• Dapat merambat dalam ruang hampa (tidak memerlukan medim merambat)
• Tidak bermuatan listrik
• Merupakan gelombang transversal, yaitu arah getar tegak lurus dengan arah perambatannya
• Arah perambatannya tidak dibelokkan, baik pada medan listrik, maupun medan magnet
• Memiliki sifat umum gelombang, pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), interfrerensi, dan lenturan (difraksi)

Hubungan frekuensi, panjang gelombang, dan kecepatan cahaya

C = λ.f

Keterangan :

• c = kecepatan cahaya (m/s)
• λ = panjang gelombang (m)
• f = frekuensi gelombang (Hz)

Berikut ini Jenis-jenis gelombang elektromagnetik dari frekuensi tinggi ke frekuensi rendah.

1. Sinar Gamma

Sinar gamma merupakan salah satu spektrum gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi paling besar atau panjang gelombang terkecil. Frekuensi sinar gamma berada dalam rentang 10²⁰Hz – 10²⁵Hz dan memiliki panjang gelombang 10^-10 m -10^-14m.

Sinar gamma banyak dimanfaatkan dalam bidang kedokteran diantaranya untuk mengobati penyakit kanker dan mensterilkan peralatan rumah sakit. Selain itu, dapat juga digunakan untuk melihat kerusakan pada logam.

Bahaya dari sinar gamma yaitu dapat menyebabkan mandul dan kanker jika diserap pada jaringan makhluk hidup secara berlebihan.

Sinar gamma banyak dimanfaatkan dalam bidang kedokteran diantaranya untuk mengobati penyakit kanker dan mensterilkan peralatan rumah sakit. Selain itu, dapat juga digunakan untuk melihat kerusakan pada logam.

2. Sinar -X

Sinar X Sinar ini memiliki nama lain yakni sinar rontgen. Merupakan salah satu bentuk dari radiasi elektromedik. Frekuensi sinar x berada dalam rentang 10 Hz-10 Hz memiliki panjang gelombang 10^-8 m -10^-12m.

Sinar x memiliki daya tembus yang sangat luar biasa dibandingkan dengan ultra ungu. Sinar x dapat menembus struktur lunak seperti daging dan kayu. Sinar x ditemukan oleh Wilhelm Rontgen (1823-1923) dengan melakukan uji coba dengan hamburan elektron bertegangan tinggi.

Sinar x digunakan dalam bidang kedokteran, seperti untuk melihat struktur tulang yang terdapat dalam tubuh manusia. Apabila digunakan secara berlebihan pada tubuh akan mengakibatkan kanker dan juga kerusakan kulit serta kerontokan pada rambut.

3. Sinar ultraviolet

Sinar ultraviolet atau cahaya ultra ungu adalah spektrum warna yang memiliki panjang gelombang pendek. Frekuensi sinar ultraviolet berada dalam rentang 10Hz – 10Hz dan memiliki panjang gelombang 4×10^-7m-6×10^-10m.

Cahaya ultra ungu memiliki daya tembus yang jauh lebih tinggi jika dibandingkan dengan warna lainnya. Cahaya ultra ungu mampu menembus kulit manusia dan dapat mengubah struktur sel dalam tubuh. Cahaya ultra ungu juga mampu membentu vitamin D akan tetapi dalam kadar tinggi dapat menimbulkan kanker kulit.

Sinar ultraviolet dgunakan untuk merangsang tubuh manusia untuk memproduksi vitamin D yang diperlukan bagi kesehatan tulang. Paparan sinar ultraviolet yang berlebihan dapat mengakibatkan timbulnya kanker kulit.

4. Sinar tampak

Sinar tampk atau cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang dapat dilihat dan sangat membantu dalam penglihatan. Sinar tampak terdiri atas tujuh spektrum warna, jika diurutkan dari frekuensi terkecil ke frekuensi terbesar, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Sinar tampak atau cahaya digunakan sebagai penerangan di malam hari atau ditempati yang gelap. Dampak negatifnya yaitu pada pointer laser apabila sampai mengenai mata akan mengakibatkan kerusakan retina. Sinar tampak atau cahaya digunakan sebagai penerangan di malam hari atau di tempat yang gelap.

Dampak negatif penggunaan laser adalah pointer laser, apabila sampai mengenai mata akan mengakibatkan kerusakan retina.

5. Sinar inframerah

Inframerah merupakan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih panjang di bandingkan dengan cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari gelombang radio. Frekuensi sinar ultrviolet berada dalam rentang 10Hz – 10 Hz dan memiliki panjang gelombang 10^-3m-7×10^-7m. Gelombang inframerah memiliki jangkauan 1000nm dan 1mm.

Sinar inframerah menghasilkan elektron yang ada di dalam molekul-molekul terurai yang telah dipanaskan. Jadi, setiap benda panas tentunya memiliki pancaran gelombang inframerah.

Sinar inframerah dimanfaatkan untuk penginderaan jarak jauh, transfer data ke komputer, dan pengendali jarak jauh (remote control). Radiasi inframerah dapat mengacaukan gelombang otak, menyebabkan sakit kepala, kelelahan, dan hilang memori. Pemakaian handphone bisa menyebabkan kanker otak.

6. Gelombang mikro

Gelombang mikro (microwave) merupakan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang sangat tinggi yaitu 3 GHz (3×109 Hz). Frekuensi sinar ultraviolet berada dalam rentang 20 Hz – 10Hz dan memiliki panjang gelombang 0,3 m – 10⁴m.

Apabila gelombang mikro telah diserap oleh suatu benda, seperti molekul dan atom pada suatu benda akan bergetar sehingga muncul panas. Jika makanan terserap radiasi gelombang mikro, makanan akan menjadi panas dan masaknya pun dalam waktu cepat.

Biasanya, gelombang mikro ini di gunakan sebagai radar. Radar digunakan untuk mencari dan sebagai penentu jejak suatu benda melalui gelombang mikro. Gelombang mikro digunakan untuk komunikasi jarak jauh, radar dan memasak (oven).

Gelombang mikro dapat mengakibatkan orang kehilangan memori, ketidakmampuan belajar, sakit kepala, cepat letih, dan gangguan mikro.

7. Gelombang radio

Gelombang radio terbentuk ketika bunyi atau audio yang berubah menjadi sinyal listrik melalui gelombang osilator (gelombang pembawa). Gelombang radio sebagai alat komunikasi ini ditemukan pertama kali oleh Heinrich Hertz dan digunakan oleh Marconi sebagai media komunikasi.

Frekuensi sinar ultraviolet berada dalam rentang 10Hz – 10 Hz dan memiliki panjang gelombang 10⁴m – 0,1m. Gelombang radio digunakan terutama dalam bidang telekomunikasi, seperti handphone, televisi, dan radio.

The post 7 Jenis Gelombang Elektromagnetik dan Manfaatnya appeared first on HaloEdukasi.com.

Apabila dituliskan dalam suatu persamaan sebagai berikut.

T=t/N dan f = N/t

Hubungan antara periode dan frekuensi sebagai berikut :

f = 1/T -> T = 1/f

Keterangan :

T = periode ( sekon)

t = waktu (sekon)

N = banyaknya getaran

f = frekuensi (Hertz)

Jenis Gelombang

Gelombang adalah getaran yang merambat baik melalui medium (perantara) ataupun tanpa melalui medium. Gelombang dapat dikelompokkan berdasarkan sifat-sifat fisisnya, yaitu :

Gelombang berdasarkan arah getarannya

• Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarannya berimpit dengan arah rambatannya, misalnya gelombang bunyi.

• Gelombang transversel

Gelombang transversel adalah gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatannya, misalnya gelombang pada tali dan gelombang cahaya.

Gelombang berdasarkan amplitudo

• Gelombang berjalan

Gelombang berjalan adalah gelombang yang amplitudonya tetap pada setiap titik yang dilalui gelombang, misalnya gelombang pada tali.

• Gelombang diam/berdiri

gelombang diam/berdiri adalah gelombang yang amplitudonya berubah, misalnya gelombang pada senar gitar yang dipetik.

Gelombang berdasarkan zat perantara atau medium rambatannya

• Gelombang mekanik

Gelombang mekanik yaitu gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium, misalnya gelombang air, gelombang pada tali, dan gelombang bunyi.

• Gelombang elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik yaitu gelombang yang dalam perambatannya tanpa memerlukan medium, misalnya gelombang cahaya.

Ciri-ciri gelombang

• Dapat dipantulkan atau dicerminkan (refleksi). Pada peristiwa ini berlaku hukum pemantulan menurut Snellius.
• Dapat dibiaskan (refraksi). pembiasan dapat terjadi ketika gelombang melewati dua medium yang berbeda.
• Dapat dilenturkan (difraksi). Difraksi terjadi ketika gelombang melewati sebuah celah sempit.
• Dapat digabungkan atau dipadukan (interferensi). Interferensi gelombang terjadi ketika ada dua buah gelombang yang bersatu sehingga menghasilkan pola interferensi maksimum dan minimum.
• Dapat dikutubkan (polarisasi). Polarisasi adalah peristiwa terserapnya sebagian atau seluruh arah getar gelombang. Peristiwa ini hanya terjadi pada gelombang transversal.
• Dapat diuraikan (dispersi). Dispersi adalah lenturan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah.

Rumus gelombang

1. Persamaan simpangan, kecepatan, dan percepatan

Simpangan dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.

y = A sin (ωt + θ₀ )

Persamaan kecepatan getaran harmonik adalah :

v = A.ω.cos (ωt + θ₀ )

Adapun persamaan dari percepatan gerak harmonik adalah :

a = -A.ω².cos (ωt + θ₀ )

Keterangan :

• y = simpangan (m)
• A = amplitudo (m)
• ω = frekuensi sudut (rad/s)
• θ₀ = sudut fase awal (rad)

2. sudut fase, dan beda fase

Sudut fase dapat dituliskan sebagai berikut :

θ = (ωt + θ₀ )

θ = 2πt/T + θ₀

θ = 2π (t/T + θ₀/ 2π)

θ = 2πφ

Keteranga :

φ = fas

θ = sudut fase akhir

3. Getaran beban pada pegas

Sebuah pegas apabila melakukan getaran akan memiliki periode dan frekuensi. Periode dan frekuensi pada pegas dituliskan dalam persamaan berikut :

T = 2π √k/m dan f = 1/2π√m/k

Adapun gaya pegas dan percepatan pda pegas dihitung dengan menggunakan persamaan.

F = -k.y

m.a = -k.y

a = -k.y/m

Keteranga ;

k = tetapan gaya (N/m)

m = massa benda (kg)

y = simpangan yang dihitung dari titik keseimbangan ( m )

4. Getaran beban pada ayunan sederhana

Ayunan yang bergetar memiliki frekuensi yang dituliskan dalam persamaan :

T = 2π √/g dan f = 1/2π√g/

Keterangan :

= panjang tali (m)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

5. hukum kekelan energi mekanik pada getaran harmonik

Hukum kekelan energi mekanik menyatakan bahwa ” pada getaran harmonik terjadi pertukaran energi potensial menjadi energi kinetik atau sebaliknya. Sementara itu, energi mekanik yaitu energi potensial dan energi kinetik bernilai tetap”.

• energi kinetik

Energi kinetik dapat dituliskan dalam persamaan berikut :

Ek = 1/2 mv² = 1/2 mω²A² cos² ωt = 1/2k (A² – y²)

• Energi potensial

Energi potensial dapat dituliskan dalam persamaan berikut :

Ep = 1/2ky² = 1/2mω²A² sin² ωt

• Energi mekanik

Energi mekanik merupakan penjumlahan antara energi kinetik dan energi potensial. Energi mekanik dapat dituliskan dalam persamaan berikut.

EM = 1/2 kA²

Keterangan :

A = amplitudo (m)

t = waktu (s)

• Superposisi getaran

Superposisi getaran adalah kegiatan menjumlahkan simpangan-simpangan getaran. Misalkan suatu gelombang memiliki dua getaran, yaitu :

y₁ = A sin ω₁t

y₂ = A sin ω₂t

Getaran resultannya adalah :

y = 2.A.cos (ω₁-ω₂/2).t.sin ( ω₁-ω₂/2).t

The post Gelombang : Jenis, Ciri, dan Rumusnya appeared first on HaloEdukasi.com.

Apa Itu Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak membutuhkan medium untuk perambatannya. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa tipe seperti panjang gelombang, frekuensi, kecepatan dan amplitudo.

Medium merupakan materi yang merambat melalui gelombang. Pada gelombang mekanik, dibutuhkan medium untuk dapat merambat serta berpindah. Sementara gelombang elektromagnetik berbeda dengan gelombang mekanik dikarenakan gelombang ini tidak membutuhkan media untuk merambat. Oleh karena itu, sering disebut juga radiasi elektromagnetik.

Gelombang elektromagnetik dapat merambat tidak hanya melalui bahan padat dan udara namun juga melalui ruang hampa. Gelombang ini terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang secara terus-menerus berubah. Dengan kata lain, medan magnet dan medan listrik berada pada ruang dan waktu yang berbeda namun pada satu frekuensi yang sama.

Contoh gelombang elektromagnetik salah satunya adalah gelombang sinar matahari. Gelombang sinar matahari dapat mengantarkan cahaya meskipun tanpa medium diantara bumi dan matahari untuk merambatkan gelombang.

Teori yang menjelaskan tentang gelombang elektromagnetik dikemukakan pada tahun 1860 dan 1870-an oleh James Clerk Maxwell, seorang ilmuwan dari Skotlandia. Maxwell meneliti medan listrik dan medan magnet yang digabungkan secara bersama untuk membentuk gelombang elektromagnetik. Dari hal tersebut ditemukan persamaan Maxwell atau Maxwell’s Equations.

Teori Maxwell kemudian dikembangkan oleh seorang fisikawan dari Jerman yaitu Heinrich Hertz. Dari eksperimennya, Hertz mendemonstrasikan teori Maxwell secara konkrit dan menemukan cara membuat medan listrik dan medan magnet. Hertz menerapkan teori Maxwell tentang gelombang elektromagnetik pada produksi dan penerimaan gelombang radio sehingga satuan frekuensi gelombang radio diberi nama hertz.

Jenis Gelombang Elektromagnetik

Jenis gelombang elektromagnetik menyesuaikan pada spektrum gelombang elektromagnetik. Berikut jenis gelombang elektromagnetik:

pengguna list dibawh ini salah, Ini yang tepat, tolong di perbaiki

1. Gelombang Radio
2. Gelombang Mikro
3. Sinar Inframerah
4. Visible Radiation (Cahaya Tampak)
5. Sinar Ultraviolet
6. Sinar-X
7. Sinar Gamma

Sifat Gelombang Elektromagnetik

Spektrum elektromagnetik merupakan sifat umum dari gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik memiliki beberapa sifat. Berikut sifat gelombang elektromagnetik:

1. Termasuk Gelombang Transversal
2. Merambat Tanpa Medium atau Merambat dalam ruang hampa
3. Mengalami refleksi, refraksi, interferensi, difraksi dan polarisasi
4. Medan magnet dan medan listrik tidak dapat membelokkan arah perambatannya
5. Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi atau berlangsung secara terus-menerus.
6. Gelombang elektromagnetik memiliki kecepatan konstan di ruang hampa
7. Gelombang elektromagnetik dapat mengangkut energi dari satu tempat ke tempat lainnya

Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Spektrum elektromagnetik adalah bentang frekuensi gelombang elektromagnetik. Berikut spektrum elektromagnetik dari frekuensi paling rendah hingga yang tertinggi :

1. Gelombang Radio

Gelombang radio merupakan bagian dari spektrum elektromagnetik pada frekuensi yang lebih rendah daripada gelombang mikro dan gelombangnya yang terpanjang. Panjang gelombang radio berkisar dari ribuan meter hingga 30 cm dengan frekuensi serendah yaitu 3 Hz (hertz) dan setinggi 1 gigahertz.

Sinyal komunikasi gelombang radio merambat melalui udara dalam garis lurus kemudian memantul dari awan juga dapat diteruskan oleh satelit di ruang angkasa. Transmisi gelombang radio juga dapat mencapai di luar garis pandang melalui gelombang langit yang dipantulkan oleh ionosfer dan melalui gelombang tanah.

Gelombang radio secara umum digunakan untuk berbagai jenis sinyal komunikasi dan untuk mendeteksi sumber radio alami di radio dan ratar astronomi. Selain itu juga digunakan dalam siaran radio dan televisi standar, navigasi dan kontrol lalu lintas udara, radio gelombang pendek, telepon seluler dan lainnya.

2. Gelombang Mikro

Gelombang mikro merupakan gelombang dengan frekuensi lebih tinggi namun panjang gelombangnya lebih pendek daripada gelombang radio. Gelombang mikro atau microwave merupakan pembawa transmisi data berkecepatan tinggi antara stasiun di bumi dan stasiun darat, satelit dan antariksa.

Penggunaan gelombang mikro salah satunya adalah radar. Teknik yang digunakan pada radar yaitu teknik yang dapat mendeteksi jarak, karakteristik objek yang bergerak, dan kecepatan. Dalam kehidupan sehari-hari gelombang mikro dapat ditemukan penggunaannya pada oven microwave.

3. Sinar Inframerah

Rentang panjang gelombang sinar inframerah lebih pendek daripada gelombang radio dan gelombang mikro namun memiliki frekuensi yang lebih tinggi. Sinar inframerah diserap dan juga dipancarkan oleh getaran atom dan rotasi. Sebagai contoh pada kaca jendela yang tembus cahaya tampak menyerap radiasi inframerah melalui getaran atom penyusunnya.

Sinar inframerah juga dikenal sebagai gelombang panas. Hal ini menyebabkan inframerah dapat dideteksi oleh kulit dengan memancarkan rasa hangat namun tidak terlihat oleh mata. Sinar inframerah juga dapat diserap oleh air.

Gelombang inframerah dimanfaatkan para astronom untuk memungkinkan penelitian observasi objek cosmic. Sinar inframerah dapat menembus tubuh galaksi sehingga menunjukkan foto atau penelitian tentang galaksi bima sakti lebih jelas.

4. Visible Radiation

Visible radiation atau radiasi yang nampak merupakan bentuk radiasi elektromagnetik yang paling terkenal dan merupakan bagian dari spektrum yang peka terhadap mata. Pada visible radiation, frekuensi cahaya ungu memiliki gelombang yang sempit atau terpendek. Sementara cahaya merah frekuensinya dua kali lebih besar.

Visible radiation atau sinar tampak tersusun dari tujuh warna yang berbeda. Contohnya adalah warna-warna yang ada di pelangi yang dibiaskan oleh rintik air.

Kehidupan bumi sangat membutuhkan visible radiation yang mewakili puncak spektrum matahari dan setengah dari semua energi radiasi matahari. Visible radiation juga sangat penting untuk tanaman yaitu kebutuhan fotosintesis. Sumber daya alam seperti batu bara dan minyak merupakan sumber energi yang terakumulasi dari sinar matahari pada tumbuhan dan mikroorganisme.

Matahari sangat penting untuk kehidupan. Sinar matahari digunakan untuk menghasilkan listrik dan memanaskan suatu zat seperti air untuk menghasilkan uap yang dapat digunakan untuk menggerakkan generator. Energi matahari juga tidak akan habis dan tidak mencemari lingkungan.

5. Sinar Ultraviolet

Sinar ultraviolet ditemukan setelah penemuan gelombang inframerah. Johann Wilhelm Ritter menganalisa penemuan yaitu terdapat sinar tidak kasat mata yang yang menggelapkan perak klorida lebih efisien daripada visible radiation atau sinar tampak. Daerah spektral antara visible radiation sinar-x disebut ultraviolet.

Sinar Ultraviolet yang mengenai suatu bahan tertentu dapat menyebabkan cahaya berpendar atau memancarkan radiasi elektromagnetik dengan energi yang lebih rendah seperti pada visible radiation. Sinar Ultraviolet dapat diserap oleh hampir semua material dan gas oleh karena itu memerlukan refleksi optik di ruang hampa udara.

Radiasi ultraviolet dapat dideteksi oleh alat fotografi melalui efek fotolistrik dalam tabung pengganda foto. Fotokimia dihasilkan oleh energi sinar ultraviolet yang relatif tinggi. Sinar ultraviolet dalam jarak dekat dapat dilihat oleh serangga seperti kupu-kupu namun tidak dapat terlihat oleh mata manusia dan sebagian besar hewan vertebrata.

Semua gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi selain visible radiation merupakan peng-ion yang berbahaya bagi sel hidup, jaringan tubuh, dan DNA. Sinar ultraviolet memiliki efek berbahaya bagi manusia dan hewan karena dapat merusak sel-sel kulit. Paparan sinar ultraviolet yang berlebihan dapat menyebabkan katarak mata, kanker kulit, dan kerusakan sistem kekebalan tubuh.

Lapisan ozon di stratosfer yang melindungi kehidupan di bumi dari sinar ultraviolet. Lapisan ozon menyerap sinar ultraviolet Namun karena pemanasan global yang disebabkan salah satunya freon lapisan ozon menjadi rusak.

6. Sinar X (X-ray)

Wilhelm Conrad Rontgen, seorang fisikawan Jerman secara tidak sengaja menemukan sinar-X pada tahun 1895. Rontgen mengobservasi spektrum flouresense dan melacak sumber bentuk radiasi yang belum terdeteksi. Hal itu membuat Rontgen menyebut sinar tersebut dengan simbol X.

Walter Friedrich dan Paul Knipping berhasil mengidentifikasi sinar-X dengan radiasi elektromagnetik dan juga memprakarsai penggunaan sinar-x untuk mempelajari struktur atom kristal.

Sinar-X termasuk jenis radiasi pada energi tinggi yang dapat menembus berbagai jenis materi. Seperti pada X-ray medis atau radiograf yang digunakan untuk memperoleh gambar bagian dalam tubuh. X-ray dapat menunjukkan kerangka tulang dalam tubuh dan jaringannya.

Sinar-X dalam jumlah besar memiliki efek bahaya pada kesehatan karena dapat mengionisasi atom dan molekul yang dapat mengakibatkan kelainan pada DNA dan menyebabkan kanker serta cacat lahir pada janin.

7. Sinar Gamma

Dari semua jenis gelombang elektromagnetik, sinar gamma memiliki gelombang terpendek dan frekuensi terbesar. Sumber sinar gamma berasal dari reaksi nuklir dan radioaktivitas inti. Sinar gamma ditemukan bersama dengan sinar alfa dan beta.

Namun setelah dilakukan penelitian pada 1912, diketahui bahwa sinar gamma yang mampu menembus lebih jauh, memiliki semua sifat gelombang elektromagnetik.

Manfaat Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik sangat penting untuk kebutuhan semua makhluk hidup di bumi. Perkembangan teknologi juga sangat membutuhkan gelombang elektromagnetik untuk dapat berfungsi. Berikut manfaat gelombang elektromagnetik:

1. Gelombang Radio

• Digunakan untuk berbagai jenis sinyal komunikasi seperti radio dan stasiun TV
• Pencitraan satelit ke bumi
• Sumber radar astronomi

2. Gelombang Mikro

• Digunakan untuk alat memasak yaitu microwave
• Berkomunikasi dengan radar
• Mendeteksi jarak, karakteristik objek bergerak dan kecepatan objek

3. Sinar Inframerah

• Para astronom menggunakan spektrum elektromagnetik untuk mempelajari berbagai benda langit yang ada di galaksi Bimasakti
• Mampu menembus debu galaksi sehingga memudahkan untuk mempelajari galaksi bima sakti.

4. Visible Radiation

• Mewakili spektrum matahari untuk menyinari bumi
• Untuk fotosintesis
• Matahari dapat menjadi sumber energi listrik

5. Sinar-X

• Untuk diagnosis medis radiograf
• Untuk quality control atau pengecekan kualitas produk pada manufaktur

6. Sinar Gamma

• Dimanfaatkan dan digunakan untuk radioterapi dalam pengobatan penyakit kanker dan tumor.
• Digunakan untuk memahami struktur membuat radioisotop.
• Untuk alat medis seperti CT-Scan
• Radiasi sinar gamma dalam operasi bedah syaraf
• Mampu membunuh bakteri dan virus

Energi Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik dapat mengangkut energi untuk berpindah dari suatu tempat ke tampat yang lain. Contoh energi elektromagnetik yang sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari misalnya pada panas yang berasal dari radiasi api dan panas dari lampu bohlam.

Aliran energi yang ada dalam gelombang elektromagnetik dibuktikan dalam laju energi yang mengalir dalam daya satuan luas atau per satuan luas. Persamaan ini merupakan bentuk 3 dimensi dari persamaan gelombang. Persamaan gelombang elektromagnetik merupakan turunan dari persamaan Maxwell.

Berikut persamaan umum gelombang elektromagnetik:

E=E_maks sin (k𝑥 -ωt)

B = B_maks sin (k𝑥 -ωt)

E : medan listrik

B : Medan magnetik

The post Gelombang Elektromagnetik: Pengertian, Jenis, Sifat dan Manfaat appeared first on HaloEdukasi.com.

Apa itu Gelombang Cahaya?

Cahaya merupakan dampak suatu gejala fisis. Suatu sumber cahaya memancarkan energi, sehingga sebagian energi ini diubah menjadi cahaya tampak.

Cahaya yang merupakan gelombang elektromagnetik dengan spektrum yang terbatas (spektrum optik atau spektrum tampak), dimana pada spektrum tertentu tersebut gelombang elektromagnetik dapat terlihat yang kemudian kita sebut sebagai cahaya.

Manusia dapat menerima dan merasakan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 400 sampai 700 nm, yang kita sebut sebagai cahaya tampak.

Sejarah Penemuan Gelombang Cahaya

James Clerk Maxwell merupakan fisikawan dari Skotlandia. Pada tahun 1864, ia berhasil membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gabungan dari osilasi medan listrik dan magnetik.

Maxwell mendapati bahwa cahaya merupakan bentuk radiasi elektromagnetik.

Maxwell juga membuka pemahaman tentang gerak gas dengan menunjukkan bahwa laju molekul-molekul di dalam gas bergantung kepada suhunya masing-masing.

Maxwell berpendapat pergoyangan bolak-balik bidang elektromagnetik secara periodik adalah sesuatu hal yang bisa terjadi.

Gerak bolak-balik seperti pendulum ini disebut gelombang elektromagnetik, yang digerakkan akan menyebar terus hingga angkasa luar.

Dari pendapat-pendapat ini mampu menunjukkan bahwa kecepatan gelombang elektromagnetik itu mencapai sekitar 300.000 kilometer (186.000 mil) per detik.

Maxwell dapat mengetahui bahwa hal ini sama dengan ukuran kecepatan cahaya.

Dari sudut ini dia mengambil kesimpulan bahwa cahaya itu sendiri terdiri dari gelombang elektromagnetik.

Cahaya yang tampak oleh mata bukanlah semata-mata jenis yang memungkinkan radiasi elektromagnetik.

Pendapat Maxwell menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik lain, berbeda dengan cahaya yang tampak oleh mata dalam dia punya panjang gelombang dan frekuensi, bisa saja ada.

Kesimpulan teoretis ini secara mengagumkan diperkuat oleh Heinrich Hertz, yang sanggup menghasilkan dan menemui kedua gelombang yang tampak oleh mata yang diramalkan oleh Maxwell itu.

Beberapa tahun kemudian Guglielmo Marconi memperagakan bahwa gelombang yang tak terlihat mata itu dapat digunakan buat komunikasi tanpa kawat sehingga menjelmalah apa yang namanya radio itu.

Kini, kita gunakan juga buat televisi, sinar X, sinar gamma, sinar infra, sinar ultraviolet adalah contoh-contoh dari radiasi elektromagnetik. Semuanya bisa dipelajari lewat hasil pemikiran Maxwell.

Sifat Gelombang Cahaya

4 sifat gelombang cahaya utama tersebut pada uraian berikut:

1. Dispersi

Dispersi merupakan pembiasan cahaya putih atau cahaya polikromatik menjadi komponennya yaitu cahaya monokromatik.

Cahaya monokromatik hanya memiliki satu warna dan satu panjang gelombang.

Macam-macam cahaya monokromatik yaitu gelombang cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

Cahaya putih dapat terdispersikan karena terdiri dari beberapa panjang gelombang. Dispersi terjadi saat cahaya putih melewati medium pembias.

Hal ini terjadi sebagai akibat medium yang dilalui cahaya memiliki sifat dapat menguraikan cahaya putih.

Gejala dispersi cahaya seperti ini dapat dengan mudah diamati dengan menggunakan dispersi pada prisma.

Prisma yang dimaksud yaitu prisma terbuat dari gelas bening. Pada bagian atas, prisma memiliki sudut tertentu yang dibentuk oleh dua bidang permukaannya. Sudut ini disebut juga dengan sudut pembias (β).

2. Interferensi Cahaya

Interferensi cahaya yaitu penjumlahan superposisi dari dua gelombang cahaya atau lebih yang dapat menimbulkan adanya satu gelombang baru. Ada dua syarat agar interferensi cahaya :

• Kedua gelombang cahaya wajib koheren yaitu gelombang cahaya tersebut memiliki perbedaan fase yang selalu tetap, serta frekuensi yang sama.
• Kedua gelombang cahaya memiliki amplitudo yang sama.

Interferensi memiliki dua sifat, bersifat membangun dan menguatkan, (konstruktif) atau saling merusak dan melemahkan (destruktif).

Percobaan ini dilakukan oleh Thomas Young yang dilakukan dengan menggunakan dua sumber cahaya koheren yang bersumber dari satu sumber cahaya monokromatik yang dilewatkan melalui dua buah celah sempit.

Apabila cahaya dari dua celah berinterferensi akan dihasilkan pola gelap dan terang yang dapat ditangkap layar.

Pola terang adalah hasil dari interferensi maksimum terjadi apabila kedua gelombang memiliki beda fase yang sama atau beda lintasan merupakan kelipatan bulat dari panjang gelombang.

Sedangkan pola gelap adalah hasil dari interferensi minimum terjadi apabila kedua gelombang memiliki beda fase yang berlawanan atau beda lintasan merupakan kelipatan dari setengah panjang gelombang.

Kejadian interferensi ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari, warna-warna seperti pelangi yang terlihat pada gelembung sabun atau lapisan tipis minyak dalam air.

3. Difraksi Cahaya

Difraksi cahaya merupakan kecenderungan suatu gelombang cahaya saat dilewatkan pada celah yang sempit untuk menyebar ketika merambat.

Pola difraksi pada celah tunggal dijelaskan oleh prinsip Huygens.

Menurut pendapat Huygens di setiap titik pada bagian gelombang cahaya berfungsi sebagai sumber sekunder gelombang cahaya, sehingga cahaya dari satu bagian celah dapat berinterferensi dengan cahaya dari bagian celah yang lain. 

Cahaya yang dilewatkan pada celah sempit akan menyebar menjadi bagian-bagian kecil cahaya dan memiliki sifat seperti gelombang cahaya yang baru.

Sifat difraksi pada cahaya dapat diamati dengan melihat pola interferensi pada layar yang dipasang di belakang celah.

Difraksi cahaya dapat diamati dari dua percobaan, yaitu difraksi cahaya pada celah tunggal dan difraksi cahaya pada kisi.

Difraksi cahaya pada celah tunggal, mengikuti penjelasan dari prinsip Huygens.

Setiap bagian cahaya pada celah akan menjadi cahaya baru yang dapat saling berinterferensi.

Hasil interferensi ini dapat terlihat polanya pada layar di belakang celah.

Sedangkan Difraksi cahaya pada kisi, yang merupakan susunan celah yang sejajar dan memiliki ukuran yang sama.

Kisi dapat dibuat dengan membuat goresan pada lempeng kaca. Apabila cahaya monokromatis dilewatkan pada lempeng kisi, maka akan terbentuk pola difraksi berupa pola gelap dan terang pada layar.

4. Polarisasi Cahaya

Cahaya merupakan gelombang yang dapat merambat tanpa adanya medium.

Berdasarkan arah rambatnya, gelombang cahaya termasuk ke dalam gelombang transversal, karena memiliki komponen yang saling tegak lurus.

Gejala polarisasi hanya dapat dialami oleh gelombang transversal. Polarisasi pada cahaya yaitu berkurangnya intensitas cahaya yang diakibatkan oleh berkurangnya komponen pada gelombang cahaya.

Polarisasi cahaya yang dapat kita amati yaitu terbentuknya warna biru pada langit.

Cahaya matahari yang merambat ke bumi akan melewati partikel udara di atmosfer sehingga mengalami hamburan partikel.

Cahaya biru memiliki panjang gelombang yang lebih pendek daripada cahaya merah, sehingga yang terlihat oleh mata kita yaitu warna biru.

Rumus Menghitung Gelombang Cahaya

E = (h.c)/ λ

Keterangan :
h = konstanta Planck (6,63 x 10-34 J.s
E = Energi foton (J
c = laju cahaya (m/s
λ = panjang gelombang.

Contoh soal dan Pembahasan

Soal 1

Terdapat sinar dengan panjang gelombang 6600 Å , kecepatan cahayanya adalah 3 x 108 m/s. dengan ketetapan  planck nya 6.6 x 10-34 Js. Maka berapakah energy yang terkandung dalam sinar tersebut?

Pembahasan :

E = (h.c)/ λ
E = ( 6.6 x 10-34)(3×108)/6600 x 10-19
E  = 3 x 10-19 joule

Soal 2

Suatu gelombang bidang elektromagnetik sinusoida dengan frekuensi 50 Mhz berjalan di angkasa dalam arah sumbu x positif. Pada berbagai titik dan berbagai waktu, medan listrik E memiliki nilai maksimum 720 N/C dan merambat sepanjang sumbu y. Tentukan panjang gelombang!

Jawaban :

The post Gelombang Cahaya: Sifat – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.

Pengertian Gelombang Bunyi

Dalam fisika, Bunyi adalah getaran yang merambat sebagai gelombang akustik, melalui media transmisi seperti gas, cairan atau padat.

Dalam fisiologi dan psikologi manusia, Bunyi adalah penerimaan gelombang dan persepsi mereka oleh otak.

Hanya gelombang akustik yang memiliki frekuensi antara 20 Hz dan 20 kHz yang menimbulkan persepsi pendengaran pada manusia.

Gelombang suara di atas 20 kHz dikenal sebagai USG dan tidak terdengar oleh manusia.

Gelombang suara di bawah 20 Hz dikenal sebagai infrasonik. Spesies hewan yang berbeda memiliki rentang pendengaran yang bervariasi.

Sejarah ditemukannya Gelombang Bunyi

Heinrich Rudolf Hertz (22 Februari 1857 – 1 Januari 1894) adalah seorang fisikawan Jerman yang pertama kali secara meyakinkan.

Ia membuktikan keberadaan gelombang elektromagnetik yang diprediksi oleh persamaan James Clerk Maxwell dari elektromagnetisme.

Unit frekuensi, siklus per detik, dinamai “hertz” untuk menghormatinya.

Antara 1886 dan 1889 Hertz melakukan serangkaian percobaan yang akan membuktikan efek yang ia amati adalah hasil dari prediksi gelombang elektromagnetik Maxwell.

Dimulai pada November 1887 dengan makalahnya “Tentang Efek Elektromagnetik yang Dihasilkan oleh Gangguan Listrik pada Insulator”, yang menunjukkan gelombang elektromagnetik ruang bebas melintang bepergian dengan kecepatan terbatas hingga jarak.

Dalam peralatan yang digunakan Hertz, medan listrik dan magnet akan memancar menjauh dari kabel sebagai gelombang transversal.

Hertz telah memposisikan osilator sekitar 12 meter dari pelat pemantul seng untuk menghasilkan gelombang berdiri.

Setiap gelombang memiliki panjang sekitar 4 meter. Menggunakan detektor cincin, ia mencatat bagaimana besar gelombang dan arah komponen bervariasi.

Hertz mengukur gelombang Maxwell dan menunjukkan bahwa kecepatan gelombang ini sama dengan kecepatan cahaya.

Intensitas medan listrik, polarisasi dan refleksi gelombang juga diukur oleh Hertz.

Eksperimen-eksperimen ini membuktikan bahwa cahaya dan gelombang-gelombang ini merupakan suatu bentuk radiasi elektromagnetik yang mematuhi persamaan Maxwell.

Bukti Hertz tentang keberadaan gelombang elektromagnetik di udara menyebabkan ledakan eksperimen dengan bentuk baru radiasi elektromagnetik ini, yang disebut “gelombang Hertzian” hingga sekitar tahun 1910 ketika istilah “gelombang radio” menjadi terkenal.

Dalam 10 tahun berikutnya, para peneliti seperti Oliver Lodge, Ferdinand Braun, dan Guglielmo Marconi menggunakan gelombang radio dalam sistem komunikasi radio telegrafi nirkabel pertama, yang mengarah ke penyiaran radio, dan kemudian televisi.

Pada tahun 1909, Braun dan Marconi menerima Hadiah Nobel dalam fisika untuk “kontribusi mereka pada pengembangan telegrafi nirkabel”.

Radio saat ini adalah teknologi penting dalam jaringan telekomunikasi global, dan media transmisi yang mendasari perangkat nirkabel modern. “Heinrich Hertz“.

Ciri-ciri Gelombang Bunyi

Berikut ini merupakan ciri-ciri gelombang bunyi:

• Dihasilkan oleh benda yang bergetar
• Merupakan gelombang longitudinal
  Gelombang longitudinal merupakan gelombang yang arah rambatnya berhimpit dengan arah getarnya.
• Merupakan gelombang mekanik
  Gelombang mekanik yaitu gelombang yang membutuhkan medium untuk merambat.
• Tidak dapat terdengar di ruang hampa
  Hal ini karena di ruang hampa tidak ada medium rambat.
• Dapat dipantulkan/ refleksi
  Contohnya timbulnya bunyi pantul gaung dan gema setelah mengenai permukaan benda yang
• keras
• Dapat dipadukan interferensi
  Bunyi memerlukan dua sumber yang koheren agar dapat berinterferensi menghasilkan gelombang baru.
• Dapat beresonansi, dimana suatu benda ikut bergetar karena getaran benda lain.  
• Dapat dibiaskan/ refraksi jika melewati dua medium yang berbeda indeks biasnya.
• Dapat dilenturkan/ difraksi jika melewati celah sempit
  Contohnya, kita yang berada di luar ruang tidak dapat mendengar teriakan orang yang berada didalam ruang kedap suara. Jika ruangan kedap suara kemudian dilubangi sekitar diameter 2 cm, teriakan akan terdengar dari luar karena bunyi melentur untuk melewati lubang kecil tersebut
• Bunyi dapat diredam menggunakan gabus/ karpet/ bahan lainnya
• Cepat rambat di medium zat padat lebih besar dibanding di medium zat cair dan zat gas
• Pada suhu tinggi, cepat rambat bunyi lebih besar.

Klasifikasi Gelombang Bunyi

Gelombang bunyi diklasifikasikan sebagai berikut:

• Infrasonik
  Bunyi yang memiliki frekuensi < 20 Hz. Bunyi ini dapat didengar oleh hewan seperti jangkrik, laba-laba, gajah, anjing, dan lumba-lumba.
• Audiosonik
  Bunyi yang memiliki frekuensi 20 Hz – 20.000 Hz. Bunyi ini dapat didengar oleh manusia.
• Ultrasonik
  Bunyi yang memiliki frekuensi > 20.000 Hz. Bunyi ini dapat didengar oleh hewan seperti kelelawar dan lumba-lumba. 

Rumus Gelombang Bunyi

• Cepat Rambat Gelombang Bunyi dalam Medium Gas

v = cepat rambat gelombang bunyi
γ = konstanta Laplace
R = tetapan umum gas
T = Suhu (^oK)
M = massa mol gas.

• Cepat Rambat Gelombang Bunyi dalam Medium Zat Cair

v = cepat rambat gelombang bunyi
B = modulus bulk zat cair
ρ = massa jenis zat cair.

• Cepat Rambat Gelombang Bunyi dalam Medium Zat Padat

v = cepat rambat gelombang bunyi
E = modulus young zat padat
ρ = massa jenis zat padat.

Penerapan Gelombang Bunyi dalam Kehidupan Sehari-hari

Gelombang ultrasonic:

• Kesehatan
  Untuk mendeteksi janin ato yang kita kenal dengan sebutan USG kalo ada ibu hamil. USG sendiri kepanjangannya Ultrasonografi.
• Industry
  Biasanya menggunakan bor-bor ultrasonic yang dimanfaatkan untuk membuat berbagai bentuk dan ukuran lubang pada gelas dan baja.
• Untuk mengukur kedalaman laut dan lokasi objek dalam air
• Geologi dan geofisika
  Memanfaatkan bunyi ini untuk membantu mencari sumber bahan bakar fosil baru.
• Kacamata Tunanetra yang dilengkapi alat pengirim dan penerima yang memanfaatkan ultrasonic.
• Mendeteksi retak-retak dalam struktur logam atau beton

Gelombang Audiosonic:

• Dimanfaatkan untuk membuat speaker yang sekarang ini masih menjadi trend-mini speakers
• Untuk cepat rambat bunyi, contoh nyata dalam kehidupan sehari-hari yaitu: nelayan yang memanfaatkan cepat rambat bunyi ini untuk mengetahui siang dan malam dan pada malam hari kita mendengar suara lebih jelas daripada siang hari yang kita kenal siang hari itu bising banget. Kenapa? Karena kerapatan udara pada malam hari lebih rapat dibandingkan dengan siang hari.
• Untuk resonansi bunyi dalam kehidupan sehari-hari yaitu dengan memanfatkan resonansi pada alat music seperti kendang, drum, beduk, seruling, terompet, etc.

Contoh soal dan Pembahasan

Sebuah sumber bunyi menghasilkan daya 60 W memancarkan gelombang ke medium sekelilingnya yang homogen. Berapa intensitas radiasi gelombang tersebut pada jarak 5 m dari sumber?

Jawaban :

I = P/A
I = P/4 pi R2
I= 60 / 4 3.14 52
I = 0.191 W/m2.

The post Gelombang Bunyi: Ciri – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.

Lalu apa itu gelombang mekanik? Berikut ini pembahasannya.

Pengertian Gelombang Mekanik 

Gelombang mekanik adalah gelombang yang merupakan osilasi materi, dan mentransfer energi melalui medium.

Meskipun gelombang dapat bergerak dalam jarak yang jauh, pergerakan medium transmisi – material – terbatas.

Oleh karena itu, bahan berisolasi tidak bergerak jauh dari posisi keseimbangan awalnya.

Gelombang mekanis mengangkut energi. Energi ini merambat ke arah yang sama dengan gelombang.

Segala jenis gelombang (mekanik atau elektromagnetik) memiliki energi tertentu.

Gelombang mekanik membutuhkan input energi awal. Setelah energi awal ini ditambahkan, gelombang bergerak melalui medium sampai semua energinya ditransfer.

Sebaliknya, gelombang elektromagnetik tidak membutuhkan medium, tetapi masih dapat melewatinya.

Salah satu sifat penting dari gelombang mekanik adalah bahwa amplitudo diukur dengan cara yang tidak biasa, perpindahan dibagi dengan panjang gelombang (berkurang).

Ketika ini sebanding dengan kesatuan, efek nonlinier yang signifikan seperti generasi harmonik dapat terjadi, dan, jika cukup besar, dapat mengakibatkan efek kacau.

Sebagai contoh, gelombang pada permukaan badan air pecah ketika amplitudo berdimensi ini melebihi 1, menghasilkan busa pada permukaan dan pencampuran turbulen.

Sejarah Penemuan Teori Mekanik

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger adalah seorang fisikawan Austria-Irlandia pemenang Hadiah Nobel yang mengembangkan sejumlah hasil mendasar dalam teori kuantum.

Persamaan Schrödinger menemukan cara untuk menghitung fungsi gelombang suatu sistem dan bagaimana perubahannya secara dinamis dalam waktu.

Selain itu, ia adalah penulis banyak karya pada berbagai aspek fisika,seperti:

• Mekanika statistik dan termodinamika
• Fisika dielektrik
• Teori warna
• Elektrodinamika
• Relativitas umum
• Kosmologi.

Dalam bukunya “What Is Life?” Schrödinger membahas masalah genetika, melihat fenomena kehidupan dari sudut pandang fisika.

Ia menaruh perhatian besar pada aspek filosofis sains, konsep, etika, dan filosofis kuno dan oriental.

Dia juga menulis tentang filsafat dan biologi teoretis. Ia juga dikenal karena eksperimen pikiran “kucing Schrödinger” -nya.

Pada Januari 1926, Schrödinger menerbitkan di Annalen der Physik kertas “Quantisierung als Eigenwertproblem” (Kuantisasi sebagai Masalah Nilai Eigen) pada mekanika gelombang dan mempresentasikan apa yang sekarang dikenal sebagai persamaan Schrödinger.

Dalam makalah ini, ia memberikan “derivasi” dari persamaan gelombang untuk sistem waktu-independen dan menunjukkan bahwa ia memberikan nilai eigen energi yang benar untuk atom seperti hidrogen.

Makalah ini telah dinyatakan secara universal sebagai salah satu pencapaian terpenting abad kedua puluh dan menciptakan revolusi di sebagian besar bidang mekanika kuantum dan tentu saja dari semua fisika dan kimia.

Makalah kedua diajukan hanya empat minggu kemudian yang memecahkan masalah osilator harmonik, rotor kaku, dan masalah molekul diatomik dan memberikan derivasi baru dari persamaan Schrödinger.

Makalah ketiga, yang diterbitkan pada bulan Mei, menunjukkan kesetaraan pendekatannya dengan Heisenberg dan memberikan pengobatan efek Stark.

Makalah keempat dalam seri ini menunjukkan bagaimana memperlakukan masalah di mana sistem berubah seiring waktu, seperti dalam masalah hamburan.

Dalam makalah ini ia memperkenalkan solusi kompleks untuk persamaan Gelombang untuk mencegah terjadinya persamaan diferensial urutan keempat dan keenam.

Ini bisa dibilang momen ketika mekanika kuantum beralih dari bilangan real ke bilangan kompleks.

Ketika ia memperkenalkan bilangan kompleks untuk menurunkan urutan persamaan diferensial, sesuatu yang ajaib terjadi, dan semua mekanika gelombang berada di kakinya.

Dia akhirnya mengurangi urutan menjadi satu. Makalah-makalah ini adalah pencapaian utamanya dan sekaligus diakui memiliki signifikansi yang besar oleh komunitas fisika.

Schrödinger tidak sepenuhnya nyaman dengan implikasi teori kuantum.

Dia menulis tentang interpretasi probabilitas mekanika kuantum, dengan mengatakan: “Saya tidak suka itu, dan saya minta maaf saya ada hubungannya dengan itu.” (Hanya untuk mengolok-olok interpretasi mekanika kuantum Kopenhagen, ia menyusun eksperimen pikiran terkenal yang disebut paradoks kucing Schrödinger.)

Ciri-ciri Gelombang Mekanik

Berikut ini adalah ciri-ciri gelombang mekanik:

•  Memerlukan medium untuk menjalar
•  Persamaan hukum Newton
•  Gelombang longitudinal dan transversal.

Jenis-jenis Gelombang Mekanik

Ada tiga jenis gelombang mekanis: gelombang transversal, gelombang longitudinal, dan gelombang permukaan.

• Gelombang transversal

Ini adalah bentuk gelombang di mana partikel medium bergetar tentang posisi rata-rata tegak lurus terhadap arah gerakan.

Cahaya juga memiliki sifat-sifat gelombang transversal, meskipun itu adalah gelombang elektromagnetik.

• Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal menyebabkan medium bergetar sejajar dengan arah gelombang. Ini terdiri dari beberapa kompresi dan penghalusan.

Fraksi langka adalah jarak terjauh dalam gelombang longitudinal dan kompresi adalah jarak terdekat bersama.

Kecepatan gelombang longitudinal meningkat dalam indeks bias yang lebih tinggi, karena kedekatan atom-atom dalam medium yang sedang dikompresi. Suara adalah bentuk gelombang longitudinal.

• Gelombang Permukaan

Gelombang jenis ini bergerak di sepanjang permukaan atau antarmuka antara dua media.

Contoh gelombang permukaan adalah gelombang di kolam, atau di lautan, danau, atau badan air lainnya.

Ada dua jenis gelombang permukaan, yaitu gelombang Rayleigh dan gelombang Love.

Gelombang Rayleigh, juga dikenal sebagai ground roll, adalah gelombang yang bergerak sebagai riak dengan gerakan yang mirip dengan gelombang di permukaan air.

Gelombang Rayleigh jauh lebih lambat daripada gelombang tubuh, sekitar 90% dari kecepatan gelombang curah untuk media elastis homogen yang khas.

Gelombang Rayleigh dapat kehilangan energi hanya dalam dua dimensi dan karenanya sangat merusak daripada gelombang curah konvensional, seperti gelombang P dan gelombang S, yang kehilangan energi di ketiga arah.

Gelombang Love adalah gelombang permukaan yang memiliki gelombang horizontal yang bergeser atau melintang ke arah rambat.

Biasanya bergerak sedikit lebih cepat daripada gelombang Rayleigh, sekitar 90% dari kecepatan gelombang tubuh, dan memiliki amplitudo terbesar.

Rumus menghitung Gelombang Mekanik

• Rumus 1

T = t/n
f = n/t

• Rumus 2

T = 1/f
f = 1/T

Keterangan :
T adalah periode (s)
t adalah waktu (s)
n adalah banyaknya gelombang (kali)
f adalah frekuensi (Hz).

Untuk menentukan cepat rambat gelombang digunakan persamaan:

v = λ.f atau v = λ/T

Keterangan :
λ adalah panjang gelombang (m)
v adalah cepat rambat gelombang (m/s).

Contoh Penerapan Gelombang Mekanik

Beberapa contoh paling umum dari gelombang mekanik adalah gelombang air, gelombang bunyi, dan gelombang seismik.

• Gelombang Bunyi atau Suara

Suara merupakan salah satu gelombang mekanik yang merambat melalui perubahan tekanan udara yang ada didalam ruangan dan apabila kita berada di ruangan tanpa adanya udara maka suara tidak akan bisa dirambatkan.

• Gelombang Air

Ombak yang terlihat di pantai karena memerlukan air untuk menjadi mediumnya jika tidak ada air maka gelombang tidak akan bisa tercipta.

Jadi, kenapa ombak selalu bergerak itu memang dikarenakan adanya gelombang mekanik di pantai.

• Gelombang Seismik

Bisa juga dicontohkan dengan tali atau juga per sebagai medium, jika tidak ada medium tali atau per maka gelombang mekanik juga tidak akan bisa tercipta.

Contoh soal dan Pembahasan

Soal 1

Diketahui :

T = t/n
T = 8/2
T = 4 s

Jawaban :

• Frekuensi Getaran

f = 1/T
f = ¼
f = 0.25 Hz

• Panjang Gelombang

λ = s/n
λ = 16 cm/2
λ = 8 cm

• Cepat Rambat Gelombang

v = f×λ
v = 0.25×8
v = 2 m/s.

Soal 2

Diketahui :
t = 8s
n = 2 kali
λ = 4 cm

Jawaban :

T = t/n
T = 8/2
T = 4s

Jadi periode gelombang tersebut adalah 4s.

f = 1/T
f = ¼
f = 0.25 Hz

Jadi frekuensi gelombang tersebut adalah 0.25Hz.

V = λf = λ/T
V = 4 0.25
V = 1 cm/s
V = 0.01 m/s

Jadi cepat rambat gelombang tersebut adalah 0.01 m/s atau 1cm/s.

The post Gelombang Mekanik: Pengertian – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.

Pengertian Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang di mana perpindahan media berada dalam arah yang sama dengan atau arah yang berlawanan dengan arah propagasi gelombang.

Gelombang longitudinal mekanis juga disebut gelombang kompresional atau kompresi, karena menghasilkan kompresi dan penghalusan ketika melalui medium dan gelombang tekanan, karena dapat menghasilkan kenaikan dan penurunan tekanan.

Jenis utama gelombang lainnya adalah gelombang transversal, di mana perpindahan medium berada pada sudut yang tepat terhadap arah rambat. Gelombang transversal.

Misalnya, menggambarkan beberapa gelombang suara dalam material padat (tetapi tidak dalam cairan) ini juga disebut “gelombang geser” untuk membedakannya dari gelombang tekanan (longitudinal) yang juga didukung material ini.

Gelombang longitudinal termasuk gelombang suara (getaran dalam tekanan, partikel perpindahan, dan kecepatan partikel yang diperbanyak dalam media elastis) dan gelombang-P seismik (diciptakan oleh gempa bumi dan ledakan).

Dalam gelombang longitudinal, perpindahan media sejajar dengan rambatan gelombang.

Gelombang sepanjang daerah membentang, di mana jarak antara kumparan meningkat dan menurun adalah visualisasi yang baik, dan kontras dengan gelombang berdiri di sepanjang contohnya senar gitar berosilasi yang melintang.

Rumus menghitung Gelombang Longitudinal

Panjang gelombang (λ) pada gelombang longitudinal dari awal sebuah rapatan sampai ke ujung sebuah regangan.

Satu gelombang penuh dapat terbentuk jika pada medium (slinki atau tali) diberi satu getaran ( t=T ).

Jarak gelombang dalam waktu satu periode disebut panjang gelombang λ. Misalkan cepat rambat gelombang ialah v, dengan memakai rumus jarak

S=vt.

• Periode (T) adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan 1 kali getaran.

Rumus Periode:

T = t/n

Keterangan:
T = periode (s)
t = waktu (s)
n = banyaknya getaran.

• Frekuensi (f) adalah banyaknya getaran yang terjadi selama satu sekon.

Rumus Frekuensi:

f = n/t

Keterangan :
f = frekuensi (Hz)
t = waktu (s)
n = banyaknya getaran.

• Hubungan antara frekuensi (f) dan periode (T)

f = 1/T atau T = 1/f

Keterangan :
f = frekuensi (Hz)
T = periode (s)

• Rumus Cepat Rambat Gelombang

λ = v.f atau v =  λ/T

Keterangan :
v = cepat rambat gelombang (m/s)
λ = panjang gelombang (m)
T = periode
f = frekuensi (Hz)

(1 gelombang longitudinal  = 1 λ  = 1 rapatan + 1 regangan).

Contoh soal dan Pembahasan

Soal 1

tAB = 5 s
n = 2
½ λ =10
λ = 20 m

Jawaban :

T = t/n
T = 10/2= 5s
v = λ/T
v = 20/5
v = 4 m/s.

Jadi cepat rambat gelombang dari A ke B adalah 4 m/s.

Soal 2

Sebuah gelombang longitudinal memiliki panjang gelombang 2 m. Apabila frekuensi gelombang itu adalah 300 Hz, hitunglah cepat rambat gelombang tersebut?

Jawaban:

v = λ x f
v = 2 m x 300 Hz
v = 600 m/s.

Jadi, cepat rambat gelombang tersebut adalah 600 m/s.

Soal 3

Diketahui sebuah gelombang longitudinal mempunyai panjang gelombang 4 m. Apabila frekuensi pada gelombang tersebut ialah 200 Hz, hitunglah berapa cepat rambat gelombang itu?

Jawaban:

v = λ x f
v = 4 m x 200 Hz
v = 800 m/s.

Jadi, cepat rambat gelombang tersebut ialah 800 m/s.

Soal 4

Diketahui gelombang longitudinal memiliki panjang gelombang 4 m. jika frekuensi pada gelombang tersebut 200 Hz, maka coba hitunglah berapa cepat rambat gelombang tersebut?

Jawaban:

v = λ x f
v = 4 m x 200 Hz
v = 800 m/s.

Jadi, cepat rambat gelombang tersebut adalah 800 m/s.

Soal 5

Suatu gelombang transversal merambat dengan sejauh 20 cm dalam waktu 4 detik dan memiliki karakteristik seperti yang diberikan pada gambar dibawah. Tentukan:

• Frekuensi gelombang
• Panjang gelombang.
• Cepat rambatnya

Jawaban:

Dari gambar diatas, dalam waktu 4 detik, terbentuk dua siklus gelombang transversal, sehingga didapat:

Maka, bisa didapatkan frekuensi gelombangnya yakni:

Kemudian, panjang gelombangnya bisa didapatkan dengan:

Jadi, cepat rambat gelombangnya bisa didapat yakni sebesar:

v = 0,05 m/s.

The post Gelombang Longitudinal: Pengertian – Rumus dan Contoh soal appeared first on HaloEdukasi.com.

Pengertian Gelombang Stasioner

Dalam fisika, gelombang stasioner, juga dikenal sebagai gelombang berdiri, adalah gelombang yang berosilasi dalam waktu tetapi amplitudo puncaknya tidak bergerak di ruang udara.

Amplitudo puncak osilasi gelombang pada setiap titik di ruang konstan dengan waktu, dan osilasi pada titik yang berbeda di seluruh gelombang berada dalam fase.

Lokasi di mana nilai absolut dari amplitudo minimum disebut node, dan lokasi di mana nilai absolut dari amplitudo maksimum disebut antinode.

Gelombang stasioner pertama kali diperhatikan oleh Michael Faraday pada tahun 1831.

Faraday mengamati gelombang berdiri pada permukaan cairan dalam wadah bergetar.

Franz Melde menciptakan istilah “gelombang berdiri” sekitar 1860 dan mendemonstrasikan fenomena tersebut dalam eksperimen klasiknya dengan string bergetar.

Fenomena ini dapat terjadi karena media bergerak dalam arah yang berlawanan dengan gelombang, atau dapat muncul dalam medium yang tidak bergerak sebagai akibat dari gangguan antara dua gelombang yang bergerak dalam arah yang berlawanan.

Penyebab paling umum dari gelombang berdiri adalah fenomena resonansi, di mana gelombang berdiri terjadi di dalam resonator karena gangguan antar gelombang yang dipantulkan bolak-balik pada frekuensi resonansi resonator.

Jenis-jenis Gelombang Stasioner

Gelombang Stasioner terdiri atas 2 tipe, yaitu Gelombang Stasioner Bebas dan Gelombang Stasioner Terikat. Berikut penjelasannya.

1. Gelombang Stasioner Ujung Bebas (Longitudinal)

Gelombang ini dihasilkan karena gangguan dua gelombang progresif longitudinal identik berjalan di sepanjang jalur yang sama tetapi dengan tepat ke arah yang berlawanan.

Gelombang Stasioner Ujung Bebas merupakan super posisi gelombang pada seutas tali dimana salah satu ujungnya di kaitkan dengan sebuah cincin yang juga dapat bergerak bebas.

Pada gelombang jenis ini, gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase.

Jadi, jika sebuah gelombang tersebut tegak yang terjadi di dalam sebuah tali, maka akan terdapat titik simpul di ujung tetap, dan titik perut di ujung bebas.

Hasil superposisi gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah:

y = y1 + y2.

Dengan :

y1 = A sin (kx – ωt) dan y2 = -A sin (kx + ωt)

Maka :

y = 2A cos kx sin ωt

Keterangan :
y = Simpangan gelombang stasioner (m)
x = Jarak suatu titik dari titik pantul (m)
k = Bilangan gelombang (m^-1)
ω = Kecepatan sudut gelombang (rad/s)

2. Gelombang Stasioner Ujung Tetap (Transversal)

Gelombang ini dihasilkan karena gangguan dua identik gelombang progresif melintang yang bepergian di sepanjang jalur yang sama tetapi justru berbalik arah.

Gelombang Stasioner Ujung Tetap yaitu merupakan super posisi gelombang pada seutas tali dimana salah satu ujungnya di ikat pada tiang sehingga tidak dapat bergerak bebas.

Pada gelombang jenis ini, gelombang pantul mengalami pembalikan fase sebesar ½ .

Jadi, jika sebuah gelombang tegak yang terjadi di dalam sebuah tali, maka akan terdapat titik simpul di ujung tetap, dan titik perut di ujung terikat.

Hasil superposisi gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah:

y = y1 + y2.

Dengan :

y1 = A sin (ωt – kx) dan y2 = -A sin (ωt + kx)

Maka :

y = 2A sin kx cos ωt

Keterangan:
y = Simpangan gelombang stasioner (m)
x = Jarak suatu titik dari titik pantul (m)
k = Bilangan gelombang (m^-1)
ω = Kecepatan sudut gelombang (rad/s)

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal 1

Suatu gelombang yang frekuensinya 500 Hz merambat dengan kecepatan 300 m/s. tentukan jarak antara dua titik yang berbeda sudut fase 60^o!

Jawaban:

Diketahui:

f  = 500 Hz
v = 300 m/s
∆θp = 60^o

Ditanya: ∆x =…?

Pembahasan:

Pertama, Quipperian harus menentukan panjang gelombangnya.

Lalu, gunakan rumus beda fase berikut.

Jadi, jarak antara dua titik yang berbeda sudut fase 60^o adalah 0,1 m.

Soal 2

Panjang tali (l) = 10m

Ujung terikat
A = 10 cm
f = 5Hz
v = 5 m/s

Jawaban :

v = λf
5 = λ 5
λ = 1m

Ap = 2A sin kx
Ap = 2 A sin 2 pi x/ λ
Ap = 2 10 sin 2 pi 2 / λ
Ap = 2 10 0
Ap = 0 m

Jadi amplitude padajarak 2 m di titik P adalah 0 m. Keadaan itu berarti amplitude pada keadaan simpul gelombang yang menjadikan nilai amplitude di titik P bernilai 0

Soal 3

Ujung sebuah tali yang panjangnya 1 meter di getarkan sehingga dalam waktu 2 sekon terdapat 2 gelombang. Tentukanlah persamaan gelombang tersebut apabila amplitudo getaran ujung tali 20 cm.

l = 4λ →λ = ¼ = 0,25 m
t = 4λ → T = 2/4 = 0,5 s
y = ….?

Jawaban :

Y = A sin (ωt­kx)
= 0,2 sin [(2π/0,5)t­(2π/0,25)x]
= 0,2 sin (4πt­8πx)
= 0,2 sin 4π (t­x)

Soal 4

Sepotong tali yang panjangnya 5 meter, salah satu ujungnya terikat kuatsedangkan ujung yang lainnya digerakkan secara kontinu denganamplitudo 10 cm dan frekuensi 4 Hz. Jika cepat rambat gelombang padatali itu 8 m/s, tentukanlah amplitudo titik P yang terletak 1,5 meter dari ujung terikat,

Besarnya amplitudo di titik P yang berjarak 1,5 m dari ujung terikat adalah

Besarnya amplitudo diambil harga mutlak/positifnya yaitu 20 cm.

Soal 5

Terdapat sepotong tali yang panjangnya 5 meter, salah satu ujungnya terikat kuat sedangkan ujung yang lainnya digerakkan secara kontinue dengan amplitudo 10 cm dan frekuensi 4 Hz. Jika cepat rambat gelombang padatali itu 8 m/s, tentukanlah amplitudo titik P yang terletak 1,5 meter dari ujung terikat !

AP = 2A sin kx
AP = 2A sin π 1,5
AP = 2 x 10 sin 1,5 π
AP = 20 sin 270°
AP = 20 (-1)
AP = -20 cm

Jadi, Besarnya amplitudo di titik P yang berjarak 1,5 m dari ujung terikat yaitu = -20 cm.

The post Gelombang Stasioner: Pengertian – Jenis dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.