Pernahkah kamu melihat ombak pada permukaan air laut yang bergerak naik turun? Atau permukaan air yang terlihat bergerak naik turun secara teratur dan membentuk suatu getaran akiba tubrukan batu yang menyentuh air? Kedua contoh itu adalah salah satu bentuk gelombang yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari.
Gelombang sendiri bisa diartikan sebagai getaran yang merambat pada suatu medium dan merupakan fenomena perambatan energi karena gelombang hanya merambatkan getaran dan energi. Ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu berdasarkan arah rambat dan arah getarnya, serta berdasarkan medium perambatannya.
Berdasarkan Arah Rambat dan Arah Getarnya
Berdasarkan arah rambat dan arah getarnya, gelombang dikelompokkan menjadi dua, yaitu transversal dan longitudinal.
Ini bisa dicontohkan ketika menggetarkan seutas tali yang terikat salah satu ujungnya pada pohon. Maka arah rambat gelombang akan tegak lurus terhadap arah getarnya. Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus terhadap arah getarnya. Contoh yang sering kita temui adalah gelombang cahaya, gelombang pada permukaan air, dan lain sebagainya.
Getaran pada gelombang longitudinal berupa rapatan dan renggangan pada medium gelombangnya. Gelombang longitudinal dapat merambat dalam zat padat, cair, dan gas. Contohnya yang terjadi pada pegas. Ketika pegas yang salah satu ujungnya terikat secara horizontal kemudian ujung lainya ditarik dan di lepaskan, makanarah rambatan dan arah getar gelombangnya bergerak sejajar. Contohnya, adalah gelombang bunyi.
Baca juga: Mengenal Teori Gelombang Cahaya
Berdasarkan Medium Perambatannya
Gelombang dapat dibedakan menjadi dua berdasarkan medium perambatannya adalah mekanik dan elektromagnetik.
Gelombang mekanik merupakan gelombang yang memerlukan medium perambatan. Contohnya adalah gelombang bunyi, gelombang pada tali, ombak, dan lain-lain. Gelombang bunyi dapat merambat melalui udara, benda padat, dan benda cair.
- Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang tidak memerlukan medium untuk dapat merambat. Contohnya, gelombang radio, gelombang cahaya, gelombang sinar televisi dan lain sebagainya.
Selain itu, gelombang memiliki komponen utama berupa getaran, sehingga parameter atau besaran yang terdapat pada getaran juga dimiliki oleh gelombang.
Ada dua besaran yang membedakan antara getaran dengan gelombang yaitu cepat rambat gelombang dan panjang gelombang. Besaran gelombang diantaranya :
- Amplitudo gelombang, atau yang biasa dilambangkan (A) merupakan simpangan maksimum dari suatu gelombang. Semakin besar amplitudo gelombang, semakin besar energi yang dirambatkannya.
- Periode gelombang, gelombang memerlukan periode untuk merambat. Periode gelombang atau yang biasa dilambangkan dengan (T) yang memiliki satuan sekon adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang.
- Frekuensi gelombang, yang dilambangkan dengan (f) merupakan banyaknya gelombang yang terjadi dalam waktu satu sekon. Satuan dari frekuensi hertz ( Hz). Siklus dari suatu gelombang sama dengan siklus dari getaran pembentuknya.
- Panjang gelombang, merupakan panjang satu siklus gelombang yang memiliki satuan meter. Dalam gelombang transversal satu panjang gelombang sama dengan satu bukit dan satu lembah, sedangkan untuk gelombang longitudinal satu panjang gelombang sama dengan satu rapatan dan satu renggangan.
- Cepat rambat gelombang, yang memiliki satuan m/s merupakan jarak tempuh gelombang tiap satuan waktu. Untuk memperoleh cepat rambat gelombang dihubungkan dengan frekuensi, periode, dan panjang gelombang.
Jakarta -
Gelombang transversal adalah salah satu jenis gelombang yang geraknya mengarah berdasarkan arah getaran dan arah rambatnya. Ciri utama pada gelombang transversal yaitu media partikelnya bergerak tegak lurus ke arah rambatan gelombang.
Pada dasarnya, gelombang berdasarkan arah getar dan rambatnya, dibagi menjadi dua macam yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal. Kali ini, kita akan membahas seluk beluk gelombang transversal, apa itu? Simak penjelasan berikut ini!
Pengertian Gelombang Transversal
Dikutip dari e-Modul IPA Kelas VIII yang diterbitkan oleh Kemdikbud (2018), gelombang transversal dapat ditemukan saat kamu menghentakkan tali dengan arah vertikal yang ujungnya diikat ke dinding.
Lalu terbentuklah gelombang menjalar dari ujung yang dipegang mengarah ke ujung tali yang terikat di dinding. Arah gelombang disebut juga dengan arah rambat, dalam hal ini gelombang tali mendatar atau horizontal.
Sedangkan hentakan yang dilakukan untuk membuat gelombang adalah arah getar. Fenomena tersebut yang akhirnya dikenal dengan istilah gelombang transversal yaitu gelombang yang arah getarannya tegak lurus ke arah perambatan.
Contoh gelombang transversal dapat kita lihat misalnya pada gelombang di tali, gelombang permukaan air, dan cahaya. Jika kita perhatikan dari contoh tadi, terjadinya gelombang transversal akan menimbulkan puncak dan lembah yang cenderung membentuk polarisasi gelombang.
Perlu diingat, gelombang ini merambat pada benda padat dan cairan, sedangkan pada gas gelombang ini tidak terbentuk.Mengapa? Hal ini karena gas tidak memiliki sifat elastis layaknya permukaan air, getaran tali, atau getaran dalam elektronik.
Jenis-Jenis Gelombang Transversal
Gelombang transversal memiliki dua jenis yaitu gelombang elektromagnetik dan gelombang terpolarisasi, berikut penjelasannya:
- Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik termasuk gelombang transversal karena arah medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus arahnya terhadap arah rambat gelombang.
Ketika terjadi perambatan, gelombang ini tidak mementingkan keberadaan medianya. Terdapat gerakan vakum dalam pada gelombang ini, selaon itu ada momentuk seperti gelombang radiasi, radio, cahaya, sinar-X, dan lainnya.
Gelombang ini memiliki dua dimensi yang menunjukkan fenomena dan proses terjadinya polarisasi dan linear terpolarisasi. Hal ini serupa ketika kita menggerakkan tangan dalam satu garis naik turun, kita akan mendapat gelombang terpolarisasi. Begitupun ketika kita menggerakkan tangan melingkar, otomatis gelombang terpolarisasi melingkar terbentuk.
Contoh Penerapan Gelombang Transversal
Berikut ini merupakan beberapa contoh gelombang transversal dan penjelasannya, apa saja ya? Yuk simak!
Ada gelombang transversal dalam cahaya, hal ini karena gelombang tersebut mampu memancarkan sinar yang searah rambat gelombangnya.
Ketika tali bergerak ke atas dan ke bawah, maka akan tercipta gelombang searah dan tegak lurus sehingga gelombang ini termasuk ke gelombang transversal.
Saat kamu menjatuhkan batu ke dalam air di kolam, maka akan ada gelombang air yang muncul apalagi ketika air tersebut dalam kondisi tenang. Maka dalam air tersebut akan membentuk sebuah gelombang kecil.
Bunyi tercipta dari gelombang yang mengubah kerapatan udara. Maka muncul suara atau bunyi yang dapat terdengar oleh kita. Namun, gelombang ini juga disebut dengan gelombang bunyi longitudinal.
Gelombang seismik adalah gelompang yang terjadi ketika terjadi gempa, dimana gelombang dapat mengubah kerapatan tanah. Jenis gelombang ini disebut juga sebagai gelombang longitudinal.
Ketika menekan pegas, tercipta gelombang yang dapat membentuk kerapatan dan membentuk regangan saat dilepas.
Lalu apa bedanya gelombang transversal dengan gelombang longitudinal? Salah satu perbedaan yang mencolok yaitu arah gerak partikel pada medium. Gelombang longitudinal getarannya bergerak pada arah rambat, sedangkan gelombang transversal bergerak tegak lurus terhadap perambatan gelombang.
Simak Video "Penampakan Ikan-ikan yang Mati Akibat Gelombang Panas di Prancis"
(pal/pal)
Hai Quipperian, bagaimana kabarnya? Semoga selalu sehat dan tetap semangat ya!
Coba tebak, bagaimana cara astronot berkomunikasi di luar angkasa? Apakah mereka bisa bercakap-cakap layaknya orang yang ada di Bumi? Jika mereka bercakap-cakap seperti saat di Bumi, tentu suara mereka tidak akan terdengar satu sama lain. Hal itu karena di luar angkasa merupakan ruang hampa udara. Oleh karena itu, para astronot bisa berkomunikasi menggunakan gelombang radio.
Mengapa gelombang bunyi tidak bisa merambat di luar angkasa, sementara gelombang radio bisa merambat di luar angkasa? Gelombang bunyi termasuk dalam gelombang mekanik, yaitu gelombang yang membutuhkan medium untuk merambat.
Sebaliknya, gelombang radio merupakan gelombang elektromagnetik yang tidak membutuhkan medium untuk merambat. Keadaan tersebut menunjukkan bahwa gelombang itu bermacam-macam jenis dan karakteristiknya. Ingin tahu selengkapnya tentang macam-macam gelombang beserta karakteristiknya? Simak ulasan berikut.
Pengertian Gelombang
Gelombang adalah getaran yang merambat. Gejala gelombang bisa diamati dengan mudah, contohnya gelombang air laut akibat hembusan angin. Selama merambat, gelombang akan memindahkan energi tertentu dari satu tempat ke tempat lainnya. Namun demikian, medium perambatan gelombang tidak ikut pindah.
Macam-macam Gelombang
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 Quipperian lihat 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.
Besaran-besaran dalam Gelombang
Jika Quipperian membahas tentang gelombang, pasti ada besaran-besaran utama yang harus dipahami. Adapun besaran-besaran yang dimaksud adalah sebagai berikut.
1. Amplitudo (A)
Amplitudo adalah simpangan maksimum gelombang yang memiliki satuan meter (m).
2. Panjang gelombang (λ)
- Jika ditinjau dari gelombang transversal, panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak yang berdekatan atau jarak antara dua lembah yang berdekatan.
- Jika ditinjau dari gelombang longitudinal, panjang gelombang adalah jarak antara dua rapatan atau dua regangan yang saling berdekatan.
3. Frekuensi gelombang (f)
Frekuensi adalah banyaknya gelombang yang bisa terbentuk setiap detik. Secara matematis, frekuensi dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
f = frekuensi gelombang (Hz);
n = jumlah gelombang yang terbentuk; dan
t = waktu tempuh gelombang (s).
4. Periode gelombang (T)
Periode adalah waktu yang dibutuhkan gelombang untuk menempuh satu panjang gelombangnya. Periode juga bisa didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan gelombang untuk melakukan satu kali putaran. Secara matematis, periode dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
f = frekuensi gelombang (Hz);
T = periode (s);
n = jumlah gelombang yang terbentuk; dan
t = waktu tempuh gelombang (s).
5. Cepat rambat gelombang
Cepat rambat adalah panjangnya jarak yang ditempuh oleh gelombang tiap satuan waktu. Secara matematis, cepat rambat gelombang dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
f = frekuensi gelombang (Hz);
T = periode (s);
v = cepat rambat gelombang (m/s); m
λ = panjang gelombang (m).
Sifat-sifat Gelombang
Sifat-sifat gelombang adalah karakteristik atau ciri yang melekat pada gelombang. Quipperian 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.
Berikut ini ilustrasinya!
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 Quipperian lihat 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.
Nah, sudah paham kan tentang karakteristik gelombang? Agar kamu lebih paham, perhatikan contoh soal berikut.
Contoh soal 1
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.
Contoh soal 2
Pembahasan:
Diketahui:
Ditanya: r =…?
Pembahasan:
Berdasarkan hukum Snellius, diperoleh:
Jadi, besar sudut biasnya adalah 45o.
Contoh soal 3
Perhatikan gambar berikut.
Tentukan besarnya sudut pantul pada cermin ketiga (θ)!
Pembahasan:
Untuk menentukan besarnya sudut pantul di cermin ketiga, gunakan SUPER “Solusi Quipper” berikut ini.
Bagaimana Quipperian, sudah semakin paham dengan materi gelombang ini? pada dasarnya, karakteristik gelombang itu mudah sekali untuk diamati dalam kehidupan sehari-hari. Belajar Fisika itu mudah, lho. Jangan pernah menyerah untuk terus belajar Fisika. Agar belajarmu lebih semangat, silakan gabung dengan Quipper Video. Bersama Quipper Video, kamu bisa belajar kapanpun dan dimanapun dengan ribuan latihan soal beserta pembahasannya. Salam Quipper!
Penulis: Eka Viandari