A.
Pengertian Gelombang pada Permukaan Air
Gelombang pada
permukaan air merupakan salah satu contoh dari gelombang mekanik. Gelombang
tersebut memerlukan medium untuk perantaranya. Gelombang yang terjadi pada
permukaan air jika diberikan usikan padanya. Misal dengan menjatuhkan batu di
atas permukaan air kolam yang tenang.
|
B. Tangki
Riak (Ripple Tank)
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. Frekuensi gelombang dapat diatur (diubah-ubah) dengan cara
mengatur kecepatan motor dengan mengatur besar-kecilnya tegangan pada power supply.
Selain itu, sebuah
lampu diletakkan di atas tangki riak untuk menyinari permukaan logam. Sinar
lampu akan menghasilkan bayangan gelombang pada kerts putih. 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 dibahas mengenai pengertian front
gelombang atau muka gelombang
dan sinar gelombang. Apabila
menggunakan keping getar, maka pada permukaan air akan terlihat garis lurus
yang bergerak ke tepi dan jika
menggunakan bola sebagai penggetarnya, maka pada permukaan timbul
lingkaran-lingkaran yang bergerak ke tepi. Sekumpulan garis-garis atau
lingkaran-lingkaran itu yang dinamakan front
gelombang atau muka gelombang. Jadi, muka gelombang didefinisikan sebagai
tempat sekumpulan titik yang mempunyai fase yang sama pada gelombang. (Anonim,
2014) 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 gambar diatas. Muka gelombang lurus seperti ditunjukkan dalam
gambar. Setiap gelombang merambat menurut arah tertentu. Arah
rambatan gelombang
disebut sinar gelombang. Sinar
gelombang arahnya selalu tegak lurus dengan muka gelombang. (Anonim, 2014)
C.
Sifat-Sifat Gelombang
Gelombang
pada permukaan air merupakan contoh gelombang bidang (2 dimensi). Seperti
gelombang yang lain, gelombang ini seharusnya memiliki sifat-sifat dapat
dipantulkan, dibiaskan, berinterferensi, dan mengalami difraksi.
1.
Pemantulan
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 :
·
Sudut
datang gelombang sama dengan sudut pantul gelombang, dan
·
Gelombang
datang, gelombang pantul, dan garis normal terletak dalam satu bidang datar.
Ketika
sebuah gelombang menabrak sebuah penghalang atau sampai di ujung medium yang
dirambatinya, paling tidak sebagian dari gelombang tersebut terpantul
(Giancoli, 2001). Pemantulan (refleksi) adalah peristiwa pengembalian seluruh
atau sebagian dari suatu berkas partikel atau gelombang bila berkas tersebut
bertemu dengan bidang batas antara dua medium.
Sumber gelombang datang adalah titik O. Dengan
menggunakan hukum pemantulan, yaitu sudut datang = sudut pantul, kita peroleh
bayangan O adalah I. Titik I merupakan
sumber gelombang pantul sehingga muka gelombang pantul adalah
lingkaran-lingkaran yang berpusat di I.
|
2.
Pembiasan
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 : “Perbandingan
sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap”
Secara umum
sering dituliskan :
dengan :
i = sudut
datang gelombang (derajat atau radian)
r = sudut
bias gelombang (derajat atau radian)
λ1 =
panjang gelombang pada medium 1 (m)
λ2 =
panjang gelombang pada medium 2 (m)
v1 = cepat
rambat gelombang pada medium 1 (m/s)
v2 = cepat
rambat gelombang pada medium 2 (m/s)
n1 = indeks
bias medium 1
n2 = indeks
bias medium 2
n2.1 =
indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1
|
3.
Interferensi
Untuk
menunjukkan gejala interferensi gelombang dapat dipergunakan dua sumber getar berbentuk bola
atau sumber getar berupa keping/plat yang diberi dua lubang/celah di mana celah
tersebut dapat dianggap sebagai sumber getaran (gelombang). Untuk mengamati gejala
interferensi gelombang agar teramati
dengan jelas, maka kedua gelombang yang berinterferensi tersebut harus
merupakan dua gelombang yang koheren. Dua gelombang disebut koheren apabila
kedua gelombang tersebut memiliki frekuensi dan amplitudo yang sama serta
memiliki selisih fase yang tetap/konstan.
|
Ada dua sifat
hasil interferensi
gelombang, yaitu interferensi bersifat konstruktif dan
destruktif. Interferensi bersifat konstruktif artinya saling memperkuat, yaitu
saat kedua gelombang bertemu (berinterferensi) memiliki fase yang sama. Sedang
interferensi bersifat destruktif atau saling melemahkan jika kedua gelombang
bertemu dalam fase yang berlawanan.Gambar diatas menunjukkan pola interferensi
yang ditunjukkan tangki riak, di mana garis tebal/tidak terputus adalah hasil
interferensi yang bersifat konstruktif, sedangkan garis putusputus menunjukkan
interferensi yang bersifat destruktif.
4.
Difraksi
Untuk
menunjukkan adanya difraksi gelombang
dapat dilakukan dengan meletakkan penghalang yang mempunyai celah pada tangki
riak. Lebar celah tersebut dapat diatur. Difraksi gelombang adalah peristiwa
pembelokan/penyebaran (lenturan) gelombang jika gelombang tersebut melalui
celah. Gelombang-gelombang menyebar sewaktu merambat dan ketika menemui
penghalang, gelombang ini berbelok mengitarinya dan memasuki daerah berikutnya
(Giancoli, 2001).
Gejala
difraksi akan semakin tampak jelas apabila lebar celah semakin sempit. Dengan
sifat inilah ruangan dalam rumah kita menjadi terang pada siang hari
dikarenakan ada lubang kecil pada genting. Serta suara alunan musik dari tape
recorder dapat sampai ke ruangan lain, meskipun kamar tempat tape tersebut
pintunya tertutup rapat.
 |
|
|
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2014. Sifat-Sifat
Gelombang. (Online) http://fisikazone.com/sifat-sifat-gelombang/
diakses 5 Desember 2015.
Anonim. 2015. Sifat-Sifat Gelombang. (Online), http://fisikon.com/kelas3/images/stories/gelombang-mekanik
diakses 6 Desember 2015
Giancoli, D.C. 2001. Fisika Jilid 1 Edisi Kelima. Alih bahasa: Yuhilza Hanum. Jakarta:
Erlangga.
Kristanta, Arif. Tanpa tahun. Gelombang. (Online) https://arifkristanta.wordpress.com/belajar-online/gelombang/
diakses tanggal 06 Desember 2015
TIM. 2014. Modul
Praktikum Gelombang dan Optik. Surabaya: Universitas Negeri Surabaya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar