lurus, dikatakan bahwa gelombang ini terpolarisasi linear.

Sebuah gelombang tali mengalami polarisasi setelah dilewatkan pada celah yang sempit. Arah bidang getar gelombang tali terpolarisasi adalah searah dengan celah.

Materi Fisika 

Komunikasi Lewat Satelit

Satelit geostasioner mengedari bumi pada ketinggian sekitar 35.900 km. Satelit ini beredar pada ketinggian tersebut dengan laju yang mengimbangi rotasi planet, sehingga satelit tetap berada di atas lokasi permukaan bumi tertentu. Tahun 1945, penulis cerita fiksi ilmiah Arthur C. Clarke mengisahkan tentang penggunaan satelit geostasioner untuk untuk meneruskan sambungan telepon, siaran televisi, dan sinyal-sinyal lain antar stasiun di permukaan bumi yang terpisah pada jarak ribuan kilometer. Satelit komunikasi geostasioner pertama, Syncom 2, diluncurkan pada tahun 1963. Sejak saat itu, ratusan satelit komunikasi telah ditempatkan di orbit stasioner. Mereka menerima sinyal dari antena pemancar, menguatkannya dan menyalurkannya ke antena atau pesawat penerima di berbagi tempat.

Tokoh Fisika :

Lord Rayleigh (1842-1919)

Lord Rayleigh adalah seorang ahli fisika dari Inggris. Ia lahir pada tanggal 12 November 1942 di Langford Grove, Maldon, Essek Inggris dengan nama John William Strutt dan meninggal pada 30 juni 1919 di Terling Place, Witham, Essek. Pada tahun 1861 ia masuk kuliah di Trinity College Cambridge dan lulus tahun 1865. Sumbangan Rayleigh pada bidang fisika antara lain, teori gelombang, elektrodinamika, hamburan cahaya, persamaan fungsi gelombang permukaan pada bidang, aliran fluida, hidrodinamika, gelombang elektromagnetik, kapilaritas, kekentalan, dan fotografi.

 

sumber:  http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/04/sifat-sifat-gelombang-dan-contohnya-pemantulan-pembiasan-refraksi-difraksi-interferensi-dispersi-polarisasi.html