Skip to main content

Pengertian Gelombang: Jenis, Fitur, dan Perilakunya

Infodasar.com-Gelombang adalah penyebaran gangguan dari satu tempat ke tempat secara teratur dan terorganisir. Paling dekat adalah gelombang permukaan yang bergerak di atas air, tetapi suara, cahaya, dan gerakan partikel subatom semuanya menunjukkan sifat mirip gelombang. 

Pengertian Gelombang


Pada gelombang yang paling sederhana, gangguan berosilasi secara berkala dengan frekuensi dan panjang gelombang yang tetap. Gelombang mekanis seperti suara, membutuhkan medium untuk melaluinya, sedangkan gelombang elektromagnetik tidak memerlukan medium dan dapat diperbanyak melalui ruang hampa udara. Perbanyakan gelombang melalui medium tergantung pada properti medium. 

Baca Juga : Pengertian Populasi Adalah : Pengertian, Dasar, Sampel, Parameter, dan Contohnya

Jenis dan Fitur Gelombang


Gelombang datang dalam dua jenis, longitudinal dan melintang. Gelombang transversal seperti yang ada di air, dengan permukaan naik dan turun, dan gelombang longitudinal seperti suara, yang terdiri dari kompresi bergantian dan reaksi yang jarang terjadi dalam suatu media. Titik tinggi gelombang transversal disebut puncak, dan titik rendah disebut palung. Untuk gelombang longitudinal, kompresi dan reaksi jarang analog dengan puncak dan palung gelombang transversal. Jarak antara puncak atau palung yang berurutan disebut panjang gelombang. Ketinggian gelombang adalah amplitudo. Berapa banyak puncak atau palung yang melewati titik tertentu selama satuan waktu disebut frekuensi. Kecepatan gelombang dapat dinyatakan sebagai panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi.
Pengertian Gelombang

Gelombang dapat menempuh jarak yang sangat jauh meskipun osilasi pada satu titik sangat kecil. Misalnya, petir dapat didengar beberapa kilometer jauhnya, namun suara yang dibawa memanifestasikan dirinya pada titik mana pun hanya sebagai kompresi menit dan reaksi udara yang jarang terjadi.

Perilaku Gelombang


Gelombang menampilkan beberapa fenomena dasar. Dalam refleksi, gelombang menemui hambatan dan dipantulkan kembali. Dalam pembiasan, gelombang menekuk ketika memasuki medium di mana ia memiliki kecepatan yang berbeda. Dalam difraksi, gelombang menekuk ketika mereka melewati rintangan kecil dan menyebar ketika mereka melewati celah kecil. Dalam interferensi, ketika dua gelombang bertemu, mereka dapat mengganggu secara konstruktif, menciptakan gelombang dengan amplitudo lebih besar dari gelombang asli, atau secara destruktif, menciptakan gelombang dengan amplitudo lebih kecil.

1. Pemantulan


Ketika gelombang mencapai batas dan dipantulkan, sudut datang sama dengan sudut pantulan. Sudut insiden adalah sudut antara arah gerakan gelombang dan garis yang ditarik tegak lurus terhadap batas pemantulan.

2. Pembiasan


Kecepatan gelombang tergantung pada sifat-sifat medium yang dilaluinya bergerak. Misalnya, suara bergerak jauh lebih cepat melalui air daripada melalui udara. Ketika gelombang masuk pada sudut medium yang melaluinya kecepatannya akan lebih lambat, gelombang ditekuk ke arah tegak lurus. Ketika gelombang masuk pada sudut medium di mana kecepatannya akan meningkat, efek sebaliknya terjadi. Dengan cahaya, perubahan ini dapat diungkapkan dengan menggunakan hukum pembiasan Snell.

3. Difraksi


Ketika gelombang menemukan hambatan kecil atau lubang kecil (yaitu, kecil dibandingkan dengan panjang gelombang gelombang), gelombang dapat menekuk di sekitar rintangan atau melewati pembukaan dan kemudian menyebar. Pembengkokan atau penyebaran ini disebut difraksi.

4. Gangguan


Gelombang dari dua atau lebih pusat gangguan dapat saling memperkuat satu sama lain dan membatalkan yang lainnya. Fenomena ini disebut gangguan gelombang. Sangat mudah untuk melihat bagaimana ini bisa terjadi. Pertimbangkan dua sumber yang menghasilkan gelombang dengan panjang gelombang dan fase yang sama; yaitu, pada asalnya puncak gelombang terjadi pada saat yang sama. Jika suatu titik P berjarak sama dari kedua sumber, puncak-puncak tiba di P secara bersamaan dan saling memperkuat. Demikian pula, bak tiba secara bersamaan dan menjadi lebih dalam. Situasi yang sama terjadi jika jarak ke titik P tidak sama tetapi berbeda dengan satu atau lebih panjang gelombang penuh. 

Namun, jika jaraknya berbeda setengah panjang gelombang atau dengan jumlah ganjil setengah panjang gelombang, maka puncak dari satu gelombang akan bertepatan dengan palung yang lain dan intensitas gelombang yang dihasilkan berkurang. Ketika dua gelombang tersebut memiliki intensitas yang sama, mereka akan membatalkan satu sama lain sepenuhnya. Situasi menengah muncul dalam arah di mana jarak yang ditempuh oleh dua gelombang berbeda oleh beberapa fraksi lain dari panjang gelombang, gelombang cenderung memperkuat atau membatalkan satu sama lain.

Ketika dua gelombang dengan panjang gelombang yang sama berada dalam fase, mereka membentuk gelombang baru dengan amplitudo yang sama dengan jumlah amplitudo masing-masing (gangguan konstruktif). Ketika dua gelombang dari fase yang sepenuhnya berlawanan, mereka baik membentuk gelombang baru dari pengurangan amplitudo (gangguan destruktif parsial) atau membatalkan satu sama lain (gangguan destruktif lengkap). Pola interferensi konstruktif dan destruktif yang jauh lebih rumit muncul ketika gelombang dengan panjang gelombang yang berbeda berinteraksi.

Ketika dua gelombang dengan panjang gelombang yang sama berada dalam fase, mereka membentuk gelombang baru dengan amplitudo yang sama dengan jumlah amplitudo masing-masing (gangguan konstruktif). Ketika dua gelombang dari fase yang sepenuhnya berlawanan, mereka baik membentuk gelombang baru dari pengurangan amplitudo (gangguan destruktif parsial) atau membatalkan satu sama lain (gangguan destruktif lengkap). Pola interferensi konstruktif dan destruktif yang jauh lebih rumit muncul ketika gelombang dengan panjang gelombang yang berbeda berinteraksi.

5. Efek Doppler


Ketika sumber gelombang bergerak relatif ke pengamat, pengamat memperhatikan perubahan frekuensi gelombang. Perubahan ini disebut efek Doppler, setelah penemunya, fisikawan Austria Christian Doppler.

Pertimbangkan sumber yang memancarkan gelombang seperti cahaya atau suara frekuensi ν bergerak menjauh dari pengamat dengan kecepatan v. Puncak gelombang cahaya akan mencapai pengamat pada interval yang lebih lama daripada jika pengamat diam, dan perhitungan menunjukkan bahwa pengamat akan menerimanya dengan frekuensi ν (1 − v / c), di mana c adalah kecepatan gelombang. Frekuensi gelombang akan tampak bagi pengamat sedikit lebih rendah daripada jika sumber diam. Jika sumbernya mendekati, frekuensinya akan lebih tinggi.

Baca Juga : Pengertian Sistem Informasi dan Komponen-Komponennya

Dalam efek suara ini adalah pengalaman sehari-hari; ketika sebuah klakson yang bertiup dilewati di jalan raya, pengamat mungkin memperhatikan bahwa nada not itu tampaknya berubah. Efek Doppler untuk gelombang cahaya terbukti dalam spektroskopi. Pergeseran ke frekuensi yang lebih tinggi disebut pergeseran biru, dan pergeseran ke frekuensi yang lebih rendah disebut pergeseran merah. Cahaya merah yang tergeser dari galaksi lain adalah bukti ekspansi alam semesta.

6. Gelombang Berdiri


Jika sebuah gelombang terbatas pada ruang tertutup, ia mengalami refleksi dan interferensi. Sebagai contoh, pertimbangkan tabung dengan panjang l. Gangguan di mana saja di udara dalam tabung akan tercermin dari kedua ujungnya dan menghasilkan secara umum serangkaian gelombang yang bergerak di kedua arah di sepanjang tabung. Dari geometri situasi dan nilai konstanta hingga kecepatan akustik, ini harus berupa gelombang periodik dengan frekuensi yang ditentukan oleh kondisi batas di ujung tabung. Frekuensi gelombang yang diizinkan dalam tabung memenuhi sin kl = 0; yaitu, frekuensi yang diperbolehkan adalah ν = nv / 2l, di mana n adalah bilangan bulat dan v adalah kecepatan akustik dalam tabung. Ini adalah frekuensi gelombang harmonik yang dapat ada di tabung dan masih memenuhi kondisi batas di ujungnya. Mereka disebut frekuensi karakteristik atau mode getaran normal kolom udara. Frekuensi dasar (n = 1) adalah ν = v / 2l.

Frekuensi yang lebih tinggi, yang disebut harmonik atau nada, adalah kelipatan dari yang mendasar. Merupakan kebiasaan untuk menyebut fundamental sebagai harmonik pertama; n = 2 memberikan harmonik kedua atau nada pertama, dan seterusnya. Kira-kira set frekuensi karakteristik yang sama berlaku untuk tabung silinder terbuka di kedua ujungnya, meskipun kondisi batasnya berbeda.
Comment Policy: Silahkan tuliskan komentar Anda yang sesuai dengan topik postingan halaman ini. Komentar yang berisi tautan tidak akan ditampilkan sebelum disetujui.
Buka Komentar
Tutup Komentar