Materi Gelombang dan Contoh Soal | Fisika Kelas XI
Gelombang, secara pengertian adalah getaran yang merambat. Di kehidupan sehari-hari, gelombang dapat dirasakan. Misalnya, pada permukaan air laut yang terkena hembusan angin. Bahkan, kita bersuara dan mendengar juga menggunakan gelombang.
Selama merambat, gelombang akan memindahkan energi tertentu dari satu tempat ke tempat lainnya. Namun demikian, medium perambatan gelombang tidak ikut pindah.
Jenis Gelombang
Gelombang dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu:
A. Berdasarkan Medium Rambatannya
Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.
1. Gelombang mekanik
Gelombang mekanik adalah gelombang yang membutuhkan medium untuk merambat. Artinya, jika tidak ada medium, gelombang tidak akan pernah terjadi. Hal ini bisa dilihat pada kasus percakapan astronot di luar angkasa.Gelombang yang termasuk gelombang mekanik ini adalah gelombang bunyi, gelombang tali, dan gelombang air laut.
2. Gelombang elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak membutuhkan medium untuk merambat. Artinya, gelombang ini bisa merambat dalam ruang hampa sekalipun. Contoh gelombang elektromagnetik adalah cahaya, gelombang radio, sinar-X, sinar gamma, inframerah, dan sinar ultraviolet.
B. Berdasarkan Arah Getar dan Arah Rambatnya
Berdasarkan arah getar dan arah rambatannya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.
1. Gelombang transversal
Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatannya. Contoh gelombang transversal adalah gelombang tali, cahaya, seismik sekunder, dan sebagainya. Berikut ini merupakan contoh gelombang transversal pada tali.
2. Gelombang longitudinal
Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatannya. Ciri gelombang ini adalah memiliki rapatan dan renggangan. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi, pegas, dan seismik primer. Berikut ini contoh gelombang longitudinal pada pegas.C. Berdasarkan Amplitudonya
Berdasarkan amplitudonya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu gelombang berjalan dan stasioner.
1. Gelombang berjalan
Gelombang berjalan adalah gelombang yang memiliki amplitudo tetap. Artinya, setiap titik yang dilalui gelombang amplitudonya selalu sama besar. Contoh gelombang berjalan adalah gelombang air.
2. Gelombang stasioner
Gelombang stasioner adalah perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul yang amplitudo dan frekuensinya sama tetapi arah rambatnya berlawanan. Titik yang bergetar dengan amplitudo maksimum disebut perut, sedangkan titik yang bergetar dengan amplitudo minimum disebut simpul.
Sifat-Sifat Gelombang
Sifat-sifat gelombang adalah karakteristik atau ciri yang melekat pada gelombang. Kamu tidak akan menemukan sifat tersebut pada objek selain gelombang. Memangnya, apa saja sih sifat-sifat gelombang itu?
1. Pembiasan (refraksi)
Pembiasan merupakan peristiwa pembelokan arah lintasan gelombang karena melalui dua medium yang berbeda. Jika medium yang dilalui berbeda, maka indeks bias medium juga berbeda. Perbedaan indeks biasa inilah yang menyebabkan cepat rambat cahaya berbeda, sehingga seolah-olah ada pembelokan arah lintasan cahaya. Secara matematis, pembiasan dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
n = indeks biasa;
c = cepat rambat cahaya di ruang hampa (m/s); dan
v = cepat rambat cahaya di dalam medium tertentu (m/s).
Gejala pembiasan ini pertama kali diteliti oleh Snellius. Dengan demikian, hukum yang berlaku pada peristiwa pembiasan selalu mengikuti hukum Snellius. Untuk lebih jelasnya, simak gambar berikut.
Secara matematis, Snellius bisa dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
i = sudut datang;
r = sudut bias;
n1 = indeks bias medium pertama;
n2 = indeks bias medium kedua;
v1 = cepat rambat cahaya di medium pertama (m/s); dan
v2= cepat rambat cahaya di medium kedua (m/s).
2. Difraksi (pelenturan)
Difraksi adalah pelenturan atau penyebaran gelombang saat melalui celah sempit. Contoh difraksi pada gelombang cahaya adalah terbentuknya rumbai (garis) gelap dan terang pada layar. Contoh difraksi pada gelombang bunyi adalah saat kamu berada di gang sempit, kamu masih bisa mendengar suara mobil atau kendaraan lain.
3. Refleksi (pemantulan)
Refleksi adalah perubahan arah rambat gelombang saat bertemu dengan bidang batas dua medium. Pemantulan ini ternyata mengacu pada suatu hukum yang disebut hukum pemantulan. Adapun pernyataan hukum pemantulan adalah sebagai berikut.
- Besarnya sudut datang dan sudut pantul adalah sama.
- Gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal berada pada satu bidang datar.
4. Dispersi
Pernahkah kamu melihat pelangi? Peristiwa yang terjadi pada pembentukan pelangi adalah dispersi. Dispersi adalah penguraian warna polikromatik (putih) menjadi monokromatik saat seberkas cahaya dilewatkan melalui prisma. Cahaya polikromatik yang awalnya berwarna putih akan terurai menjadi merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Berikut ini contoh ilustrasinya.
Sinar yang datang dan keluar dari prisma akan membentuk suatu sudut yang disebut sudut deviasi. Besarnya sudut deviasi antara warna merah dan ungu dirumuskan sebagai berikut.
5. Interferensi
Interferensi adalah perpaduan antara dua gelombang cahaya. Interferensi bisa diamati dengan jelas jika berkas kedua gelombang bersifat koheren (amplitudo dan frekuensinya sama dengan fase tetap). Interferensi dibagi menjadi dua, yaitu interferensi konstruktif (menguatkan) dan destruktif (melemahkan). Ilustrasi keduanya bisa dilihat di gambar berikut.
6. Efek Doppler
Efek Doppler adalah efek berubahnya frekuensi bunyi akibat adanya kecepatan relatif antara sumber dan pengamat. Secara matematis, efek Doppler dirumuskan sebagai berikut.
7. Polarisasi
Polarisasi adalah terserapnya sebagian arah getar gelombang. Hal itu menyebabkan gelombang keluaran hanya memiliki satu arah saja. Gejala polarisasi ini hanya bisa terjadi pada gelombang transversal. Perhatikan contoh polarisasi berikut ini.
Contoh Soal
Gelombang air laut mendekati perahu dengan cepat rambat 10 m/s. Jika jarak antara dua puncak gelombang yang berdekatan adalah 2 m, tentukan periode dan frekuensi gelombangnya!
Pembahasan:
Diketahui:
v = 10 m/s
λ = 2 m
Ditanya: T dan f =…?
Pembahasan:
Berdasarkan rumus cepat rambat gelombang, diperoleh:
Frekuensinya dirumuskan sebagai berikut.
Jadi, periode dan periode gelombangnya berturut-turut adalah 0,2 s dan 5 Hz.
Nah, itulah pembahasan materi pembelajaran kimia kelas sebelas tentang gelombang. Apabila ada pertanyaan atau pendapat yang ingin disampaikan, Anda bisa langsung serukan di kolom komentar di bawah yaaaah…
Anda juga dapat menghubungi kami di 082111778907 atau Head Office kami 021-77844897 di setiap hari Senin s.d Jumat pada pukul 09.00-17.00.
Anda bisa menemui kami langsung di kantor Ocean Terrace Residence Blok E1 No.1 Jalan Tole Iskandar, Tirtajaya, Kec. Sukmajaya, Kota Depok, Jawa Barat. Latis Education melayani les privat untuk semua wilayah di Indonesia.
