Makalah Fisika Tentang Gelombang

BAB IPENDAHULUAN

A.    Pengertian Gelombang

Gelombang adalah suatu getaran yang merambat, dalamperambatannya gelombang membawa energi. Dengan kata lain,gelombang merupakan getaran yang merambat dan getaran sendirimerupakan sumber gelombang. Jadi, gelombang adalah getaranyang merambat dan gelombang yang bergerak akanmerambatkanenergi (tenaga).

Gelombang tali  adalah gelombang yang merambat pada tali.Gelombang ini merupakan gelombang mekanik, dengan tali sebagaimediumnya. Jenis gelombang ini walaupun terlihat sederhanadapat menjelaskan efek-efek gelombang pada umumnyaseperti refraksi, refleksi, transmisi dan superposisi.

Gelombang Air adalah pergerakan naik dan turunnya air denganarah tegak lurus permukaan air laut yang membentukkurva/grafik sinusoidal. Gelombang laut biasanya disebabkanoleh angin. Angin di atas lautan memindahkan tenaganya kepermukaan perairan, menyebabkan riak-riak, alunan/bukit, danberubahmenjadi apa yang kita sebut sebagai gelomau ombak.

Gelombang laut merupakan salah satu contoh gelombang yangsering kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Selaingelombang laut, masih terdapat banyak contoh lainnya. KetikaAnda melempar sebuah batu kecil pada permukaan air yangtenang, akan muncul gelombang yang berbentuk lingkaran danbergerak ke luar. Contoh lain adalah gelombang yang merambatsepanjang tali yang terentang lurus bila Anda menggerakan talinaik turun. Ketika kita berbicara mengenai gelombang, kitatidak bisa mengabaikan getaran. Getaran dan gelombangmempunyai hubungan yang erat sekali. Pokok bahasan getarantelah Anda pelajari di kelas XI.             Ketika kita melempar batu ke dalam genangan airyang tenang, gangguan yang kita berikan menyebabkan partikelair bergetar atau berosilasi terhadap titik setimbangnya.Perambatan getaran pada air menyebabkan adanya gelombang padagenangan air tadi. Jika kita menggetarkan ujung tali yangterentang, maka gelombang akan merambat sepanjang talitersebut. Gelombang tali dan gelombang air adalah dua contoh

umum gelombang yang mudah kita saksikan dalam kehidupansehari-hari.

Ketika kita melihat gelombang pada genangan air, seolah-olah tampak bahwa gelombang tersebut membawa air keluar daripusat lingkaran. Demikian pula, ketika Anda menyaksikangelombang laut bergerak ke pantai, mungkin Anda berpikir bahwagelombang membawa air laut menuju ke pantai. Kenyataannyabukan seperti itu. Sebenarnya yang Anda saksikan adalah setiappartikel air tersebut berosilasi (bergerak naik turun) terhadaptitik setimbangnya. Hal ini berarti bahwa gelombang tidakmemindahkan air tersebut. Kalau gelombang memindahkan air,maka benda yang terapung juga ikut bepindah. Jadi, air hanyaberfungsi sebagai medium bagi gelombang untuk merambat.

Pada pertanyaan di atas juga mengemuka bahwa ketika Andamandi di air laut, Anda merasa merasa terhempas ketika diterpagelombang laut.  Hal ini terjadi karena setiap gelombangselalu membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain.Ketika mandi di laut, tubuh kita terhempas ketika diterpagelombang laut karena terdapat energi pada gelombang laut.Energi yang terdapat pada gelombang laut bisa bersumber dariangin dan lainnya.

B.     Jenis gelombangPada penjelasan di atas, telah disebutkan beberapa contoh

gelombang yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari.Walaupun terdapat banyak contoh gelombang dalam kehidupankita, secara umum hanya terdapat dua jenis gelombang saja,yaknigelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Pembagianjenis gelombang ini didasarkan pada medium perambatangelombang :

1.    Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang perantaranya butuh medium. Misalnya: gelombang air, gelombang bunyi, gelombang slinki, gelombang bunyi, gelombang permukaan air, dan gelombang pada tali.

2.    Gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang yang perambatannya tidak memerlukan medium. Misalnya gelombang cahaya,  cahaya, sinar ultra violet, infra merah, gelombang radar, gelombang radio, gelombang TV, sinar – X, dan sinar gamma (γ)

Sedangkan berdasarkan arah rambatan dan getarannya, dibagimenjadi dua, yaitu gelombang transversal  dan longitudinal:

1.      Gelombang transversal, yaitu gelombang yang arahrambatannya tegak lurus dengan arah getarannya. Contohgelombang transversal adalah gelombang tali. Ketika kitamenggerakan tali naik turun, tampak bahwa tali bergerak naikturun dalam arah tegak lurus dengan arah gerak gelombang. Ketika kita menggerakan tali naik turun, tampak bahwa talibergerak naik turun dalam arah tegak lurus dengan arah gerakgelombang. Garis putus-putus yang digambarkan di tengahsepanjang arah rambat gelombang menyatakan posisi setimbangmedium (misalnya tali atau air). Titik tertinggi gelombangdisebut puncak sedangkan titik terendahdisebut lembah. Amplitudoadalah ketinggian maksimum puncakatau kedalaman maksimum lembah, diukur dari posisi setimbang.Jarak dari dua titik yang sama dan berurutan padagelombangdisebut panjang gelombang (disebut lambda – hurufYunani). Panjang gelombang juga bisa juga dianggap sebagai jarakdari puncak ke puncak atau jarak dari lembah ke lembah.

2.      Gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arahrambatannya sejajar dengan arah getarannya (misalnya gelombangslinki). Gelombang yang terjadi pada slinki yang digetarkan,searah dengan membujurnya slinki berupa rapatan dan regangan.Jarak dua rapatan yang berdekatan atau dua regangan yangberdekatan disebut satu gelombang.Contoh: getaran sinar gitar yang dipetik, getaran tali yangdigoyang-goyangkan pada salah satu ujungnya.

 Rapatan merupakan daerah di mana kumparan pegas salingmendekat, sedangkan regangan merupakan daerah di mana kumparanpegas saling menjahui. Jika gelombang tranversal memiliki polaberupa puncak dan lembah, maka gelombang longitudinal terdiridari pola rapatan dan regangan. Panjang gelombang adalah jarakantara rapatan yang berurutan atau regangan yang berurutan.Yang dimaksudkan di sini adalah jarak dari dua titik yang samadan berurutan pada rapatan atau regangan.

Salah satu contoh gelombang logitudinal adalah gelombangsuara di udara. Udara sebagai medium perambatan gelombangsuara, merapat dan meregang sepanjang arah rambat gelombangudara.Istilah-istilah pada gelombang transversalJarak yang ditempuh getaran dalam satu periode disebut panjang gelombang (λ).

Pada gelombang transversal, satu gelombang terdiri atas 3simpul dan 2 perut. Jarak antara dua simpul atau dua perutyang berurutan disebut setengah panjang gelombang atau ½ λ.Amplitudo (A) adalah nilai mutlak simpangan terbesar yangdapat dicapai partikel.Periode (T) adalah selang waktu yang diperlukan untuk menempuhdua puncak berurutan atau jarak antara dua dasar berurutan.Istilah-istilah pada gelombang longitudinal

Panjang gelombang dari gelombang longitudinal. Karenapanjang rapatan dan renggangan tidak sama, maka panjanggelombang sebaiknya kita definisikan dengan istilah pusatrapatan dan pusat renggangan.

Pada gelombang longitudinal, satu gelombang (1λ) terdiridari 1 rapatan dan 1 renggangan. Panjang gelombangdidefinisikan sebagai sebagai jarak antara dua pusat rapatanyang berdekatan atau jarak antara dua pusat renggangan yangberdekatan. Jarak antara pusat rapatan dan renggangan yangberdekatan adalah setengah panjang gelombang atau ½ λ.Sedangkan berdasarkan amplitudonya, dibagi menjadi dua, yaitugelombang berjalan  dan gelombang stasioner.

1.      Gelombang berjalan yaitu gelombang yang amplitudonyatetap pada titik yang dilewatinya.

2.      Gelombang stasioner yaitu gelombang yang amplitudonyatidak tetap pada titik yang dilewatinya, yang terbentuk dariinterferensi dua buah gelombang datang dan pantul yang masing-masing memiliki frekuensi dan amplitudo sama tetapi fasenyaberlawanan.

C.    Sifat-Sifat GelombangDispersi GelombangKetika Anda menyentakkan ujung tali naik-turun (setengahgetaran), sebuah pulsa transversal merambat melalui tali (talisebagai medium). Sesungguhnya bentuk pulsa berubah ketikapulsa merambat sepanjang tali, pulsa tersebar atau mengalamidispersi. Jadi, dispersi gelombang adalah perubahan bentukgelombang ketika gelombang merambat suatu medium.Kebanyakan medium nyata di mana gelombang merambat dapat kitadekati sebagai medium non dispersi. Dalam medium non dispersi,gelombang dapat mempertahankan bentuknya. Sebagai contoh

medium non dispersi adalah udara sebagai medium perambatandari gelombang bunyi..Gelombang-gelombang cahaya dalam vakum adalah nondispersisecara sempurna. Untuk cahaya putih (polikromatik) yangdilewatkan pada prisma kaca mengalami dispersi sehnggamembentuk spektrum warna-warna pelangi. Apakah yangbertanggungjawab terhadap dispersi  gelombang cahaya ini?Tentu saja dispersi gelombang terjadi dalam prisma kaca karenakaca termasuk medium dispersi untuk gelombang cahaya.

Pemantulan gelombang lingkaran oleh bidang datarmenunjukkan pemantulan gelombang lingkaran sewaktu mengenaibatang datar yang merintanginya. Sumber gelombang datang adalah titik O. Dengan menggunakan hukum pemantulan, yaitu sudut datang =sudut pantul, kita peroleh bayangan O adalah I. Titik I merupakan sumber gelombangpantul sehingga muka gelombang pantul adalah lingkaran-lingkaran yang berpusat di I, Contoh:Sebuah pembangkit bola digetarkan naik dan turun pada permukaan air dalam tangki riak dengan frekuensi tertentu, menghasilkan gelombang lingkaran seperti pada Gambar 1.36. Suatu keping logam RQS bertindak sebagai perintang gelombang. Semua muka gelombang pada Gambar 1.36 dihasilkan oleh pembangkit bola dalam waktu 0,6 s. Perintang keping logam berjarak 0,015m dari sumber gelombang P. Hitung  (a) panjang gelombang, (b) frekuensi, dan (c) cepat rambat gelombang.Pembahasan:(a)    Jarak dua muka gelombang yang berdekatan = 1λ.Dengan demikian, jarak PQ = 3(1λ)0,015 m = 3λλ = 0,005 m(b)   Selang waktu yang diperlukan untuk menempuh dua muka gelombang yang berdekatan =1/T, dengan T adalah periode gelombang. Gelombang datang (garis utuh) dari P ke Q menempuh 3T, sedangkan gelombang pantul (garis putus-putus) dari Q ke Pmenempu waktu 3T.Jadi, selang waktu total = 3T + 3T0,6 s = 6TT = 0,1 s.Frekuensi f adalah kebalikan periode, sehingga:f = 1/(0,1s) = 10 Hz.

(c)  Cepat rambat v  = λf = (0,005m)(10 Hz) = 0, 05 m/s

Pembiasan GelombangPada umumnya cepat rambat gelombang dalam satu medium

tetap. Oleh karena frekuensi gelombang selalu tetap, makapanjang gelombang (λ=v/f) juga tetap untuk gelombang yangmenjalar dalam satu medium. Apabila gelombang menjalar padadua medium yang jenisnya berbeda, misalnya gelombang cahayadapat merambat dari udara ke air. Di sini , cepat rambatcahaya berbeda. Cepat rambat cahaya di udara lebih besardaripada cepat rambat cahaya di dalam air. Oleh karena (λ=v/f),maka panjang gelombang cahaya di udara juga lebih besardaripada panjang gelombang cahaya di dalam air.Perhatikan λ sebanding dengan v. Makin besar nilaiv, maka makinbesar nilai λ, demikian juga sebaliknya.Perubahan panjang gelombang dapat juga diamati di dalam tangkiriak dengan cara memasang keping gelas tebal pada dasar tangkisehingga tangki riak memiliki dua kedalaman air yang berbeda,dalam dan bahwa panjang gelombang di tempat yang dalam lebihbesar daripada panjang gelombang di tempat yang dangkal (λ1 >λ2). Oleh karenav=λf, maka cepat rambat gelombang di tempat yangdalam lebih besar daripada di tempat yang dangkal (v1 > v2).Perubahan panjang gelombang menyebabkan pembelokan gelombang seperti diperlihatkan pada foto pembiasan gelombang lurus sewaktu gelombang lurus mengenai bidang batas antara tempat yang dalam ke tempat yang dangkal dalam suatu tangki riak Pembelokan gelombang dinamakan pembiasan.Diagram pembiasan ditunjukkan pada Gambar 1.20. Mula-mula, muka gelombang datang dan muka gelombang bias dilukis sesuai dengan foto. Kemudian sinar datang dan sinar bias dilukis sebagai garis yang tegaklurus muka gelombang datang dan bias.Selanjutnya, garis normal dilukis. Sudut antara sinar bias dangaris normal disebut sudut bias (diberi lambang r). Pada Gambar1.20 tampak bahwa sudut bias di tempat yang dangkal lebih kecil daripada sudut datang di tempat yang dalam (r < i). Dapat disimpulkan bahwa sinar datang dari tempat yang dalam ke tempat yang dangkal sinar dibiaskan mendekati garis normal (r < i). Sebaliknya, sinar datang dari tempat yang dangkal ke tempatyang dalam dibiaskan menjauhi garis normal (r>i).

Difraksi Gelombang

Di dalam suatu medium yang sama, gelombang merambatlurus. Oleh karena itu, gelombang lurus akan merambat keseluruh medium dalam bentuk gelombang lurus juga. Hal initidak berlaku bila pada medium diberi penghalang ataurintangan berupa celah. Untuk ukuran celah yang tepat,gelombang yang datang dapat melentur setelah melalui celahtersebut. Lenturan gelombang yang disebabkan oleh adanyapenghalang berupa celah dinamakan difraksi gelombang.Jika penghalang celah yang diberikan oleh lebar, maka difraksitidak begitu jelas terlihat. Muka gelombang yang melalui celahhanya melentur di bagian tepi celah, Jika penghalang celahsempit, yaitu berukuran dekat dengan orde panjanggelombang,maka difraksi gelombang  sangat jelas. Celahbertindak sebagai sumber gelombang berupa titik, dan mukagelombang yang melalui celah dipancarkan berbentuk lingkaran-lingkaran dengan celah tersebut sebagai pusatnya.

Interferensi GelombangJika pada suatu tempat bertemu dua buah gelombang, maka

resultan gelombang di tempat tersebut sama dengan jumlah darikedua gelombang tersebut. Peristwa ini di sebutsebagai prinsip superposisi linear. Gelombang-gelombang yang terpaduakan mempengaruhi medium. Nah, pengaruh yang ditimbulkan olehgelombang-gelombang yang terpadu tersebut disebut interferensigelombang.Ketika mempelajari gelombang stasioner yang dihasilkan olehsuperposisi antara gelombang datang dan gelombang pantul olehujung bebas atau ujung tetap, Anda dapatkan bahwa pada titik-titik tertentu, disebut perut, kedua gelombangsaling memperkuat (interferensi konstruktif), dan dihasilkanamplitudo paling besar, yaitu dua kali amplitudo semuala.Sedangkan pada titik-titik tertentu, disebut simpul, keduagelombang saling memperlemah atau meniadakan (interferensi destruktif),dan dihasilkan amplitudo nol.Dengan menggunakan konsep fase, dapat kita katakanbahwa interferensi konstruktif (saling menguatkan) terjadi bilakedua gelombang yang berpadu memiliki fase yang sama.Amplitudo gelombang paduan sama dengan dua kali amplitudo tiapgelombang. Interferensi destruktif (saling meniadakan) terjadibila kedua gelombang yang berpadu berlawanan fase. Amplitudogelombang paduan sama dengan nol. Interferensi konstruktif dandestruktif mudah dipahami dengan menggunakan.

Polarisasi Gelombang Pemantulan, pembiasan, difraksi, dan interferensi dapat

terjadi pada gelombang tali (satu dimensi), gelombangpermukaan air (dua dimensi), gelombang bunyi dan gelombangcahaya (tiga dimensi). Gelombang tali, gelombang permukaanair, dan gelombang cahaya adalah gelombang transversal,sedangkan gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal. Nah,ada satu sifat gelombang yang hanya dapat terjadi padagelombang transversal, yaitu polarisasi. Jadi, polarisasigelombang tidak dapat terjadi pada gelombang longitudinal,misalnya pada gelombang bunyi.Fenomena polarisasi cahaya ditemukan oleh Erasmus Bhartolinuspada tahun 1969. Dalam fenomena polarisasi cahaya, cahayaalami yang getarannya ke segala arah tetapi tegak lurusterhadap arah merambatnya (gelombang transversal) ketikamelewati filter polarisasi, getaran horizontal diserap  sedanggetaran vertikal diserap sebagian. Cahaya alami yanggetarannya ke segala arah di sebut cahaya tak terpolarisasi, sedangcahaya yang melewati polaroid hanya memiliki getaran pada satuarah saja, yaitu arah vertikal, disebut cahaya terpolarisasi linear.

D. Contoh dan Penerapan Gelombanga. Tsunami Tsunami adalah kata yang berasal dari Jepang dan terdiri atas dua kata yaitu tsu (atas) yang berarti harbor dan nami (bawah)yang berarti wave. Jadi tsunami dalam bahasa inggrisnya disebut ”harbor wave” . Kenapa disebut harbor wave atau gelombang pelabuhan? Apakah tsunami ini memang hanya terjadi di harbor atau pelabuhan saja? Alasan kenapa tsunami disebut ”harbor wave” adalah karena gelombang tersebut mempunyai dampak yang sangat menghancurkan pada daerah-daerah pantai yang relatif rendah di Jepang. Magnitudo Tsunami yang terjadi di Indonesia berkisar antara 1,5-4,5 skala Imamura, dengan tinggi gelombang Tsunami maksimum yang mencapai pantai berkisar antara 4 - 24 meter dan jangkauan gelombang ke daratan berkisar antara 50 sampai 200 meter dari garis pantai.b. Penyebab TsunamiGempa-gempa yang paling mungkin dapat menimbulkan tsunami adalah gempa yang terjadi di dasar laut, kedalaman pusat gempa

kurang dari 60 km, magnitudo lebih besar dari 6,0 skala Richter, serta jenis penyesaran gempa tergolong sesar naik atau sesar turun.

Proses terjadinya tsunamiAda 3 (tiga) kejadian di laut yang mengakibatkan timbulnya tsunami yaitu :

1. Gempa BumiSecara umum gempabumi yang bisa menimbulkan tsunami adalah gempabumi tektonik yang terjadi di laut dan mempunayai karakteristik sebagai berikut:a. Sumber gempabumi berada di lautb. Kedalaman gempabumi dangkal, yakni kurang dari 60 kmc. Kekuatannya cukup besar, yakni di atas 6,0 SR.d. Tipe patahannya turun (normal fault) atau patahan naik (thrush fault).Tsunami yang ditimbulkan oleh gempabumi biasanya menimbulkan gelombang yang cukup besar, tergantung dari kekuatan gempanya dan besarnya area patahan yang terjadi.Tsunami dapat dihasilkan oleh gangguan apapun yang dengan cepat memindahkan suatu massa air yang sangat besar, seperti suatu gempabumi, letusan vulkanik, batu bintang/meteor atau tanah longsor. Bagaimanapun juga, penyebab yang paling umum terjadi adalah dari gempabumi di bawah permukaan laut. Gempabumi kecil bisa saja menciptakan tsunami akibat dari adanya longsor di bawah permukaan laut/lantai samudera yang mampu untuk membangkitkan tsunami

Tsunami dapat terbentuk manakala lantai samudera berubah bentuk secara vertikal dan memindahkan air yang berada di atasnya. Dengan adanya pergerakan secara vertical dari kulit bumi, kejadian ini biasa terjadi di daerah pertemuan lempeng

yang disebut subduksi. Gempa bumi di daerah subduksi ini biasanya sangat efektif untuk menghasilkan gelombang tsunami dimana lempeng samudera slip di bawah lempeng kontinen, prosesini disebut juga dengan subduksi.

2. Land Slide (Tanah Longsor).Land Slide/tanah longsor dengan volume tanah yang jatuh/turun cukup besar dan terjadi di dasar Samudera, dapat mengakibatkantimbulnya Tsunami. Biasanya tsunami yang terjadi tidak terlalubesar, jika dibandingkan dengan tsunami akaibat gempabumi.

3. Gunung BerapiGunung Berapi aktif yang berada di tengah laut, ketika meletusakan dapat menimbulkan tsunami. Tsunami yang terjadi bisa kecil, bisa juga sangat besar, tergantung dari besar kecilnya letusan gunung api tersebut. Ada banyak gunung api yang beradaditengah laut di seluruh dunia. Untuk di Indonesia , yang paling terkenal adalah letusan gunung Krakatau yang terletak di tengah laut sekitar Selat Sunda, yang terjadi pada tahun 1883. Letusannya sangat dashyat, sehingga menimbulkna tsunami yang sangat besar dan korban yang banyak, baik jiwa maupun harta benda. Dampak dari bencana ini juga dirasakan kedashyatannya di negara lain.

Mengapa tsunami di pinggir lebih besar daripada di tengah ? hal tersebut terjadi karena setelah terjadi gempa di dasar laut, air laut menuju ke pinggir,ketika naik ke daratan gelombang tersebut berbalik arah dengan kecepatan yang lebih kecil dan bertabrakan dengan gelombang yang baru datang,sehingga terbentuk gelomang yang lebih besar.

BAB IIPermasalahan

Gejala-gejala Gelombang BunyiGelombang bunyi termasuk gelombang longitudinal. Termasukgelombang mekanik karena memerlukan media untuk merambat.Sifat-sifat gelombang bunyi sama seperti sifat gelombangsecara umum, tapi gelombang bunyi tidak dapat mengalamipolarisasi.Frekuensi Bunyi

Sebagai bentuk gelombang, bunyi memiliki frekwensi.Berdasarkan frekwensinya, gelombang bunyi dibagi menjadi tigajenis, yaitu audiosonik, ultrasonik, dan infrasonik.

a. Gelombang audiosonik (audible wave). Gelombang audiosonikmerupakan gelombang bunyi yang berada pada rentang frekwensi

pendengaran kita, yakni berada pada kisaran frekwensi antara16 Hz hingga 20.000 Hz.

b. Gelombang infrasonik (infrasonic wave). Gelombang infrasonikmerupakan gelombang bunyi yang frekwensinya berada di bawahfrekwensi gelombang audiosonik, yaitu frekwensinya lebih kecildari 16 Hz.

c. Gelombang ultrasonik (ultrasonic wave). Gelombang ultrasonikmerupakan gelombang bunyi yang frekwensinya berada di atasfrekwensi gelombang audiosonik, yaitu frekwensinya lebih besardari 20.000 Hz.

Contoh Penerapan Gelombang dan Gelombang Bunyi dalam Kehidupan Sehari-hari :

1.      RadioRadio energi adalah bentuk level energi elektromagnetikterendah, dengan kisaran panjang gelombang dari ribuankilometer sampai kurang dari satu meter. Penggunaan palingbanyak adalah komunikasi, untuk meneliti luar angkasa dansistem radar. Radar berguna untuk mempelajari pola cuaca,badai, membuat peta 3D permukaan bumi, mengukur curah hujan,pergerakan es di daerah kutub dan memonitorlingkungan. Panjang gelombang radar berkisar antara 0.8 – 100cm.

2.      MicrowavePanjang gelombang radiasi microwave berkisar antara 0.3 – 300cm. Penggunaannya terutama dalam bidang komunikasi danpengiriman informasi melalui ruang terbuka, memasak, dansistem PJ aktif. Pada sistem PJ aktif, pulsa microwaveditembakkan kepada sebuah target dan refleksinya diukur untukmempelajari karakteristik target. Sebagai contoh aplikasiadalah Tropical Rainfall Measuring Mission’s (TRMM) MicrowaveImager (TMI), yang mengukur radiasi microwave yang dipancarkandari Spektrum elektromagnetik Energi elektromagnetik atmosferbumi untuk mengukur penguapan, kandungan air di awan danintensitas hujan.

3.      InfraredKondisi-kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidikipancaran inframerah dari tubuh. Foto inframerah khusus disebuttermogram digunakan untuk mendeteksi masalah sirkulasi darah,radang sendi dan kanker. Radiasi inframerah dapat jugadigunakan dalam alarm pencuri. Seorang pencuri tanpasepengetahuannya akan menghalangi sinar dan menyembunyikan

alarm. Remote control berkomunikasi dengan TV melalui radiasisinar inframerah yang dihasilkan oleh LED ( Light EmitingDiode ) yang terdapat dalam unit, sehingga kita dapatmenyalakan TV dari jarak jauh dengan menggunakan remotecontrol.

4.      UltravioletSinar UV diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapatmembunuh kuman-kuman penyakit kulit.

5.      Sinar XSinar X ini biasa digunakan dalam bidang kedokteran untukmemotret kedudukan tulang dalam badan terutama untukmenentukan tulang yang patah. Akan tetapi penggunaan sinar Xharus hati-hati sebab jaringan sel-sel manusia dapat rusakakibat penggunaan sinar X yang terlalu lama.

6.      Alat musikPada alat musik seperti gitar sumber bunyinya dihasilkan olehbenda yang bergetar, yaitu senar. Jika senar dipetik denganamplitodu (simpangan) yang besar maka bunyi yang ditimbulkanakan lebih keras. Dan jika ketegangan senar di diregangkanmaka suara lengkingannya akan semakin tinggi. Begitu pula padakendang dan alat musik yang lain. Suara timbul karena sumbersuara digetarkan.

Contoh Penerapan Gelombang dan Gelombang Air dalam Kehidupan Sehari-hari :

A.Pasang Surut AirMisalnya Jika kita melempar batu ke tengah kolam, kita akanmelihat air yang bergelombang dari tempat jatuhnya batu ketepi kolem. Gelombang air kolam berasal dari energi yang ditimbulkan oleh batu yang jatuh kemudian merambat menuju tepikolam.

Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya pasang surut berdasarkan  teori kesetimbangan, yakni rotasi bumi pada sumbunya, revolusi bulan terhadap matahari, dan revolusi bumi terhadap matahari. Sedangkan berdasarkan teori dinamis adalah kedalaman dan luas perairan, pengaruh rotasi bumi (gaya coriolis), dan gesekan dasar. Selain itu, terdapat beberapafaktor lokal yang dapat mempengaruhi pasang surut di suatu perairan, seperti topogafi dasar laut, lebar selat, bentuk

teluk, sehingga berbagai lokasi memiliki ciri pasang surut yang berlainan.

Pasang surut laut merupakan hasil dari gaya tarikgravitasi dan efek sentrifugal.  Efek sentrifugal adalahdorongan ke arah luar pusat rotasi. Gravitasi bervariasisecara langsung dengan massa tetapi berbanding terbalikterhadap jarak.  Meskipun ukuran bulan lebih kecil darimatahari, gaya tarik gravitasi bulan dua kali lebih besardaripada gaya tarik matahari dalam membangkitkan pasangsurut laut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarakmatahari ke bumi.  Gaya tarik gravitasi menarik air laut kearah bulan dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan (bulge)pasang surut gravitasional di laut.  Lintang dari tonjolanpasang surut ditentukan oleh deklinasi, yaitu sudut antarasumbu rotasi bumi dan bidang orbital bulan dan matahari(Priyana, 1994).

Gambar 1.1 Gravitasi antara bumi dan bulan

Bulan dan matahari keduanya memberikan gaya gravitasitarikan terhadap bumi yang besarnya tergantung kepada besarnyamasa benda yang saling tarik menarik tersebut. Bulanmemberikan gaya tarik (gravitasi) yang lebih besar dibandingmatahari.  Hal tersebut disebabkan walaupun masa bulan lebihkecil dari matahari, tetapi posisinya lebih dekat ke bumi.Gaya-gaya ini mengakibatkan air lautyang menyusun 71%permukaan bumi, menggelembung pada sumbu yang menghadap kebulan.  Pasang surut terbentuk karena rotasi bumi yang beradadi bawah muka air yang menggelembung tersebut yangmengakibatkan kenaikan dan penurunan permukaan laut di wilayahpesisir secara periodik.  Gaya tarik gravitasi matahari juga

memiliki efek yang sama, namun dengan derajat yang lebihkecil. Daerah-daerah pesisir mengalami dua kali pasang dan duakali surut selama periode sedikit di atas 24 jam (Priyana,1994).

Bumi berputar pada porosnya, maka pasang tinggi yangterjadi pun akan bergerak bergantian secara perlahan-lahandari satu tempat ke tempat yang lain di permukaan bumi. Satuperputaran yang dialami bumi sehubungan dengan gerakan bulanmemerlukan waktu selama 24 jam 50 menit, maka dua pasangtinggi dan dua pasang rendah terjadi dalam periode tersebut.

Gaya tarik gravitasi matahari juga mempengaruhiterjadinya pasang walaupun tenaga yang ditimbulkan terhadaplautan hanya sekitar 47% dari tenaga yang dihasilkan oleh gayagavitasi bulan. Pada waktu bulan baru dan bulan penuh mataharidan bulan terletak pada satu garis terhadap bumi dan gayagravitasi yang ditimbulkan mempunyai arah yang sama.Akibatnya, gaya tarik gabungan tersebut menghasilkan tonjolanair pasang yang lebih besar dari biasanya dan pasang yangterjadi pada saat ini dinamakan spring tide. Pada waktu bulanseperempat dan tiga perempat, matahari dan bulan terletak padaposisi yang membentuk sudut siku-siku (90°) satu sama lain,sehingga pada saat ini gaya tarik gravitasi matahari bersifatmelemahkan gaya tarik bulan. Akibatnya, gaya tarik yangditimbulkan terhadap massa air laut menjadi berkurang danterjadi pasang yang lebih kecil dinamakan neap tide.

Gambar 1.2 Tenaga pembentuk pasang surut air laut

Faktor-faktor setempat seperti bentuk dasar lautan danmassa daratan di sekitarnya kemungkinan menghalangi aliran airyang dapat berakibat luas terhadap sifat-sifat pasang.Contohnya, di Cua Cam di Teluk Tonkin, tipe pasangnya adalahdiurnal, di sini hanya terjadi satu periode pasang tinggi dan

satu periode pasang rendah dalam waktu satu hari. Mixedtide adalah tipe pasang yang tingginya selalu berubah-ubah yangterjadi di beberapa tempat. Pasang campuran (mixed tides) yangbentuk pasangnya berdasar pada pola pasang semi diurnal terjadidi daerah Sandakan di Laut Sulu, sedang yang bentuk pasangnyaberdasar pada pola pasang diurnal terdapatdi Hon Nie Nieu diVietnam.

Gambar 1.3 Bentuk pantai juga memepengaruhi

pasang surut air laut

Faktor lain yang mempengaruhi efek ketinggian gelombangadalah proses revolusi bulan mengelilingi bumidalam elliptical orbit. Titik perige apabila bulan berada dekatdengan bumi dan titik apogee apabila bulan berada pada titikterjauh dari bumi. Gelombang yang terjadi akibat prosesrevolusi bulan terhadap bumi dibedakan menjadi:

a.       Fase gelombang perige, apabila 2 kali dalam setahun bumi,bulan dan matahari berada dalam satu garis dan bulan beradadalam titik perige sehingga terjadi puncak gelombang benar-benar tinggi dan lembah gelombang benar-benar  rendah.

b.      Fase gelombang apogee, apabila dalam setahun terjaadi 2kaliposisi bumi, bulan, dan matahari berada dalam fase yangtidak segaris dab bulan berada pada titik apogee, sehinggamenyebabkan puncak gelombang benar-benar rendah, dan lembahgelombang benar-benar tinggi.

Gelombang pasang merupakan sinergi dari tiga fenomenayang terjadi serentak yakni:

a.      Pasang tertinggi. Terjadi setiap 18,6 tahun sekali pada17 mei terjadi bulan baru sehingga bumi segaris lurus denganbulan dan matahari pada jarak terdekat (perigeum), sehinggakombinasi gravitasi keduanya mampu mengangkat air hinggamencapai pasang maksimal.

b.         Gelombang Kelvin. Gelombang di samudra atau atmosferyang mengimbangi gaya Conolis (gaya akibat rotasi bumi).Gayatersebut mengarah dari masing-masing kutub ke equatordengan tendensi ke timur dengan kecepatan tetap, hinggamembentur pantai atau saling berbenturan dengan gelombangKelvin dari arah yang berlawanan di equator.

c.         Gelombang Swell. Gelombang akibat tiupan angin denganskala yang lebih besar dari pada riak (ripples). Angin terjadikarena perbedaan pemanasan. Perbedaan pemanasan ini antaralain diakibatkan oleh perbedaan liputan awan yang berbeda.

Sinergi tiga kekuatan ini (pasang surut, rotasi bumi, danangin) yang masing-masing pada kondisi maksimum, mengahasilkangelombang maksimum pula. Ketika gelombang tersebut bertemutopografi dasar laut yang melandai di dekat pantai, makapuncak gelombang tersebut akan tampak membesar, sehinggaketika menghantam pantai menimbulkan bencana yang mengerikan.

Beberapa tipe gelombang pasang surut tersebut jugamempengaruhi arus gelombang pasang surut. Gerakan air vertikalyang berhubungan dengan naik dan turunnya pasang surut,diiringi oleh gerakan air horizontal yang disebutdengan arus pasang surut. Permukaan air laut senantiasaberubah-ubah setiap saat karena gerakan pasang surut, keadaantersebut juga terjadi pada tempat-tempat sempit, seperti telukdan selat, sehingga menimbulkan arus pasut(Tidalcurrent). Gerakan arus pasut dari laut lepas yang merambat keperairan pantai akan mengalami perubahan, faktor yangmempengaruhinya antara lain adalah berkurangnya kedalaman(Mihardja, 1994).

Arus yang terjadi di laut teluk dan laguna akibat massaair mengalir dari permukaan yang lebih tinggi ke permukaanyang lebih rendah yang disebabkan oleh pasangsurut. Arus pasang surut adalah arus yang cukup dominan padaperairan teluk yang memiliki karakteristik pasang (Flood) dansurut. Pada waktu gelombang pasang surut merambat memasuki

perairan dangkal, seperti muara sungai atau teluk, maka badanair kawasan ini akan bereaksi terhadap aksi dari perairanlepas (King, 1962).

Daerah-daerah di mana arus pasang surut cukup kuat,tarikan gesekan pada dasar laut menghasilkanpotongan arus vertikal, dan resultan turbulensi menyebabkanbercampurnya lapisan air bawah secara vertikal.  Pada daerahlain, di mana arus pasang surut lebih lemah, pencampuransedikit terjadi, dengan demikian stratifikasi (lapisan-lapisanair dengan kepadatan berbeda) dapat terjadi. Perbatasan antardaerah-daerah kontras dari perairan yang bercampur danterstratifikasi seringkali secara jelas didefinisikan,sehingga terdapat perbedaan lateral yang ditandai dalamkepadatan air pada setiap sisi batas.

Tipe pasang surut juga dapat ditentukan berdasarkanbilangan Formzal (F) yang dinyatakan dalam bentuk sebagaiberikut:

F = [A(O1) + A(K1)]/[A(M2) + A(S2)]

Tabel 2.1 Tipe pasang surut berdasarkan bilangan Formzal (F)

Sifat pasang surut yang periodik tentunya dapatdiramalkan. Untuk meramalkan pasang surut, diperlukan dataamplitudo dan beda fasa dari masing-masing komponen pembangkitpasang surut. Komponen-komponen utama pasang surut terdiridari komponen tengah harian dan harian. Namun demikian, karenainteraksinya dengan bentuk (morfologi) pantai dan superposisiantar gelombang pasang surut komponen utama, akan terbentuklahkomponen-komponen pasang surut yang baru.

B. TsunamiPerpindahan badan air yang disebabkan oleh perubahan permukaanlaut secara vertikal dengan tiba-tiba dinamakan Tsunami.

Perubahan permukaan laut tersebut bisa disebabkan oleh gempabumi yang berpusat di bawah laut, letusan gunung berapi bawahlaut, longsor bawah laut, atau atau hantaman meteor di laut.Gelombang tsunami dapat merambat ke segala arah. Tenaga yangdikandung dalam gelombang tsunami tetap terhadap fungsiketinggian dan kelajuannya. Di laut dalam, gelombang tsunamidapat merambat dengan kecepatan 500-1000 km per jam. Setaradengan kecepatan pesawat terbang.Ketinggian gelombang di lautdalam hanya sekitar 1 meter. Dengan demikian, laju gelombangtidak terasa oleh kapal yang sedang berada di tengah laut.

Ketika mendekati pantai, kecepatan gelombang tsunamimenurun hingga sekitar 30 km per jam, namun ketinggiannyasudah meningkat hingga mencapai puluhan meter. Hantamangelombang tsunami dapat masuk hingga puluhan kilometer daribibir pantai. Kerusakan dan korban jiwa yang terjadikarenatsunami dapat diakibatkan hantaman air maupun materialyang terbawa oleh aliran gelombang tsunami.

Gambar 3.1 Proses Tsunami

Gambar 3.2 Tsunami akibat gempa tektonik di dasar laut

Kecepatan gelombang tsunami tergantung pada kedalamanlaut di mana gelombang terjadi, dimana kecepatannya bisamencapai ratusan kilometer per jam. Bila tsunami mencapaipantai, kecepatannya akan menjadi kurang lebih 50 km/jam danenerginya sangat merusak daerah pantai yang dilaluinya. Ditengah laut tinggi gelombang tsunami hanya beberapa cm hinggabeberapa meter, namun saat mencapai pantai tinggi gelombangnyadapat mencapai puluhan meter karena terjadi penumpukan masaair. Saat mencapai pantai tsunami akan merayap masuk daratanjauh dari garis pantai dengan jangkauan mencapai beberaparatus meter bahkan bisa beberapa kilometer.

Gerakan vertikal ini dapat terjadi pada patahan bumi atausesar. Gempa bumi juga banyak terjadi di daerah subduksi,dimana lempeng samudera menelusup ke bawah lempeng benua.Tanah longsor yang terjadi di dasar laut serta runtuhan gunungapi juga dapat mengakibatkan gangguan air laut yang dapatmenghasilkan tsunami. Gempa yang menyebabkan gerakan tegaklurus lapisan bumi. Akibatnya, dasar laut naik-turun secaratiba-tiba, sehingga keseimbangan air laut yang berada diatasnya terganggu. Demikian pula benda kosmis atau meteor yangjatuh dari atas. Jika ukuran meteor atau longsor ini cukupbesar, dapat terjadi megatsunami yang tingginya mencapairatusan meter.

BAB IIPENUTUP

A.    KesimpulanGelombang pasang surut air laut disebabkan oleh beberapa

faktor. Menurut teori keseimbangan gaya pembangkit pasangsurut terjadi karena pemisahkan pergerakan sistem bumi-bulan-matahari menjadi 2, yaitu sistem bumi-bulan dan sistem bumimatahari. Sedangkan menurut teori dinamik gaya pembangkitpasang surut menghasilkan gelombang pasang surut (tide wive) yangperiodenya sebanding dengan gaya pembangkit pasang surut.Selain itu, faktor faktor lokal seperti bentuk dasar lautandan massa daratan di sekitarnya kemungkinan menghalangi aliranair yang dapat berakibat luas terhadap sifat-sifat pasang.

.  Tenaga pembentuk pasang surut juga berasal dari bulan,bumi, dan matahari yang menarik air laut ke arah bulan danmatahari dan menghasilkan dua tonjolan (bulge) pasang surutgravitasional dilaut.  Lintang dari tonjolan pasang surutditentukan oleh deklinasi, yaitu sudut antara sumbu rotasibumi dan bidang orbital bulan dan matahari (Priyana, 1994).

Tipe-tipe pasang surut air laut bermacam-macam. Salahsatunya berdasarkan kedudukan bulan, bumi, dan matahari antaralain spring tides dan nead tides. Indonesia terjadi tipe pasangsurut harian, campuran, dan  semi diurnal. Indonesia jugamemiliki pasang surut yang tinggi karena dipengaruhi olehSamudera Hindia dan Pasifik.

Alat-alat yang digunakan dalam pengukuran pasang surutair laut antara lain, tide staff, Tide Gauge, dan satelit.Sedangkan metode yang digunakan dalam pengukuran pasang surutair laut dengan proses perhitungan dari komputer didasarkanpada penyesuaian lengkung dari data pengamatan dengan metodakuadrat terkecil dengan menggunakan beberapa komponen yangdianggap mempunyai faktor yang paling menentukan. Denganbantuan komputer, maka akan memperoleh data pasang surut airlaut.

Tsunami merupakan gelombang laut besar yang terjadikarena gempa tektonik di dasar laut, gunung meletus, dan tanahlongsor. Gerakan vertikal ini dapat terjadi pada patahan bumiatau sesar. Patahan tersebut akan terisi oleh air secara tiba-tiba yang biasanya dinamakan surut secara drastis. Jika sudahcukup terisi oleh air dan mendapat tekanan yang kuat, makagelombang tersebut lama-kelamaan akan tinggi dan sangat kuatuntuk mencapai daratan, hingga membuat kerusakan. Gelombangtsunami dapat merambat dengan kecepatan500-1000 km per jam.Dengan gelombang besar tersebut menyebabkan daerah di sekitarpantai juga luluh lantak.

Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan Bahwa Gelombang talisebagai berikut:

1.      Getaran adalah gerak bolak balik secara periodik melaluititik kesetimbangan.

2.      Ciri-ciri getaran ditandai dengan adanya amplitudo danfrekuensi

3.      Gelombang adalah getaran yang merambat atau menjalar kesuatu tempat dalam suatu ruang (gelombang adalah fenomenaperambatan energi).

4.      Getaran merupakan elemen dasar dari gelombang, makaseluruh karakteristik getaran juga dimiliki oleh gelombang

5.      Berdasarkan arah rambat gelombang, gelombang digolongkanmenjadi dua:Gelombang Longitudinal dan gelombang transversal.

Berdasarkan cara rambat dan medium yang dilalui, gelombangdikelompokkan menjadi dua:Gelombang Mekanik dan gelombangelektromagnetik

6.      Sifat-sifat umum gelombang , antara lain: dapatdipantulkan, dapat dibiaskan, dapat dipadukan, dapatdilenturkan, dapat diserap arah getarnya.

7.      Manfaat getaran dan gelombang antara lain sebagaiberikut:

Manfaat gelombang elektromagnetik:

1. Sinar gamma     : membunuh sel kanker dan sterilisasi.

2. Sinar X              : mendiagnosa penyakit dan analisisatom

3. Sinar ultraviolet : membunuh kumandan sterilisasi

4. Gelombang radar          : alat komunikasi

5. Gelombang radio          : alat komunikasi