Halo Cerdikawan? Kali ini kita akan membahas mengenai salah satu kajian dalam bidang fisika. Pertama-tama, apakah kalian tahu apa itu gelombang? Apa saja sifat-sifat gelombang? Mengapa efek doppler menjadi salah satu dari sifat-sifat gelombang? Nah untuk mendapat jawabannya, silakan disimak pembahasan seputar gelombang serta sifat-sifat gelombang berikut ini!

Pengertian Gelombang

Sebelum masuk lebih dalam tentang pembahasan sifat-sifat gelombang, pembahasan yang akan diuraikan terlebih dahulu adalah mengenai pengertiannya. Apa itu gelombang? Muka gelombang adalah sebuah garis atau permukaan pada suatu lintasan gelombang yang sedang merambat, saat seluruh partikel-partikel pada garis atau permukaannya memiliki fase gelombang yang sama. Terdapat 2 macam gelombang, yakni adalah muka gelombang lurus dan muka gelombang lingkaran. Dalam medium homogen, gelombang akan merambat pada sebuah garis lurus, searah berkas, dan gelombang seperti ini biasa disebut gelombang bidang.

sifat-sifat gelombang
Muka Gelombang. gambar oleh fisikazone.com

Analogi dua dimensi untuk gelombang bidang adalah gelombang garis, yang berupa suatu bagian kecil muka gelombang lingkaran yang berada pada jarak yang sangat jauh dari sumber. Gelombang dapat mengalami dispersi, pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), hambur (difraksi), dan polarisasi.

sifat-sifat gelombang
Tangki riak yang digunakan untuk mempelajari gejala gelombang. gambar oleh 1.bp.blogspot.com

Sifat-sifat Gelombang

Dispersi Gelombang

Dispersi gelombang adalah sifat-sifat gelombang yang paling pertama akan dibahas. Dispersi gelombang merupakan perubahan bentuk gelombang ketika sebuah gelombang merambat melalui suatu medium. Suatu medium memiliki laju gelombang yang tidak bergantung pada panjang gelombang atau frekuensinya disebut medium nondispersif.

Pemantulan Gelombang

Sifat-sifat gelombang berikutnya yang akan dibahas merupakan pemantulan gelombang. Ketika sebuah gelombang bertabrakan dengan sebuah penghalang atau sampai di ujung (batas) suatu medium yang dirambatinya, maka sebagian gelombang tersebut akan dipantulkan. Pada pantulan gelombang bidang, sudut yang dibentuk oleh gelombang datang terhadap permukaan pantulan, adalah sama dengan sudut yang dibuat oleh gelombang pantul dari hukum pemantulan.

Sudut datang dapat diartikan sebagai suatu sudut yang dibuat oleh sinar (berkas) datang terhadap garis yang tegak lurus pada permukaan pantul atau sudut yang dibuat oleh muka gelombang dengan tangen permukaan pantulan.

Sementara, sudut pantul merupakan sudut yang dibentuk oleh sinar (berkas) pantul terhadap garis yang tegak lurus pada permukaan pantulan. Hukum pemantulan berlaku untuk semua jenis gelombang. Pemantulan pada gelombang bunyi berperan penting dalam proses perancangan ruangan. Contohnya seperti pada ruang perkuliahan, perpustakaan, atau gedung pertunjukan.

sifat-sifat gelombang
Pemantulan gelombang. v. Pantulan Gelombang transversal. ujung tali bebas. ujung tali tetap. Gelombang memiliki sifat dapat memantul. gambar oleh slideplayer.info

Pembiasan Gelombang

Selain itu, pembiasan gelombang juga merupakan sifat-sifat gelombang. Jika gelombang datang pada suatu permukaan batas yang memisahkan dua daerah dengan laju gelombang berbeda, sebagian gelombang akan dipantulkan dan sebagian yang lain akan ditransmisikan (diteruskan). Pembelokan berkas gelombang yang diteruskan disebut pembiasan (refraksi). Gambar berikut ini adalah arah rambat gelombang ketika melewati batas antara air dalam dan air dangkal. Ketika gelombang merambat dari air dalam ke air dangkal, maka :

sifat-sifat gelombang
arah rambat gemobang gambar oleh 3.bp.blogspot.com

* Kecepatan dan panjang gelombang berubah menjadi lebih kecil.

* Frekuensi gelombang tidak berubah (tetap).

* Perbandingan kecepatan gelombang pada air dalam terhadap kecepatan gelombang pada air dangkal sama dengan panjang gelombangnya.

Ketika gelombang dua atau tiga dimensi yang merambat pada satu medium menyebrangi perbatasan ke medium dimana kecepatannya berbeda, gelombang yang ditransmisakan dapat merambat dengan arah yang berbeda dari gelombang datang. Fenomena ini disebut pembiasan.

sifat-sifat gelombang
pembiasan gelombang. gambar oleh 1.bp.blogspot.com

Difraksi Gelombang

Apabila sebagian gelombang menabrak atau dibatasi oleh suatu penghalang, proses rambatan gelombang akan menjadi lebih rumit karena terhalangi. Bagian muka gelombang yang tidak terhalang tidak begitu saja dapat merambat dalam arah berkas lurus seperti yang perkirakan. Pembelokan atau penyebaran gelombang karena melewati suatu celah kecil atau ujung sebuah penghalang disebut difraksi.

Ketika lebar celah lebih besar dibanding panjang gelombang dari berkas-berkas gelombang, efek difraksinya akan lebih kecil. Namun ketika celah lebih sempit, efek difraksinya akan menjadi lebih jelas. Efek difraksi terbesar adalah saat lebar celah sama dengan panjang gelombang berkas.

sifat-sifat gelombang
difraksi gelombang. gambar oleh informazone.com

Interferensi Gelombang

Apabila terdapat 2 gelombang koheren (memiliki frekuensi dan selisih fase yang tetap) saling bertemu, maka akan terjadi proses interferensi gelombang. Peristiwa interferensi ini dapat dilihat dengan mudah pada model tangki riak. Jika dua sumber koheren S1 dan S2 menghasilkan 2 muka gelombang lingkaran, makan kedua muka gelombang tersebut akan bertemu dan membentuk pola interferensi pada permukaan air, seperti pada gambar :

sifat-sifat gelombang
interferensi gelombang. gambar oleh majalah1000guru.net

Ada 2 macam penampakan interferensi yang dapat diperhatikan dengan seksama, yakni interferensi konstruktif (saling menguatkan) dan interferensi destruktif (saling melemahkan).

Letak titik-titik interferensi konstruktif dan destruktif mudah ditentukan berasarkan selisih jarak sumber S1 ke titik yang ditinjau dengan jarak sumber S2 ke titik yang sama. Selisih jarak ini dinamakan beda lintasan, yang secara matematis dinyatakan dengan :

sifat-sifat gelombang
rumus interferesni gelombang gambar oleh 4.bp.blogspot.com

Polarisasi Gelombang

Jika misalnya salah satu ujung tali diarahkan ke penumpu, setelah itu pegang salah satu ujung tali lainnya. Pada saat menggerakkan tangan ke atas dan ke bawah, sebuah gelombang merambat sepanjang tali. Maka gelombang pertama yang diperoleh dengan cara menggerakkan tali ke arah atas dan bawah tersebut disebut polarisasi vertikal. Sedangkan pada gelombang kedua yang diperoleh dengan cara menggerakkan tali ke arah samping tersebut disebut polarisasi horizontal. Fenomena polarisasi tersebut adalah yang dapat membedakan antara gelombang transversal dengan gelombang longitudinal.

Cahaya merupakan salah satu gelombang transversal, dan hal tersebut dapat dibuktikan dengan proses polarisasi. Cahaya yang tidak terpolarisasi (misalnya cahaya yang dihasilkan oleh matahari atau cahaya dari lampu pijar) memiliki arah getar dalam semua arah yang tegak lurus terhadap arah rambat gelombangnya. Sedangkan, jika cahaya dilewatkan pada sebuah polaroid, cahaya menjadi terpolarisasi.

Berikut ini adalah beberapa contoh aplikasi yang pada prosesnya memanfaatkan gejala polarisasi gelombang, yakni :

* Kacamata polaroid

Kacamata polaroid memiliki fungsi sebagai penahan jumlah cahaya yang diterima atau penangkal silau dengan cara menyeleksi salah satu arah polarisasi gelombang cahaya saja, sehingga cahaya yang diterima tidak terpolarisasi. Maka cahanya yang diterima oleh mata dapat menjadi berkurang.

* Tekanan Pada Bahan (Material)

Saat suatu bahan ditekan, maka bahan tersebut akan membentuk bagian struktur seperti sebuah jembatan. Beberapa bagian bahan bisa saja mengalami tekanan yang lebih besar lagi dibanding bagian yang lainnya. Maka dari itu hal tersebut dapat memicu kegagalan yang tidak terduga dari sebuah struktur. Agar dapat mencengah dan menanggulanginya, ahli teknik biasanya membuat sebuah model dari bahan plastik transparan. Jika model tersebut dilihat melalui polaroid, area konsentrasi tekanan akan dapat terlihat, dimana pita-pita berwarna saling berdekatan satu dengan lainnya.

* Liquid Crystal Display (LCD)

Beberapa tampilan layar pada layar LCD sebagian besar terpolarisasi. Hal tersebut dapat dibuktikan dengan memeriksa efek polarisasinya. Caranya adalah dengan meletakkan selembar polaroid di atas tampilan, lalu putarlah polaroid tersebut. Akan tampak bahwa tidak ada cahaya yang diteruskan ke mata.

Sementara itu cahaya yang diterima dari angkasa berasal dari cahaya matahari yang telah dihamburkan oleh atmosfer. Hamburan ini mempolarisasikan cahaya.

Efek Doppler

Jika suatu sumber gelombang dan penerimanya bergerak relatif satu sama lain, frekuensi yang terdeteksi oleh penerima tidak sama dengan frekuensi sumber. Saat keduanya bergerak saling mendekati, frekuensi yang terdeteksi akan lebih besar dibanding frekuensi sumber. Hal tersebut yang disebut efek doppler.

Salah satu contoh penggunaan efek doppler yang sering digunakan adalah penggunaan radar oleh polisi untuk mengukur kelajuan mobil. selain itu contoh penerapan yang lebih signifikan dan utama adalah penggunaan efek doppler dalam bidang astronomi. Salah satu contohnya adalah dalam menentukan kecepatan galaksi yang berjarak jauh. Kecepatan tersebut dapat ditentukan dari pergeseran doppler yang disebut dengan pergeseran merah (red shift) pada cahaya dari galaksi-galaksi yang jauh itu.

efek doppler. gambar oleh seratusinstitute.com

Sumber : https://ilmuusekolah.blogspot.com/

Author