Interferensi gelombang yang amplitudo gabungannya menjadi lebih kecil adalah

Dear sahabat BT, masih tentang Ilmu Fisika. Om BT bakal melanjutkan pembahasan tentang gelombang. Pada postingan sebelumnya Om BT membahas tentang definisi gelombang dan jenis-jenisnya dalam Ilmu Fisika.

Pada kesempatan ini Om BT akan sharing posting tentang ciri dan karakteristik gelombang. Gelombang memiliki ciri dan karakteristik dengan ciri-ciri sebagai berikut :

a. Pemantulan (Refleksi)  

Pemantulan (refleksi) adalah peristiwa pengembalian seluruh atau sebagian dari suatu berkas partikel atau gelombang bila berkas tersebut bertemu dengan bidang batas antara dua medium.

Pada peristiwa pemantulan berlaku suatu hukum yang berbunyi:  

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

2) sudut datang ( i θ ) sama dengan sudut pantul ( r θ ). 

Hukum tersebut dinamakan “Hukum Pemantulan” 

b. Pembiasan (Refraksi)  

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. Jika gelombang datang dari medium kurang rapat menuju medium yang lebih rapat maka laju perambatan dan panjang gelombangnya akan berkurang.

Sebaliknya jika gelombang datang dari medium yang lebih rapat menuju medium kurang rapat maka laju perambatan dan panjang gelombangnya akan lebih besar. Tetapi pada proses ini tidak ada perubahan frekuensi dengan kata lain frekuensi selalu tetap.

c. 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.   

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

d. Interferensi Gelombang

Interaksi antara dua gerakan gelombang atau lebih yang memengaruhi 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.   

Jika dua buah gelombang bergabung sedemikian rupa sehingga puncaknya tiba pada satu titik secara bersamaan (kedua gelombang cahaya sefase atau beda fasenya nol), 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 (kedua gelombang cahaya berbeda fase 180 derajat) maka amplitude gabungannya akan 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.  

Warna-warni yang tampak pada gelembung sabun, lapisan tipis minyak dan selaput tipis lainnya adalah akibat adanya peristiwa interferensi dalam kehidupan sehari-hari  

e. Dispersi

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.  

Dalam kehidupan sehari hari, contoh penerapan dispersi adalah pembentukan pelangi. Pelangi hanya dapat terlihat jika kita membelakangi matahari dan hujan terjadi di depan kita.

Jika seberkas sinar matahari mengenai butir-butir air yang besar, maka sinar itu akan dibiaskan oleh bagian depan permukaan air. Sinar akan memasuki butir air.Sebagian kecil sinar akan dipantulkan oleh bagian belakang butir air.

Selanjutnya sinar pantul ini mengenai permukaan depan dan di biaskan oleh permukaan depan. Karena sinar pantul ini dibiaskan, maka sinar ini pun diuraikan atas spektrum-spektrum matahari.  

f. Polarisasi   

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.  

Demikian postingan Om BT tentang ciri dan karakteristik sebuah gelombang. Semoga bermanfaat! [www.blogteknisi.com]

Surya (2015) menyatakan bahwa gelombang didefiniskan sebagai perambatan energi dari satu tempat ke tempat lain tanpa menyeret materi yang dilewatinya. Gelombang adalah getaran yang merambat (Isna, 2014). Gelombang adalah suatu gangguan menjalar dalam suatu medium ataupun tanpa medium.

Gelombang adalah getaran yang merambat gerak gelombang dapat dipandang sebagai  perpindahan momentum dari suatu titik di dalam ruang ke titik lain tanpa perpindahan materi. Rumus dasar gelombang adalah :

v =  QUOTE    atau 𝝺. f

dengan v = kecepatan rambat

𝝺 = Panjang gelombang

T = periode

f = periode

Dalam kenyataannya pengklasifikasian gelombang sangat beragam, ada yang menurut  arah rambatnya, medium perambatannya, menurut dimensi penyebaran rambatannya dll. Namun yang akan dibahas pada makalah ini hanya dua pengklasifikasiaan gelombang yaitu menurut arah perambatannya dan kebutuhan medium perambatannya. (Wiendartun, tanpa tahun)

Berdasarkan arah rambatnya, gelombang dibedakan menjadi gelombang transversal dan gelombang longitudinal.

Gelombang (gangguan) yang arah gerak partikel yang mengangkut gelombang tersebut tegak lurus terhadap arah penjalaran gelombang itu sendiri. Misalnya : Gelombang tali, gelombang dalam seismik (gempa bumi) yang dikenal  sebagai gelombang geser (shear wave), gelombang cahaya dan gelombang permukaan air.

Gelombang (gangguan) yang arah gerak partikel yang mengangkut gelombang tersebut bolak-balik (sejajar) sepanjang arah penjalarannya. Misalnya, gelombang pada pegas dan gelombang bunyi di udara.

Berdasarkan mediumnya, gelombang dibedakan menjadi gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.

Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium tempat merambat. Contoh gelombang mekanik gelombang pada tali, gelombang bunyi.

• Gelombang elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang energi dan momentumnya dibawa oleh medan listrik (E) dan medan magnet (B) yang dapat menjalar melalui vakum atau tanpa membutuhkan medium dalam perambatan gelombangnya. Contoh : cahaya tampak, gelombang radio, radiasi inframerah, sinar-x dan sinar gamma.

Dalam perambatannya, gelombang ternyata menunjukkan perilaku-perilaku khusus yang dikenal sebagai sifat-sifat gelombang. Sifat-sifat itu antara lain; Pemantulan, pembiasan, perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi). Berikut ini penjelasan dari masing-masing sifat gelombang tersebut.

• Gelombang dapat mengalami pemantulan

Semua gelombang dapat dipantulkan jika mengenai penghalang. Contohnya seperti gelombang stasioner pada tali. Gelombang datang dapat dipantulkan oleh penghalang. Contoh yang lain seperti ketika mendengar gema yaitu pantulan gelombang bunyi. Gema dapat terjadi di gedung-gedung atau saat berekreasi ke dekat tebing (Zakapedia, 2013). Pemantulan gelombang akan tampak jelas jika diamati dengan menggunakan stroboskop.

Menurut Maulana (2013), 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, yang dimaksudkan sebagai satu lebar penuh puncak 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. Garis yang ditarik dengan arah gerak, tegak lurus terhadap muka gelombang, disebut sinar.

Gambar 1. Muka gelombang a. Gelombang melingkar b. Gelombang datar.

Sumber : http://www.sainsmini.com

Pada jarak yang sangat jauh dari suatu sumber dalam medium yang seragam, muka gelombang telah kehilangan hampir semua lengkungan mreka dan hampir lurus, sebagaimana gelombang laut; gelombang yang hampir lurus ini disebut gelombang bidang (Giancoli, 2001).

Untuk pantulan gelombang bidang dua atau tiga dimensi, seperti ditunjukkan pada gambar 2, sudut yang dibuat gelombang datang terhadap permukaan pantulan sama dengan sudut yang dibuat oleh gelombang pantulan. Ini merupakan hukum pantulan : sudut pantulan sama dengan sudut datang.”Sudut datang” didefinisikan sebagai sudut yang dibuat sinar datang terhadap garis yang tegak lurus terhadap permukaan pantulan (atau yang dibuat muka gelombang dengan tangen permukaan), dan “sudut pantulan” adalah sudut yang sama tetapi untuk gelombang pantulan.

Gambar 2. Pemantulan gelombang oleh bidang

Sumber : http://www.perpustakaancyber.com

• Gelombang dapat mengalami pembiasan

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 berikut (Maulana, 2013).

Gambar 3. Peristiwa pembiasan pada gelombang

Sumber : www.perpustakaancyber.com

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) (Ginacoli, 2001).

• Gelombang dapat mengalami perpaduan (interferensi).

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 (Zakapedia, 2013).

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 (Maulana, 2013).

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 yang menghasilkan dua gelombang lingkaran dengan frekuensi yang sama (Maulana, 2013).

Hasil interferensi pada gelombang airdaat ditunjukan pada gambar berikut. Pada gambar ini, 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 pita-pita 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 (konstruktif).

Ketika dua batu dilemparkan ke kolam secara bersamaan, kedua set gelombang lingkaran saling berinterferensi. Pada beberapa bagian mereka bertemu, puncak dari satu gelombang berulang-ulang bertemu dengan puncak gelombang yang lain (dan lembah bertemu dengan lembah); ini merupakan interferensi konstruktif dan air secara kontinu berosilasi ke atas dan ke bawah dengan amplitudo yang lebih besar daripada masing-masing gelombang jika terpisah. Pada tempat yang lainnya, interferensi destruktif terjadi ketika air sebenarnya tidak bergerak ke atas ke bawah sama sekali sepanjang waktu-tempat  ini ialah dimana puncak satu gelombang dengan lembah gelombang yang lainnya dan sebaliknya (Giancoli, 2001).

• Gelombang dapat mengalami pelenturan (Difraksi)

Difraksi gelombang adalah peristiwa pembelokan atau penyebaran (lenturan) gelombang jika gelombang tersebut melalui celah. Gejala difraksi akan tampak jelas apabila lebar celah semakin sempit. Dengan sifat inilah ruangan dalam rumah kita menjadi terang pada siang hari dikarenakan ada lubang kecil dan genting. Serta suara alunan musik dari tape recorder dapat sampai ke ruangan lain, meskipun kamar tempat tape tersebut tertutup rapat (Zakapedia, 2013).

Besarnya difraksi bergantung pada ukuran penghalang dan panjang gelombang. Jika panjang gelombang lebih kecil dari ukuran benda, akan ad adaerah bayangan yang cukup besar. Sangat sedikit dari gelombang yang dipantulkan kecuali bila panjang gelombang lebih kecil dari ukuran penghalang (Giancoli, 2001). Jadi, dapat disimpulkan bahwa makin kecil panghalang dibandingkan panjang gelombang dari gelombang itu, makin besar pembelokannya.