Sabtu, 02 Juni 2012

SIFAT - SIFAT GELOMBANG


        Pada pembahasan ini kita akan mempelajari sifat – sifat gelombang yang meliputi pemantulan, pembiasan, disperse, interferensi, difraksi dan polarisasi.


a. Pemantulan Gelombang (Refleksi Gelombang)

       
gambar:refraksi gelombang.jpg
gambar:refraksi gelombang.jpg

Pemantulan gelombang pada tangki riak, pada pemantulan ini diperoleh gelombang lingkaran yang pusatnya adalah sumber gelombang S. Gelombang pantul yang dihasilkan oleh bidang lurus juga berupa gelombang lingkaran S sebagai pusat lingkaran. Jarak S ke bidang pantul sama dengan jarak s ke bidang pantul.
        Menurut Hukum Snellius, gelombang dating, gelombang pantul, dan garis normal berada pada satu bidang dan sudut dating akan sama dengan sudut pantul, seperti tampak pada gambar berikut:
        Untuk gelombang dua atau tiga dimensi seperti gelombang air, kita mengenal dengan istilah sinar gelombang dan muka gelombang.

Muka Gelombang
 
gambar:gelombang tampak muka.jpg
 
            Muka gelombang (Front wave) didefinisikan sebagai tempat kedududkan titik – titik yang memiliki fase yang sama pada gelombang, pada gambar di samping ini menunjukkan lingkaran – lingkaran tersebut merupakan muka gelombang. Jarak antara muka gelombang yang berdekatan sama dengan satu gelombang (λ). Sinar gelombang adalah garis yang ditarik dengan arah tegak lurus terhadap muka gelombang









gambar:sinar gelombang.jpg

     Bila gelombang melingkar merambat terus kesegala arah maka pada jarak yang jauh dari sumber gelombang, kita akan melihat muka gelombang yang hamper lurus, seperti halnya gelombang air laut yang sampai dipantai. Muka gelombang yang seperti ini disebut sebagai muka gelombang bidang.







b. Pembiasan Gelombang (Refraksi Gelombang)

           Pada pemantulan gelombang, gelombang yang tiba di batas medium akan dipantulkan ke arah semula. Pada pembiasan, gelombang yang mengenai bidang batas antara dua medium, sebagian akan dipantulkan dan sebagian lagi akan diteruskan atau dibiaskan. Gelombang yang dibiaskan ini akan mengalami pembelokan arah dari arah semula tergantung pada mediumnya.
Pada medium kedua, cepat rambat gelombang mengalami perubahan dan perubahan ini pun tergantung pada mediumnya. Dengan kata lain, pembiasan gelombang adalah pembelokan arah lintasan gelombang etelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda.
gambar:refraksi gelombang1.jpg
gambar:refraksi gelombang1.jpg

     Gambar pembiasan sinar dari udara ke air


    
Pada gambar diatas diperlihatkan pembiasan cahaya dari medium udara dengan indeks bias n, ke medium air yang memiliki indeks bias n2. Menurut Hukum Snellius tentang pembiasan:
1. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias, terletak pads satu hidang datar.
2. Sinar yang datang dari medium dengan indeks bias kecil ke medium dengan indeks bias yang lebih besar dibiaskan mendekati garis normal, dan sebaliknya.
3. Perbandingan nilai sinus sudut datang (sin i) terhadap sinus sudut bias (sin r) dari satu medium ke medium lainnya selalu tetap. Perbandingan ini disebut sehagai indeks bias relatif suatu medium terhadap medium lain. Secara matematis Hukum Snellius dapat dirumuskansebagai berikut:
                                      n1 sin⁡ i = n2 sin⁡ r

                                           atau

                                      n2 /n1 = sin⁡ i / sin ⁡r

    Dengan n1 adalah indeks bias medium pertama, n2 adalah indeks bias medium kedua, I adalah sudut dating, dan r adalah sudut bias. Adapun n21 adalah indeks bias relative medium 2 terhadap medium 1. Indeks bias mutlak didefinisikan sebagai berikut:


                                                               n= c/v

Dengan :
C = laju cahaya di ruang hampa
V = laju cahaya dalam suatu medium
Indeks bias mutlak ruang hampa (n1 = 1) ke dalam air (n2), indeks bias n2 menjadi indeks bias mutlak dan dituliskan sebagai berikut:
                                                            n2= sin⁡ i / sin ⁡r



gambar:gelombang bias a.jpg
 
        Gambar (a) menunjukkan gelombang air merambat dari satu medium menuju ke medium lain setelah melewati bidang batas antara kedua medium, gelombang tersebut mengalami pembelokan. Pada peristiwa tersebut terjadi perubahan arah rambat gelombang dan panjang gelombang λ2 lebih pendek dari pada λ1.






gambar:gelombang bias b.jpg 
Gambar (b) menunjukkan adanya perubahan kecepatan gelombang. Gelombang merambat dari medium yang memiliki indeks bias n1 ke medium lain dengan indeks bias n2.



Keterangan :
(a) Perubahan panjang gelombang, λ2 lebih pendek dari pada λ1.
(b) Perubahan kecepatan gelombang, v2 lebih kecil dari pada v1.


Dari kedua gambar tersebut diturunkan persamaan pembiasan gelombang sebagai berikut
                                       sin ⁡i / sin ⁡r  = v1/v2 = (fλ1) / (fλ2 )= λ1 / λ2

Dari satu medium ke medium lainnya, frekuensi gelombang tetap. Jadi yang mengalami perubahan adalah kecepatan dan panjang gelombang.


PEMANTULAN CAHAYA

Pemantulan Cahaya




A. Jenis Pemantulan
Pemantulan cahaya terdiri dari dua jenis, yaitu pemantulan baur dan pemantulan teratur. Pemantulan cahaya pada permukaan datar seperti cermin, atau permukaan air yang tenang, termasuk pemantulan teratur. Sedangkan pemantulan cahaya pada permukaan kasar seperti pakaian, kertas dan aspal jalan, termasuk dalam pemantulan baur.
 a. Pemantual Teratur (Pada permukaan rata)


b. Pemantulan Baur
B. Hukum Pemantulan Cahaya
Hukum Pemantulan cahaya dapat diilustrasikan dengan gambar berikut ini :
    Berdasarkan gambar di atas, sinar yang menuju cermin ( P ), diketahui sebagai sinar datang ( i ),       sedangkan yang meninggalkan cermin ( Q )  diketahui sebagai sinar pantul ( r ).Pada titik dimana sinar mengenai cermin, sebuah garis dapat digambarkan tegak lurus terhadap permukaan cermin, garis ini diketahui sebagai garis normal. Garis normal membagi sudut antara sinar datang dan sudut sinar pantul menjadi dua sudut yang sama.
Berdasarkan uraian di atas, maka hukum pemantulan cahaya dapat dinyatakan sebagai berikut :
1. Sinar datang, sinar pantul, garis normal berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar.
2. Sudut  datang  =  sudut pantul


C. Pemantulan pada Cermin Datar 
Jika seberkas cahaya mengenai sebuah cermin datar, maka cahaya tersebut akan dipantulkan secara teratur. Peristiwa pemantulan cahaya pada cermin datar dapat menyebabkan pembentukan bayangan benda di dalam cermin.
Bayangan benda yang terbentuk pada cermin datar mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :
1. Bayangan bersifat maya  (tidak dapat ditangkap oleh layar)
2. Tegak dan menghadap berlawanan arah terhadap bendanya
3. Bayangan sama besar dengan bendanya
4. Jarak bayangan ke cermin sama dengan jarak benda ke cermin.

Gerhana Bulan



GERHANA BULAN


 
Gerhana Bulan
 
 
Diagram gerhana bulan: Bayangan bumi yang menutupi bulan

    Gerhana bulan terjadi saat sebagian atau keseluruhan penampang bulan tertutup oleh bayangan bumi. Itu terjadi bila bumi berada di antara matahari dan bulan pada satu garis lurus yang sama, sehingga sinar Matahari tidak dapat mencapai bulan karena terhalangi oleh bumi.
Dengan penjelasan lain, gerhana bulan muncul bila bulan sedang beroposisi dengan matahari. Tetapi karena kemiringan bidang orbit bulan terhadap bidang ekliptika, maka tidak setiap posisi bulan dengan Matahari akan mengakibatkan terjadinya gerhana bulan. Perpotongan bidang orbit bulan dengan bidang ekliptika akan memunculkan 2 buah titik potong yang disebut node, yaitu titik di mana bulan memotong bidang ekliptika. Gerhana bulan ini akan terjadi saat bulan beroposisi pada node tersebut. Bulan membutuhkan waktu 29,53 hari untuk bergerak dari satu titik oposisi ke titik oposisi lainnya. Maka seharusnya, jika terjadi gerhana bulan, akan diikuti dengan gerhana matahari  karena kedua node tersebut terletak pada garis yang menghubungkan antara Matahari dengan bumi.
      Sebenarnya, pada peristiwa gerhana bulan, seringkali bulan masih dapat terlihat. Ini dikarenakan masih adanya sinar Matahari yang dibelokkan ke arah bulan oleh atmosfer  bumi. Dan kebanyakan sinar yang dibelokkan ini memiliki spektrum cahaya merah. Itulah sebabnya pada saat gerhana bulan, bulan akan tampak berwarna gelap, bisa berwarna merah tembaga, jingga, ataupun coklat.
Gerhana bulan dapat diamati dengan mata telanjang dan tidak berbahaya sama sekali.
Ketika gerhana bulan sedang berlangsung, umat islam yang melihat atau mengetahui gerhana tersebut disunnahkan untuk melakukan salat gerhana bulan (salat khusuf).

Jenis-jenis gerhana bulan

  • Gerhana bulan total
Pada gerhana ini, bulan akan tepat berada pada daerah umbra.
  • Gerhana bulan sebagian
Pada gerhana ini, tidak seluruh bagian bulan terhalangi dari Matahari oleh bumi. Sedangkan sebagian permukaan bulan yang lain berada di daerah penumbra. Sehingga masih ada sebagian sinar Matahari yang sampai ke permukaan bulan.
  • Gerhana bulan penumbra
Pada gerhana ini, seluruh bagian bulan berada di bagian penumbra. Sehingga bulan masih dapat terlihat dengan warna yang suram.