GELOMBANG

GelombangGelombang adalah adalah getaran yang getaran yang merambatkan energi dari satu merambatkan energi dari satu tempat ketempat yang lain, baik tempat ketempat yang lain, baik melalui medium ataupun tidak.melalui medium ataupun tidak.

Gelombang merupakan salah satu cara perpindahan energi.

JENIS GELOMBANG

Berdasarkan Arah Getarnya:Gelombang TransversalGelombang Longitudinal

Berdasarkan Medium Perambatannya:Gelombang ElektromagnetikGelombang Mekanik

Berdasarkan Amplitudonya:Gelombang Berjalan Gelombang Stasioner

Gelombang Gelombang TTransversal ransversal

Gelombang transversal Gelombang transversal adalah adalah gelombang yang memiliki arah getar gelombang yang memiliki arah getar tegak lurus terhadap arah rambat tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.gelombang.

ContohContoh : gelombang pada tali, : gelombang pada tali, gelombang permukaan air, dan gelombang permukaan air, dan gelombang elektromagnetik.gelombang elektromagnetik.

Gambar Gelombang Gambar Gelombang TransversalTransversal

Gelombang Gelombang LLongitudinal ongitudinal

Gelombang longitudinal adalah Gelombang longitudinal adalah gelombang yang memiliki arah gelombang yang memiliki arah getar berimpit terhadap arah getar berimpit terhadap arah rambat gelombang .rambat gelombang .

ContohContoh : gelombang pada pegas : gelombang pada pegas dan gelombang bunyi.dan gelombang bunyi.

Gambar Gelombang Gambar Gelombang LongitudinalLongitudinal

Gelombang MekanikGelombang Mekanik Gelombang mekanik Gelombang mekanik yaitu gelombang yaitu gelombang

yang untuk perambatannya diperlukan yang untuk perambatannya diperlukan medium. medium.

ContohContoh : gelombang pada tali, gelombang : gelombang pada tali, gelombang permukaan air, dan gelombang bunyi.permukaan air, dan gelombang bunyi.

Gelombang Gelombang ElektromagnetikElektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik: gelombang yang perambatannya tidak gelombang yang perambatannya tidak membutuhkan medium. membutuhkan medium.

ContohContoh : gelombang cahaya, gelombang : gelombang cahaya, gelombang radio, sinar-X, beta, dan gama.radio, sinar-X, beta, dan gama.

Gelombang BerjalanGelombang Berjalan Gelombang berjalan Gelombang berjalan yaitu gelombang yang yaitu gelombang yang

amplitudonya tetap pada titik yang dilewatinya. amplitudonya tetap pada titik yang dilewatinya.

SP

v

x

Gambar Gelombang BerjalanGambar Gelombang Berjalan

Gelombang StasionerGelombang Stasioner

Gelombang stasioner yaitu gelombang yang amplitudonya tidak tetap pada titik yang dilewatinya.Gelombang Stasioner merupakan paduan antara gelombang datang dengan gelombang pantul (yp=yp1+yp2)

So

P R

L

xL+x

Gambar Gelombang StasionerGambar Gelombang Stasioner

BESARAN DASAR BESARAN DASAR GELOMBANGGELOMBANG

Periode ( T ) satuan sekon ( s ) Frekuensi ( f ) satuan Hertz ( Hz ) Panjang gelombang ( ) satuan meter ( m ) Cepat rambat gelombang ( v ) satuan ( m/s )

Periode ( T ) & Frekuensi Periode ( T ) & Frekuensi ( f )( f )

Periode : Waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang (sekon)

Frekuensi : Banyaknya gelombang yang terbentuk setiap sekon ( Hz)

Hubungan antara frekuensi dengan periode :

1 1 f = atau T = T f

Panjang GelombangPanjang Gelombang Panjang gelombang yaitu jarak yang

ditempuh getaran dalam satu periode (satu gelombang penuh)

Pada gelombang transversal, satu gelombang penuh terdiri atas satu bukit dan satu lembah

Pada gelombang longitudinal, satu gelombang penuh terdiri atas satu rapatan dan satu renggangan

= v . Tatau = v/f

Transversal

Longitudinal

Cepat Cepat RRambat ambat GGelombang (v)elombang (v)

Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh satu gelombang ( ) dalam waktu satu periode ( T ).

v = atau v = . f

T

Sifat Sifat GGelombangelombang

Gelombang dapat dGelombang dapat dipantulkan (refleipantulkan (refleksiksi)) Gelombang dapat dGelombang dapat dibiaskan (refraibiaskan (refraksiksi)) Gelombang dapat dGelombang dapat dilenturkan (difrakilenturkan (difraksisi)) Gelombang dapat dGelombang dapat dipadukan (interferenipadukan (interferensisi)) Gelombang dapat didispersikanGelombang dapat didispersikan Gelombang dapat dipolarisasikanGelombang dapat dipolarisasikan

Pemantulan Pemantulan GelombangGelombang

Bila sebuah gelombang Bila sebuah gelombang merambat dan mengenai bidang merambat dan mengenai bidang pembatas yang keras.pembatas yang keras.

Sudut datang (i) = sudut pantul Sudut datang (i) = sudut pantul (r)(r)

Pembiasan Pembiasan GGelombangelombang

Pembiasan yaitu perubahan arah Pembiasan yaitu perubahan arah gelombang saat gelombang gelombang saat gelombang masuk ke medium baru yang masuk ke medium baru yang mengakibatkan gelombang mengakibatkan gelombang bergerak dengan kecepatan yang bergerak dengan kecepatan yang berbeda.berbeda.

Sin i/sin r = V1/V2 atau sin i/sin r Sin i/sin r = V1/V2 atau sin i/sin r = n= n1/n21/n2

Difraksi Difraksi GGelombang elombang

Pembelokan gelombang yang Pembelokan gelombang yang disebabkan oleh adanya disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah.penghalang berupa celah.

Interferensi Interferensi GGelombang elombang

Interferensi terjadi pada dInterferensi terjadi pada dua ua gelombang koherengelombang koheren,, yaituyaitu gelombang yang memiliki gelombang yang memiliki frekuensi dan frekuensi dan beda fase yang beda fase yang samasama..

Dispersi GelombangDispersi Gelombang

Dispersi adalah penyebaran atau Dispersi adalah penyebaran atau penguraian bentuk gelombang penguraian bentuk gelombang apabila melewati suatu medium apabila melewati suatu medium tertentu.tertentu.

Polarisasi GelombangPolarisasi Gelombang

Polarisasi yaitu proses Polarisasi yaitu proses pembatasan getaran vektor yang pembatasan getaran vektor yang membentuk suatu gelombang membentuk suatu gelombang transversal sehingga menjadi transversal sehingga menjadi satu arah.satu arah.

Contoh Soal

SP

v

Persamaan gelompang di titik PPersamaan gelompang di titik P : : Fase titik P Fase titik P p = t/T – x/p = t/T – x/ yp = A sin 2yp = A sin 2 (t/T – x/ (t/T – x/)) yp = A sin (2yp = A sin (2t/T – 2t/T – 2x/x/) ) jika k = jika k =

22// maka : maka : yyp = A sin (p = A sin (t – kx)t – kx)

x

Persamaan Gelombang Berjalan

Memahami Memahami PPersamaan ersamaan SSimpangan impangan GGelombang elombang

BBerjalan erjalan Simpangan di titik PSimpangan di titik P

AmplitudoAmplitudo

yp = A sin (t kx)

Bilangan Bilangan gelombanggelombang

Frekuensi sudutFrekuensi sudut

PPersamaan ersamaan UUmum mum SSimpangan impangan GGelombang elombang

BBerjalan erjalan Titik asal ke atasTitik asal ke atas merambat ke merambat ke

kirikiri

yp = A sin (t kx)

Titik asal ke bawahTitik asal ke bawah merambat ke merambat ke kanankanan

Frekuensi Frekuensi SSudut & udut & Bilangan Bilangan GGelombangelombang

Frekuensi sudut :Frekuensi sudut :

= 2= 2f atau f atau = 2 = 2/T/T

Bilangan gelombang :Bilangan gelombang :

k = 2k = 2//

BedaBeda Fase Fase

Beda fase antara titik A dan titik B :Beda fase antara titik A dan titik B :

ABAB = = AA - - BB

A B

dengan : sudut fase

Persamaan Gelombang Persamaan Gelombang Stasioner Berujung Stasioner Berujung

TetapTetap

yp = 2A sin (2 x/ ). cos 2 (t/T – l/)

So

P R

L

xL+x

Persamaan di titik P :

yp = 2A cos (2 x/ ). sin 2 (t/T – l/)

Amplitudo Amplitudo GGelombang elombang SStasionertasioner

dan Posisi dan Posisi PPerut/erut/SSimpul, impul, Pada Pada TTali ali BBerujung erujung BBebasebas

AAmplitudomplitudo = 2A cos 2 = 2A cos 2x/x/ Posisi perut (P) : x = (n Posisi perut (P) : x = (n – 1).– 1). ½½ Posisi simpul (S) : x = (2n Posisi simpul (S) : x = (2n – 1). ¼– 1). ¼

S P S P S P S P S P S P S P S P S P S P S P

(x) Posisi simpul pertama

(x) Posisi perut kedua

Contoh SoalContoh Soal Seutas kawat digetarkan harmonik

sehingga getaran tersebut merambat ke kanan sepanjang kawat dengan cepat rambat 10 m/s. Ujung kawat mula-mula digetarkan ke atas dengan frekuensi 5 Hz dan amplitude 0,01 m. Jika pada saat t = 0, simpangannya maksimum.

Tentukan :(a) persamaan umum gelombang

(b) kecepatan dan percepatan partikel di titik x = 0,25 m pada saat ujung kawat telah bergetar 0,1 sekon.

(c) Sudut fase dan fase gelombang di titik x = 0,25 m pada saat ujung kawat telah bergetar 0,1 sekon.

Diket :Cepat rambat v = 10 m/s ; frekuensi f = 5 Hz ; amplitude A = 0.01 m

(a) Tentukan dahulu ω dan kω = 2fω = 2.5 = = 10 rad/scari nilai λ,λ =v/f =10m/s/5Hz = 2 mk = 2 / λ = 2 / 2 =

Pembahasan

pada saat t = 0 simpangannya maksimum, berarti persamaan umum gelombangnya adalah:yp = + A cos (ω t - kx)maka persamaan gelombangnya adalah yp = + 0,01 cos (10 t - x),dengan x dalam meter dan t dalam sekon.

(b) Kecepatan dan percepatan partikel

Kecepatan vp = dy/dt = 0,01 x 10 (-sin) (10t -

x)vp = - 0,1 sin (10t - x)

Percepatan ap = dv/dt = - 0,1 x 10 cos (10t -

x) ap = - 2 cos (10t - x)

Kecepatan di titik x = 0,25 m pada ujung kawat setelah bergetar 0,1 sekon adalah:vp = - 0,1 sin (10 t - x)vp = - 0,1 sin (10 .0,1 - .0,25)vp = - 0,1 sin ( - ¼ ) = - 0,1 sin (3/4 ) = - 0,1 . 1/2√2vp = - 0,05 √ 2 m/s

Percepatan di titik x = 0,25 m pada ujung kawat setelah bergetar 0,1 sekon adalah:ap = - 2 cos (10 t - x)ap = - 2 cos (10 .0,1 - .0,25)ap = - 2 cos ( -1/4 )

= - 2 cos ( ¾ ) = - 2 . (- ½ √2)

ap = ½ √2 2 m/s 2

(c) Sudut fase dan faseyp = + A cos 2 (t /T - x/λ )Sudut fase di titik x = 0,25 m pada ujung kawat setelah bergetar 0,1 sekon adalah:θ = 2 (t/T- x/λ) = ¾ radFase di titik x = 0,25 m pada ujung kawat setelah bergetar 0,1 sekon adalah:φ = ¾ π/2π= 3/8