PEMANFAATAN GETARAN, GELOMBANG, CAHAYA

 PEMANFAATAN GETARAN

Getaran banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari contohnya : Getaran pada senar gitar yang dipetik akan menghasilkan suara yang merdu, Getaran pada bandul dapat digunakan sebagai penunjuk waktu, getaran jaring laba-laba digunakan untuk mencari mangsa, dan getaran pegas pada alat suspense mobil memberi kenyamanan

PEMANFAATAN CAHAYA

Dalam kehidupan sehari-hari, cahaya adalah sumber penerangan utama. Lampu, senter, dan lilin adalah beberapa contoh perangkat yang menggunakan cahaya sebagai penerangan di tempat-tempat tertentu, seperti di jalan, di dalam rumah, atau di tempat kerja.

Cahaya memiliki fungsi penting untuk mengatur ritme harian, pertumbuhan, hingga reproduksi, selain sebagai penerangan.

PEMANFAATAN GELOMBANG 

Contoh pemanfaat gelombang dalam kehidupan sehari - hari :

Gelombang ultrasonik untuk alat pendeteksi janin (USG). Gelombang radiio untuk komunikasi. Gelombang sinar X untuk rontgen. Gelombang mikro dimanfaatkan untuk memanaskan makanan (microwave)

Gelombang bunyi yang digunakan dalam beberapa peralatan kesehatan. ...

Gelombang micro yang digunakan pada peralatan memasak, seperti microwave yang digunakan untuk menghangatkan atau memanggang makanan.

Gelombang radio dan televisi yang digunakan untuk alat atau media komunikasi.

Read More

CAHAYA

 Cahaya merupakan hal penting yang sangat dibutuhkan manusia dalam melakukan kegiatan sehari-hari. Tanpa adanya cahaya, manusia akan kesulitan dalam menjalankan aktivitas.

Cahaya juga dibutuhkan oleh makhluk hidup lainnya, seperti tumbuhan dalam melakukan proses fotosintesis.

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), cahaya adalah sinar atau terang yang berasal dari sesuatu yang bersinar seperti matahari, bulan, dan lampu.

Dengan sinar, memungkinkan mata kita untuk menangkap bayangan benda-benda yang ada di sekitar.

Gelombang cahaya tidak membutuhkan medium untuk merambat, itulah sebabnya cahaya tetap dapat merambat meskipun dalam ruang hampa.

Contohnya, cahaya matahari tetap bisa sampai ke bumi meskipun melewati ruang hampa udara di luar angkasa dalam hitungan waktu 300 juta m/s.

Matahari disebut sebagai sumber cahaya karena mampu memancarkan gelombang cahaya. Selain matahari yang menjadi sumber cahaya adalah api, obor, lampu, lilin, dan sebagainya.

Gelombang cahaya masuk dalam golongan energi yang bisa berbentuk energi. Dalam hal ini radiasi adalah suatu bentuk yang memancar ke luar dari suatu sumber cahaya namun bukan zat berupa padat, cair, maupun gas.

Berdasarkan sumbernya cahaya kemudian dibagi menjadi dua, yakni cahaya yang berasal dari benda itu sendiri dan cahaya yang memancar dari benda lain akibat pantulan cahaya dari permukaan benda tersebut.

Dari sumber cahaya itulah cahaya kemudian memiliki sifat-sifat yang menjadi karakteristik cahaya sebagai gelombang energi yang dibutuhkan manusia.

Sifat-sifat cahaya 

Cahaya sebagai gelombang energi memiliki sifat atau karakteristik yang dapat dijadikan sebagai tujuan dan fungsinya dalam kehidupan sehari-hari. Sifat-sifat cahaya adalah sebagai berikut:

• Dapat merambat lurus

Cahaya dapat merambat lurus jika melewati satu medium perantara yang memiliki partikel yang sama atau setara. Medium perantara tersebut harus memiliki kerapatan optic yang sama agar cahaya bisa merambat lurus.

Fenomena yang bisa membuktikan bahwa cahaya dapat merambat lurus adalah matahari sebagai sumber cahaya terbesar di bumi memiliki pancaran sinar yang lurus.

Hal tersebut terjadi karena adanya perambatan cahaya matahari ke bumi maka terjadi siang dan malam.

• Dapat dipantulkan atau refleksi

Cahaya dapat dipantulkan dengan cara terpancarnya kembali cahaya tersebut dari bagian permukaan benda yang terkena cahaya. Pemantulan ini terbagi dua, yaitu pemantulan teratur dan pemantulan baur atau difus.

Pada proses pemantulan teratur, berkas cahaya akan memantul sejajar. Contohnya saat kita bermain memantulkan cahaya melalui cermin saat siang hari.

Saat mengarahkan cermin ke arah datangnya cahaya maka bisa dipantulkan ke segala arah dari cahaya pantul sinar matahari tersebut.

• Dapat menembus benda bening

Cahaya bisa menembus benda yang bening. Hal ini bisa terjadi karena benda bening mampu meneruskan cahaya. Contohnya, pada siang hari cahaya dari sinar matahari tetap bisa masuk ke dalam rumah melalui jendela kaca.

• Dapat mengalami interferensi 

Cahaya dapat digabungkan dari dua gelombang atau lebih. Cahaya bisa merambat lebih dari satu gelombang karena cahaya merupakan salah satu energi yang kuat.

Contohnya cahaya bisa merambat melalui udara, air, dan benda padat sekaligus dengan gelombang yang berbeda-beda.

• Dapat dibiaskan atau dibelokkan

Pembiasan adalah proses pembelokan arah rambat cahaya ketika melewati dua medium yang berbeda kerapatannya. Pembiasan cahaya ini dimanfaatkan dalam berbagai alat optic.

Contohnya adalah ketika kita memasukkan pensil ke dalam gelas yang berisi air, jika dilihat dari atas, tongkat tersebut akan terlihat lebih besar dari ukuran aslinya. Apabila dilihat dari depan, maka pensil akan terlihat seperti patah.

• Dapat diuraikan

Penguraian cahaya atau dispersi cahaya terjadi secara alami. Contohnya adalah ketika terjadi pelangi. Warna-warna dalam pelangi tersebut asalnya dari satu warna saja, yaitu warna putih dari matahari.

Selanjutnya warna putih tersebut dibiaskan oleh titik air hujan sehingga mengakibatkan cahaya putih tersebut diuraikan menjadi berbagai macam warna.

• Dapat mengalami difraksi

Pada bidang yang sempit, cahaya mengalami pelenturan gelombang yaitu kejadian atau peristiwa pembelokan arah rambat cahaya gelombang karena melewati celah yang sempit.

• Memiliki energi

Ketika kita berjemur di bawah terik matahari dalam waktu yang cukup lama, kulit akan terasa panas. Panas atau kalor yang diterima oleh kulit tersebut menunjukkan bahwa cahaya memiliki energi kalor

• Mampu merambat tanpa medium 

Biasanya, gelombang bisa merambat jika ada medium seperti gelombang tali yang merambat karena ada udara. Namun cahaya mampu merambat di ruang hampa sekalipun. Contohnya, cahaya matahari yang sampai ke bumi tanpa adanya media perantara.

• Dipancarkan dalam bentuk radiasi

Radiasi adalah energi yang dipancarkan dalam bentuk gelombang atau kalor. Kita akan merasakan panas saat bersentuhan dengan cahaya, baik cahaya matahari, lampu, laser, dan sebagainya. Adanya radiasi inilah yang membuktikan bahwa cahaya memiliki energi panas

sumber; Cahaya: Pengertian, Sifat, dan Contohnya Halaman all - Kompas.com

Read More

GELOMBANG

 Pengertian Gelombang

Berdasarkan penjelasan di atas, pengertian gelombang dapat didefinisikan sebagai gejala rambatan dari suatu getaran atau usikan. Pengertian Gelombang akan terus terjadi apabila sumber getaran ini bergetar terus-menerus. Gelombang membawa energi dari satu tempat ke tempat lainnya.

Suatu medium disebut:

• Linear jika gelombang yang berbeda di semua titik tertentu di medium bisa dijumlahkan.
• Terbatas jika terbatas, selain itu disebut “tak terbatas”.
• Seragam jika ciri fisiknya tidak berubah di titik yang berbeda.
• Isotropik jika ciri fisiknya “sama” di arah yang berbeda.

Contoh sederhana gelombang, apabila kita mengikatkan satu ujung tali ke tiang, dan satu ujung talinya lagi digoyangkan, akan terbentuk banyak bukit dan lembah di tali yang digoyangkan tadi. Inilah yang disebut dengan gelombang.

Pada era informasi seperti sekarang ini, gelombang memegang peranan yang sangat penting dalam kehidupan manusia. Salah satunya adalah janin yang masih berada di dalam kandungan dapat dilihat dengan mata telanjang karena ada gelombang ultrasonik.

Contoh lainnya dapat dilihat pada beberapa peristiwa berikut.

• Kita dapat mendengar suara musik karena ada gelombang bunyi.
• Batu ginjal dihancurkan dengan gelombang ultrasonik.
• Jarak Venus ke bumi dapat diukur dengan ketelitian yang sangat tinggi.
• Keadaan perut bumi dan isinya dapat diketahui dengan bantuan gelombang seismik.
• Kita dapat menikmati radio dan televisi karena ada gelombang radio.
• Kita dapat saling berkomunikasi lewat telepon dan masih banyak hal lainnya.

Secara umum, gelombang terbagi menjadi kelompok gelombang berdasarkan arah rambat dan kelompok gelombang berdasarkan medium rambat. Berdasarkan arah rambatnya, gelombang dapat dikelompokkan menjadi gelombang longitudinal dan gelombang transversal. Adapun berdasarkan medium perambatannya, gelombang dikelompokkan menjadi gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.

Jenis Gelombang

Pada saat kita melempar batu ke danau atau kolam air, gelombang melingkar terbentuk dan bergerak menyebar. Gelombang juga akan melakukan perjalanan sepanjang tali yang direntangkan lurus di atas meja jika kita menggetarkan satu ujungnya bolak-balik. Gelombang air dan gelombang di tali tersebut adalah dua contoh umum gelombang mekanis.

Jika gelombang merambat hingga menyebabkan terjadinya gerak pada medium tempat dimana gelombang itu menjalar disebut gelombang mekanis. Pada gelombang mekanis, perjalanan gelombang di dalam medium terjadi karena adanya interaksi pada medium itu. Semakin kuat interaksi di suatu medium, perjalanan gelombang akan semakin cepat.

Laju perjalanan gelombang bergantung kepada medium inersianya dimana semakin besar medium inersianya, akan semakin lambat gelombang berjalannya. Berbeda dengan gelombang mekanis, gelombang elektromagnetik merambat tanpa memerlukan medium perantara seperti gelombang radio, mikro, infra merah, sinar UV dan sinar X.

1. Jenis Gelombang Berdasarkan Medium

Berdasarkan pembahasan di atas, gelombang dapat dibagi menjadi dua jenis berdasarkan medium perambatannya, yaitu:

• Gelombang mekanis, yaitu jenis gelombang yang membutuhkan media perantara dalam perambatannya. Contohnya adalah gelombang di tali, gelombang air, dan gelombang bunyi.
• Gelombang elektromagnetik, yaitu jenis gelombang yang bisa merambat walaupun tidak ada medianya. Berdasarkan frekuensinya, urutan gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang radio dan televisi, gelombang mikro, sinar infra merah, sinar tampak, sinar ultraviolet, sinar X, dan sinar gamma.

2. Jenis Gelombang Berdasarkan Arah Getarannya

Berdasarkan arah getarannya, gelombang dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu transversal dan longitudinal.

a. Gelombang Tranversal

Jika kita mengamati gelombang tali, pola yang terbentuk merambat sepanjang tali, sedangkan gerakan komponen tali (simpangan) terjadi dalam arah tegak lurus tali. Gelombang dengan arah getaran tegak lurus arah rambat dinamakan gelombang transversal. Untuk gelombang bunyi yang dihasilkan akibat pemberian tekanan, arah getaran yang terjadi searah dengan perambatan gelombang. Contohnya adalah gelombang bunyi di udara.

Gelombang ini dihasilkan dengan memberikan tekanan secara periodik pada salah satu bagian udara, sehingga molekul-molekul udara di sekitar daerah tersebut ikut bergetar. Molekul yang bergetar menumbuk molekul disekitarnya yang diam, sehingga molekul yang mula-mula diam ikut bergetar dalam arah yang sama. Begitu seterusnya, sehingga molekul yang makin jauh ikut bergetar. Ini adalah fenomena perambatan gelombang. Arah getaran persis sama dengan arah rambat gelombang.

Gelombang transversal.

Keterangan:
I : puncak gelombang.
II : bukit gelombang.
III : lembah gelombang.
IV : satu siklus gelombang disingkat dengan satu gelombang.
V : panjang satu siklus gelombang (jarak antara puncak gelombang ke puncak gelombang berikutnya) disingkat dengan panjang gelombang.
VI : amplitude gelombang = simpangan terbesar gelombang.

Fase atau sudut fase gelombang sama dengan fase getaran yang menyebabkannya. Pada gambar di atas, apabila sudut fase titik A adalah 00, sudut fase di titik B = 90o, titik C = 180o, titik D = 270o, titik E = 360o, titik F = 630o. Adapun untuk besar fasenya adalah sebagai berikut.

b. Gelombang Longitudinal

Gelombang dengan arah getaran sama dengan arah rambat gelombang dinamakan gelombang longitudinal.

Gelombang longitudinal.

Pada gambar di atas tampak bahwa arah getaran sejajar dengan arah rambatan gelombang. Serangkaian rapatan dan regangan merambat sepanjang pegas. Rapatan merupakan daerah ketika kumparan pegas saling mendekat, sedangkan regangan merupakan daerah tempat kumparan pegas saling menjahui.

Jika gelombang tranversal memiliki pola berupa puncak dan lembah, gelombang longitudinal terdiri atas pola rapatan dan regangan. Panjang gelombang adalah jarak antara rapatan yang berurutan atau regangan yang berurutan; yang dimaksudkan di sini adalah jarak dari dua titik yang sama dan berurutan pada rapatan atau regangaLoaded: 0.0

Salah satu contoh gelombang logitudinal adalah gelombang suara di udara. Udara sebagai medium perambatan gelombang suara, merapat dan meregang sepanjang arah rambat gelombang udara. Berbeda dengan gelombang air atau gelombang tali, gelombang bunyi tidak bisa kita lihat memakai mata.

Sifat–Sifat Gelombang1. Pemantulan atau Refleksi GelombangTentunya sahabat sudah sangat mengerti tentang pemantulan ini, jadi secara garis besar saya rasa kita sudah sepaham. Dalam pemantulan gelombang berlaku hukum pemantulan gelombang:

Besar sudut datangnya gelombang sama dengan sudut pantul gelombang. Gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

Refleksi gelombang.

2. Pembiasan Gelombang

Perubahan arah gelombang saat gelombang masuk ke medium baru yang mengakibatkan gelombang bergerak dengan kelajuan yang berbeda disebut dengan pembiasan. Pada pembiasan terjadi perubahan laju perambatan. Panjang gelombangnya bertambah atau berkurang sesuai dengan perubahan kelajuannya, tetapi tidak ada perubahan frekuensi. Peristiwa ini ditunjukkan melalui gambar berikut.

Pembiasan gelombang oleh bidang.

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 dengan batas. Jadi, sudut pembiasan (θ2), lebih kecil daripada sudut datang (θ1), sehingga diperoleh persamaan Hukum Snellius sebagai berikut.

atau

atau

Lambang merujuk kepada sudut datang dan sudut bias,  dan  pada kecepatan cahaya sinar datang dan sinar bias. Lambang  merujuk kepada indeks bias medium yang dilalui sinar datang, sedangkan  adalah indeks bias medium yang dilalui sinar bias.

Hukum Snellius dapat digunakan untuk menghitung sudut datang atau sudut bias, dan dalam eksperimen untuk menghitung indeks bias suatu bahan.

Pada 1637, René Descartes secara terpisah menggunakan argumen heuristik kekekalan momentum dalam bentuk sinus melalui tulisannya yang berjudul Discourse on Method untuk menjelaskan hukum ini. Cahaya dikatakan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi pada medium yang lebih padat karena cahaya adalah gelombang yang timbul akibat terusiknya plenum, substansi kontinu yang membentuk alam semesta. Dalam bahasa Prancis, hukum Snellius disebut dengan la loi de Descartes atau loi de Snell-Descartes.

Sebelumnya, antara tahun 100 hingga 170 Ptolemeus dari Thebaid menemukan hubungan empiris sudut bias yang hanya akurat pada sudut kecil. Konsep hukum Snellius pertama kali dijelaskan secara matematis dengan akurat pada 984 oleh Ibn Sahl dari Baghdad dalam manuskripnya berjudul On Burning Mirrors and Lenses.

Dengan konsep tersebut Ibn Sahl mampu membuat lensa yang dapat memfokuskan cahaya tanpa aberasi geometri yang dikenal sebagai kanta asperik. Manuskrip Ibn Sahl ditemukan oleh Thomas Harriot pada 1602, tetapi tidak dipublikasikan walaupun dia bekerja dengan Johannes Keppler di bidang ini.

Pada 1678, dalam Traité de la Lumiere, Christiaan Huygens menjelaskan hukum Snellius dari penurunan prinsip Huygens tentang sifat cahaya sebagai gelombang. Hukum Snellius dikatakan berlaku hanya pada medium isotropik atau “teratur” pada kondisi cahaya monokromatik yang hanya mempunyai frekuensi tunggal, sehingga bersifat reversibel.

Hukum Snellius dijabarkan kembali dalam rasio sebagai berikut

 

3. Perpaduan (Interferensi) Gelombang

Interferensi gelombang.

Perpaduan gelombang terjadi apabila terdapat gelombang dengan frekuensi dan beda fase saling bertemu. Hasil interferensi gelombang akan ada dua, yaitu konstruktif (saling menguatkan) dan destruktif (saling melemahkan). Interferensi konstruktif terjadi saat dua gelombang bertemu pada fase yang sama, sedangkan interferensi destruktif terjadi saat dua gelombang bertemu pada fase yang berlawanan.

4. Pembelokan (Difraksi) Gelombang

Difraksi gelombang adalah pembelokkan atau penyebaran gelombang jika gelombang tersebut melalui celah. Gejala difraksi akan semakin tampak jelas apabila celah yang dilewati semakin sempit.

5. Dispersi Gelombang

Dispersi gelombang adalah peristiwa terurainya sinar cahaya yang merupakan campuran dari beberapa panjang gelombang menjadi komponen–komponennya karena adanya pembiasan. Dispersi terjadi karena adanya perbedaan deviasi untuk setiap panjang gelombang, yang disebabkan oleh perbedaan kelajuan masing–masing gelombang pada saat melewati medium pembias. Jika sinar cahaya putih jatuh pada salah satu sisi prisma, cahaya putih itu akan terburai menjadi komponen–komponennya dan spektrum lengkap cahaya tampak akan terlihat.

6. Dispolarisasi Gelombang

Dispolarisasi gelombang adalah peristiwa terserapnya sebagian arah getar gelombang, sehingga hanya tinggal memiliki satu arah saja. Polarisasi hanya akan terjadi pada gelombang transversal, karena arah gelombang sesuai dengan arah polarisasi, dan sebaliknya, akan terserap jika arah gelombang tidak sesuai dengan arah polarisasi celah tersebut.

Pemanfaatan Gelombang

Sangat banyak pemanfaatan dari gelombang dengan mempertimbangkan berbagai sifat gelombang yang ada di sekitar kita. Beberapa di antaranya antara lain:

• Gelombang TV dan radio untuk komunikasi.
• Gelombang micro yang dimanfaatkan untuk memasak makanan atau yang kita kenal dengan microwave.
• Gelombang bunyi yang sangat membantu bidang kesehatan, yaitu ultrasonik pada peralatan USG untuk memeriksa ada tidaknya penyakit.

Besaran-Besaran Gelombang

Besaran–besaran gelombang antara lain:

1. Panjang Gelombang

Panjang gelombang untuk gelombang permukaan air dan gelombang tali.

Ketika kalian mengamati gelombang pada permukaan air, lalu menjatuhkan batu di atas permukaan air, di situlah akan terlihat puncak dan lembah yang disebut dengan panjang gelombang, yaitu jarak dua puncak yang berdekatan atau jarak dua lembah yang berdekatan.

2. Cepat Rambat Gelombang

Cepat rambat gelombang untuk melihat seberapa cepat sebaran gelombang berpindah dari satu tempat ke tempat lain.

3. Simpangan

Simpangan gelombang.

Selama gelombang merambat, simpangan pada suatu medium selalu berubah-ubah, yaitu mulai dari nilai minimumnya sampai nilai maksimumnya. Nilai maksimum dan minimum diperoleh secara periodik.

4. Amplitudo

Amplitudo gelombang adalah panjang simpangan maksimum.

Amplitudo adalah pengukuran skalar yang nonnegatif dari besar osilasi suatu gelombang. Amplitudo juga dapat didefinisikan sebagai jarak atau simpangan terjauh dari titik kesetimbangan dalam gelombang sinusoide yang kita pelajari pada mata pelajaran fisika dan matematika – geometrika. Amplitudo dalam sistem internasional biasa disimbolkan dengan (A) dan memiliki satuan meter (m).

5. Periode

Periode adalah waktu osilasi yang diperlukan oleh suatu benda untuk kembali osilasi yang semula. Misalkan suatu titik berada di simpangan nol.

6. Frekuensi

Frekuensi adalah banyaknya osilasi setiap detik pada suatu medium. Untuk menghitung frekuensi, seseorang menetapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa, dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu. Pada Sistem Satuan Internasional, hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz (Hz), yaitu nama pakar fisika dari Jerman bernama Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali. Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali per detik.Secara alternatif, seseorang bisa mengukur waktu antara dua buah kejadian atau peristiwa (dan menyebutnya sebagai periode), lalu memperhitungkan frekuensi () sebagai hasil kebalikan dari periode (), seperti tampak dari rumus di bawah ini:

 

dengan f adalah frekuensi (hertz) dan T periode (sekon atau detik).

Selain itu frekuensi juga berhubungan dengan jumlah getaran dengan rumusan:-

Pada perangkat mekanis yang berputar, sering digunakan ukuran frekuensi getaran per menit, disingkat r/min atau rpm. 60 rpm sama dengan satu hertz.

7. Kecepatan Osilasi

Osilasi merupakan variasi periodik terhadap waktu dari suatu hasil pengukuran, contohnya ayunan bandul. Istilah vibrasi atau getaran sering digunakan sebagai sinonim osilasi, walaupun sebenarnya vibrasi merujuk kepada jenis spesifik osilasi, yaitu osilasi mekanis.

Osilasi tidak hanya terjadi pada suatu sistem fisik, tetapi bisa juga di sistem biologi dan bahkan dalam masyarakat. Osilasi terbagi menjadi dua jenis, yaitu osilasi harmonis sederhana dan osilasi harmonis kompleks. Dalam osilasi harmonis yang sederhana terdapat gerak harmonis sederhana, yang bisa terjadi di sebuah benda, molekul, atau atom.

Untuk istilah lain dalam hasil pengukuran kelistrikan, osilasi dapat disebut flicker atau gangguan yang mengubah bentuk gelombang menjadi rusak/cacat.

Kecepatan osilasi untuk mengetahui seberapa cepat terjadi perubahan simpangan pada medium. Pada gelombang transversal, kecepatan osilasinya dilihat naik turun simpangannya, sedangkan untuk gelombang longitudinal, kecepatan osilasinya dilihat dari cepatnya getaran maju mundur.

Nah, itulah ulasan seputar pengertian gelombang dan penjelasan lengkap dibaliknya. Simak selengkapnya pengertian gelombang dan mata pelajaran fisika lainnya melalui berbagai buku yang tersedia di Gramedia! Semoga bermanfaat!

sumber: Pengertian Gelombang, Jenis, Sifat, Pemanfaatan hingga Besarannya!

Read More