-
ABSTRAK
Gelombang adalah gelaja perambatan suatu gangguan melewati suatu
ruangan, dimana setelah
gangguan itu lewat keadaan ruang akan kembali ke keadaan semula
seperti sebelum gangguan itu datang.
Ketika suatu gelombang menabrak medium yang lebih keras misalnya
kaca maka gelombang akan
mengalami pemantulan. Hukum mepantulan gelombang mengatakan
sudut datang akan memiliki besar
yang sama dengan sudut pantul. Ketika gelombang memasuki medium
yang berbeda dengan kecepatan
awal dan kecepatan setelah memasuki medium kedua berbeda, maka
gelombang akan mengalami
transimisi. Pada saat transmisi tidak sejajar garis normal maka
gelombang akan dibelokkan, pembelokan
inilah yang disebut dengan pembiasan.
Untuk memperagakan peristiwa pemantulan dan pembiasan dapat
mengacu pada hukum snelillius.
Hukum pertama snellius menjelaskan bagaimana pemtulan dan
pembiasan terjadi. Dan di dalam hokum
snellius mengatakan bahwa sinar datang, sinar pantul, dan garis
normal berada pada satu titik dan berada
pada satu bidang datar, dan sudut datang (i)akan sama dengan
sudut pantul(r), dan mengenai pembiasan
yang dinyatakan oleh Snellius bahwa jika seberkas sinar masuk
pada kaca plan paralel maka sinar akan
dibiaskan sejajar mendekatigaris normal lalu setelah itu keluar
darikaca menuju udara kembali menjauhi
garis normal
-
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Gelombang adalah gejala perambatan suatu gangguan melewati suatu
ruangan, dimana
setelah gangguan itu lewat keadaan ruang akan kembali ke keadaan
semula seperti sebelum
gangguan itu dating. Gelombang merupakan salah satu cara
perpindahan energy. Pada saat
merambat, gelombang ada yang memerlukan medium tetapi ada juga
yang tidak memerlukan
medium. Gelombang secara umum dibedakan menjadi dua jenis yaitu
gelombang mekanik
dan gelombang eletromagnetik.
Tedapat beberapa sifat gelombang, namun yang paling mudah
diamati adalah
pemantulan gelombang. Pemantulan terjadi apabiladalam perambatan
gelombang
membentur dinding (penghalang) yang keras. Bila suatu gelombang
dating dengan laju
gelombang yang berbeda, maka sebagian gelombang akan dipantulkan
dan sebagian lagi akan
dibiaskan. Karena dari kehidupan sehari-hari tidak terlepas dari
fenomena pemantulan dan
pembiasan cahaya, maka marilah kita tinjau kedua fenomena
tersebut.
1.2 Rumusan Masalah
1. Mengetahui prinsip penjalaran gelombang dengan memahami
konsep snellius.
2. Kecepatan penjalaran gelombang yang dapat diketahui dengan
menghitung panjang
gelombang dan frekuensi gelombang.
1.3 Tujuan
1. Mempelajari prinsip penjalaran gelombang
2. Menghitung kecepatan penjalaran gelombang
3. Mengetahui prinsip pembiasan dan pemantulan gelombang
-
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Definisi Gelombang
Gerak gelombang dapat dipandang sebagai perpindahan energy dan
momentum dari satu
titik di dalam ruang ke titik lain tanpa perpindahan materi.
Bentuk ideal dari suatu gelombang
akan mengikuti gerak sinusoida. Gelombang memiliki sifat
dualiasme yaitu dapat bersifat
sebagai partikel dan gelombang.
2.2 Macam-macam gelombang
a. Berdasarkan arah rambat dan arah getar
- Gelombang tranversal : gelombang dengan arah rambat tegak
lurus terhadap arah
getarnya
- Gelombang longitudinal : gelombang yang arah getar dan arah
rambatnya sejajar
b. Berdasarkan medium rambatnya
- Gelombang mekanik : gelombang yang membutuhkan media dalam
perambaannya
- Gelombang non-mekanik : gelombang yang tidak membutuhkan media
dalam
perambatannya.
c. Berdasarkan amplitudonya
- Gelombang berjalan : gelombang yang amplitudonya tetap pada
setiap titik yang
dilalui gelombang
- Gelombang satasioner : gelombang yang amplitudonnya dapa
berubah-ubah.
2.3 Sifat-sifat gelombang
Adapun sifat-sifat gelombang antara lain :
a. Refleksi (pemantulan) : Ketika gelombang dari tiep apapun
mengenai sebuah pengahalan
datar seperti misalnya sebuah cermin, gelombang-gelombang baru
dibangkitkan dan
bergerak menjauhi penghalang tersebut. Fenomena ini disebut
dengan pemantulan.
b. Refraksi (pembiasan)
Ketika sebuah berkas cahaya mengenai sebuah permukaan bidang
batas yang memisahkan
dua medium yang berbeda , seperti misalnya sebuah udara dan
kaca, energy cahaya tersebut
dipantilkan dan memasuki medium kedua, perubahan arah dari sinar
yang ditransmisikan
tersebut disebut dengan pembiasan.
c. Interferensi
-
Jika dua buah gelombang mekanis berfrekuensi sama yang merambat
dalam arah yang
sama (hampir sama) dengan beda fase yang tetap konstan terhadap
waktu, maka dapat
terjadi keadaan sedemikian rupa sehingga energinya tidak merata
dalam ruang tetapi pada
titik-titik tertentu dicapai harga maksimum dan pada titik-titik
yang lain harga minimum
(atau bahkan sama dengan nol) hal ini disebuut dengan
interferensi.[2]
d. Difraksi
Difraksi adalah peristiwa pelenturan cahaya hanya ke belakang
penghalang, seperti
misalnya sisi daripada celah. [2]
e. Dispersi
Dispersi gelombang adalah perubahan bentuk gelombang ketika
gelombang merambat
pada suatu medium.Medium nyata yang gelombangnya merambat dapat
disebut sebagai
medium nondispersi. Dalam medium nondispersi, gelombang
mempertahankan
bentuknya.[5]
f. Absorsi
Pada saat gelombang elektromagnetik menabrak sesuatu (suatu
material), biasanya
gelombang akan menjadi lebih lemah atau teredam. Berbanyak daya
yang hilang akan
sangat tergantung pada frekuensi yang digunakan dan tentunya
material yang di tabrak.[4]
g. Polarisasi
Polarisasi merupakan proses pengkutuban atau
penyerapan/pemfilteran cahaya sehingga
dihasilkan arah gelombang cahaya yang sesuai. Polarisasi bisa
kita rasakan saat siang hari
yang cerah warna langit menjadi biru atau dalam dunia modern ini
polarisasi dimanfaatkan
untuk pemakaian kacamata polarisasi atau juga untuk kacamata
3D.[3]
2.4 Pemantulan gelombang
Ketika gelombang dari tiep apapun mengenai sebuah pengahalan
datar seperti misalnya
sebuah cermin, gelombang-gelombang baru dibangkitkan dan
bergerak menjauhi penghalang
tersebut. Fenomena ini disebut dengan pemantulan.
Pemantulan terjadi pada bidang batas antara dua medium yang
berbeda seperti misalnya sebuah
perukaan udara kaca, dalam kasus dimana sebagian energidatang
dipantulakn dan sebagian
ditransmisikan.
Sudut antara sinar datang garis normal (garis yang tegak lurs
permukaan) disebut sudut
datang, bidang yang dibatasi oleh dua garis ini disebut bidang
datang. Sinar yang dipantulkan
terletakdi dalam bidang datang tersebut dan membentuk sudut
dengan garis normal yang sama
dengan sudut datang.
-
Sudut datang = sudut pantul
Hasil ini dikenal dengan hokum pemantulan. Hokum pemantulan
belaku untuk semua jenis
gelombang.
Pecahan energy cahaya dipantulkan pada sebuah bidang batas
seprti misalnya pada
permukaan udara kaca dengan cara rumiit bergantung pada sudut
datang, orientasi vector
medan llistrik yang berhubungan dengan gelombang dan laju cahaya
relative di dalam medium
pertama (udara) dan di dalam medium kedua (kaca). Laju cahaya di
dalam medium seperti
misalnya kaca, air atau udara ditentukan oleh indeks bias n,
yang didefinisikan sebagai
perbandingan laju cahaya dalam ruang hampa c terhadapa laju
tersebut dalam medium v :
=
(1) Gambar pempantulan cahaya
Pemantulan dari permukaan licin disebut pemantulan spekuler
(cermin). Mekanisme fisis
pemantulan cahaya dapat dimengrti melalui penyerapan dan radiasi
ulang (reradiation) cahaya
oleh atom-atom di dalam medium yang memantulkan. Ketika cahaya
yang berjalan di udara
mengenai permukaan gelas, atom-atom di dalam gelas menyerap
cahaya dan meradiasikan
kembali cahaya tersebut dengan frekuensi yang sama kesemua arah.
Gelombang-gelombang
yang diradiasikan kembali oleh atom-atom kaca menginterferensi
seara konstruktif pada
sebuah sudut yang sama dengan sudut datang untuk mengahasilkan
gelombang ang terpantul.
Hukum pemantulan dapat diturunkan dari prinsip Hyugens.
2.5 Pembiasan gelombang
Ketika sebuah berkas cahaya mengenai sebuah permukaan bidang
batas yang memisahkan
dua medium yang berbeda , seperti misalnya sebuah udara dan
kaca, energy cahaya tersebut
-
dipantilkan dan memasuki medium kedua, perubahan arah dari sinar
yang ditransmisikan
tersebut disebut dengan pembiasan.
Gelombang yang ditransmisikan adalah hasil intererensi dari
gelombang dating dan gelombang
yang dihasilkan oleh penyerapan dan adiasi ulang energy cahaya
oleh atom-atom dalam
medium tersebut. Untuk cahaya yang memasuki kaca dari udara, ada
sebuah ketertinggalan
fase (phase lag) antara gelombang yang diradiasikan kemballi dan
gelombang datang.
Demikian juga ketertinggaln fase antara gelombang hasil
(resultan) dan gelombang datang.
Ketertinggalan fase ini berarti bahwa posisi puncak gelombang
dari gelombang yang
dilewatkan diperlmbat relative terhadap posisi puncak gelombang
dari gelombang datang
dalam medium tersebut. Jadi, pada waktunya gelombang yang
dilewatkan tidak berjalan di
dalam medium sejauh gelombang aslinya; jadi kecepatan gelombang
yang dilewatkan lebih
kecil dari kecepatan gelombang datang. Indeks bias yaitu
perbandingan antara laju cahaya di
ruang hampa terhadap laju cahaya dalam medium, selalu besar dari
1. Sebagai contoh, laju
cahaya di dalam kaca kira-kira dua per tiga dari laju cahaya di
ruang bebas. Jadi indeks baisa
kaca kira-kira n = c/v = 3/2.
Karena frekuensi cahaya di medium kedua sama dengan frekuensi
cahaya datang atom-atom
menyerap dan meradiasiulang cahaya tersebut pada fekuensi yang
sam tetapi laju gelombang
berbeda maka panajng gelombang cahaya yang ditransmisikan
berbeda dari panjang
gelombang cahaya di ruang hampa, panjang gelombang di dalam
medium dengan indeks
bias n adalah
= c/f =c/n/f = /n
(2) Gambar pembiasan gelombang
-
2.6 Hukum Snellius
Sudut atau arah perambatan sinar cahaya diukur dengan mengacu ke
garis normal bidang
perbatasan antara kedua bahan. Garis normal adalah sebuah garis
yang mengarah tegak lurus
terhadap permukaan bidang perbatasan. Sudut yang dibentuk oleh
arah sinar datang ke bidang
perbatasan (terhadap garis normal) dan sudut yang dibentuk oleh
arah sinar meningggalkan
bidang perbatasan (terhadap garis normal) secara berturut-turut
disebut sebagai suut datang
dan suut bias sinar cahaya. Kedua istilah ini dapat dijelaskan
secara ilustrasi melalui gambar
berikut.
[3] Penjelasan hukum snellius
Willebord Snellius, seorang astronom berkebangsaan Belanda yang
hidup di abad ke-17,
menemukan bahwa terdapat suatu hubungan matematis antara indeks
bias kedua bahan
dengan nilai sinus ddari sudut-sudut sinar. Ia merumuakan hukum
matematika ini pada
tahun 1621.
Hukum Snellius menyatakan :
n1 sin 1 = 2 sin 2
Di mana : n1 dan n2 secara berturut-turut adalah nilai indeks
bias bahan pertama dan bahan
kedua, sedangkan 1 2 secara berturut-turut adalah sudut datang
dan sudut bias.
Terdapat empat variable matematika d dalam persamaan diatas,
sehingga mengetahui tiga
diantanya saja kita dapat menentukan nilai variable keempat.
Dengan demikian, besarnya
-
pembiasan (pembelokan cahaya) yang terjadi dapat dihitung dengan
menggunakan hukum
Snellius.
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
a. Strobscope
Sebagai penangkap gelombang dengan memberikan berbagai variasi
nilai frekuensi
b. Pembangkit gelombang
Sebagai pembangkit gelombang
c. Meja air
Sebagai tempat meletakan air
d. Kaca cermin
Sebagai media untuk memantukan dan memmbiaskan gelombang
e. Besi pengetuk
Sebagai sumber gelombang
f. Plat acrylic
Sebagai media untuk memberikan kedalaman yang berbeda pada
air
g. Tombol remote control
Sebagai penggerak besi pengetuk
h. Power supply 12 V DC
Sebagai sumber tegangan
i. Air
Sebagai medium perambatan gelombang
j. Penggaris
Sebagai alat untuk mengukur panjang gelombang
k. Kertas
Sebagai media untuk mencatat pergerakan muka gelombang
3.2 Prosedur Percobaan
Setting alat seperti gambar dibawah ini
1. Persiapan
-
Sebelum power supply dihidupkan
a. Posisikan alat-alat percobaan seperti pada gambar dan
pelajari fungsi masing-masing
komponen alat.
b. Bersihkan da nisi meja air (ripple tank) dengan air sampai
menutupi permukaan meja
setinggi 1 s.d. 2 cm (pipa pembuangan air harus dalam kondisi
tertutup dengan
menggunakan penjepit)
c. Pasang besi pengetuk air (single dipper) pada batang besi
yang terhubung dengan alat
pembangkit gelombang.
d. Hidupkan power supply, lalu seting frekuensi gelombang dengan
emutar tombol reg.
frekuensi pada alat stroboscope.
e. Kemudian ketukkan besi pengetuk (dipper) pada permukaan air
dengan cara menekan
tombol remote control satu atau berkali-kali. Amati gerak
gelombang yang terbentuk pada
layar proyeksi.
2. Mementukan kecepatan gelombang harmonic
Percobaan 1
a. Gunakan penggaris pada meja air untuk mengukur panjang
gelombang dalam meter dan
buat catat besar frekuensi dalam HZ yang terbaca oleh
strobe.
b. Pilih frekuensi lain dengan cara mengatur tombol reg.
frekuensi pada alat strobescope dan
ulangi pengukuran panjang gelombang
c. Buatlah table data untuk 5 kali pengukuran.
d. Amati bentuk gelombang yang terjadi pada layar proyeksi dan
gambarkan.
- Hitung kecepantan gelombang untuk setiap pasang
pengukuran.
- Apakah kecepatan konstan?
- Hitung rata-rata kecepatan gelombang.
Percobaan 2
Persamaan = . bisa ditulis sebagai = /, karena itu system
koordinat dengan di plot
sebagai fungsi f-1 sebagai garis lurus, garis lurus yang
dihasilkan berupa kecepatan (v)
gelombang sebagai slope (kemiringan) garis.
a. Gambarkan grafik dari data yang diperoleh, apakah grafik
menghasilkan sebuah garis lurus
yang melalui titik nol (0,0) ?
b. Temukan kemiringan garis, dan bandingkan dengan nilai
kecepatan rata-rata di percobaan
1.
Percobaan 3
-
Karena sulit untuk mengukur dengan tepat, adalah ide yang bagus
untuk mengulang
percobaan dengan menggukur 5 bukannya . Lakukan ini sampai 5 set
data pengukuran.
a. Hitung dan v untuk tiap set data. Apakah cukup konstan?
b. Hitunglah nilali rata-rata kecepatan gelombang.
c. Gambarkan grafik seperti percobaan 2, tetapi dengan yang
diplot sebagai fungsi dari f-1.
Hitungah kemiringan v.
d. Bandingkan 4 nilai v yang anda dapatkan : nilai rata-rata
percobaan 1, kemiringan
percobaan 2, dan nilai rata-rata dan kemiringan dari percobaan
3.
3. Pembiasan dan pemantulan gelombang
Percobaan 1
a. Siapkan seting percobaan seperti gambar diwah ini.
b. Gunakan pengetuk sumber gelombang parallel
c. Gunakan frekuensi antara 15 dan 30.
d. Tempatkan selembar kertas di atas meja.
e. Amati batas antara air dalam dan air dangkal
f. Amati 3 sampai 5 muka gelombang untuk air dangkal dan air
dalam.
Percobaan 2
a. Seting percobaan seperti yang dilakkukan percobaan 1, tetapi
tinggi permukaan air harus
diatur sehingga plat Plexiglas tidak tertutup air.
b. Letakkan lembaran kertas dibawah permukaan air pada meja
air
c. Gammbar muka gelombang dan permukaan gelombang pantul
d. Ukur sudut dating, pantul dan amati sudut keduanya.
-
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Data Percobaan
1. Menentukan kecepatan gelombang
- Menggunakan satu panjang gelombang
No. Single Double Datar
f (Hz) lamda(m) f (Hz) lamda (m) f (Hz) lamda (m)
1 15 1 15 2.2 15 1.9
1.2 2 1.9
1.6 2.2 2
2 20 1.6 20 1.5 20 1.7
1.8 1.6 1.5
1.5 1.7 1.5
3 25 0.9 25 1.4 25 1.2
1.2 1.2 1
1 1.2 1
4 30 1 30 0.9 30 0.8
0.9 0.8 0.9
0.8 1 0.8
5 35 0.8 35 1 35 1
1 1.2 0.9
0.7 1 1
6 40 0.6 40 1 40 0.8
0.9 0.8 0.8
0.8 0.9 0.9
7 45 0.7 45 1 45 0.7
0.9 0.9 0.7
0.5 0.8 0.7
8 50 0.4 50 0.5 50 0.8
0.5 0.5 0.7
0.4 0.6 0.8
9 55 0.6 55 0.5 55 0.6
-
0.5 0.5 0.6
0.4 0.5 0.5
10 60 0.6 60 0.5 60 0.6
0.6 0.7 0.5
0.5 0.6 0.6
11 65 0.3 65 0.5 65 0.5
0.3 0.7 0.5
0.3 0.6 0.4
12 70 0.2 70 0.5 70 0.5
0.2 0.5 0.5
0.2 0.6 0.5
13 75 0.2 75 0.6 75 0.5
0.2 0.6 0.5
0.2 0.7 0.5
- Menggunakan 5 panjang gelombang
No. Datar
f (Hz) 5lamda (m)
1 15 5.5
5.8
6
2 20 4.1
5
5.1
3 25 4.5
3.8
4
4 30 3.7
3.5
3.8
5 35 3.5
3.7
-
3.7
6 40 3.6
3.7
3.7
7 45 3.5
3.6
3.6
8 50 3.5
3.5
3.5
9 55 3.1
3.1
3.1
10 60 3
2.9
3
11 65 3
3.3
3.1
12 70 2.8
2.8
3
13 75 3
3
2.9
2. Pembiasan dan pemantulan gelombang
- Pembiasan gelombang
No. f (Hz) lamda dalam lamda dangkal
30 derajat 65 derajat 90 derajat 30 derajat 65 derajat 90
derajat
1 20 1.6 1.2 1.2 1.7 1.5 1.5
2 1.6 1.7 1.5 1.3 1.7 1.4
-
3 1.8 1.5 1.1 1.2 1.7 1.7
4 1.6 1.7 1.3 1.5 1.9 1.7
5 1.7 1.1 1.5 1.5 1.5 1.6
- Pemantulan gelombang
No f (Hz) Panjang gelombang
30 derajat 65 derajat 90 derajat
1 40 1 0.7 0.6
2 0.8 0.5 0.6
3 0.9 0.6 0.8
4 50 0.4 0.7 0.5
5 0.4 0.6 0.4
6 0.4 0.7 0.4
7 60 0.3 0.6 0.4
8 0.4 0.5 0.5
9 0.5 0.6 0.4
4.2 Pengolahan Data Percobaan
1. Menentukan kecepatan gelombang
- Menggunakan satu panjang gelombang
Dengan menggunakan rumus v = f.
Untuk pengetuk single f = 15 Hz
rata-rata = ( 1 + 2 + 3 )/3
= (1 m + 1,2 m + 1.6 m)/3
= 1.276 m
v = f. rata-rata
= 15 Hz . 1.276 m
= 19 m/s
Jadi, kecepatan gelombang pada saat frekuensi 15 Hz dengan
menggunakan pengetuk
gelombang single adalah 19 m/s.
Untuk pengetuk double f = 15 Hz
rata-rata = ( 1 + 2 + 3 )/3
-
= (2.2 m + 2 m + 2.2 m)/3
= 2.133 m
v = f . rata-rata
= 15 Hz . 2.133 m
= 32 m/s
Jadi, kecepatan gelombang pada saat frekuensi 15 Hz dengan
menggunakan pengetuk
gelombang double adalah 32 m/s.
Untuk pengetuk datar f = 15 Hz
rata-rata = ( 1 + 2 + 3 )/3
= (1.9 m + 1.9 m + 2 m)/3
= 1.933 m
v = f . rata-rata
= 15 Hz . 1.933 m
= 29 m/s
Jadi, panjang gelombanng pada saat frekuensi 15 Hz dengan
menggunakan pengetuk
gelombang datar adalah 29 m/s.
Dengan menggunakan cara yang sama untu nilai frekuensi dan nilai
lamda yang
berbeda-beda dapat dilihat dari table berikut.
No. Single Double Datar
f (Hz) lamda (m) v (m/s) f (Hz) lamda (m) v (m/s) f (Hz) lamda
(m) v (m/s)
1 15 1.267 19.000 15 2.133 32.000 15 1.933 29.000
2 20 1.633 32.667 20 1.600 32.000 20 1.567 31.333
3 25 1.033 25.833 25 1.267 31.667 25 1.067 26.667
4 30 0.900 27.000 30 0.900 27.000 30 0.833 25.000
5 35 0.833 29.167 35 1.567 54.833 35 0.967 33.833
6 40 0.767 30.667 40 0.900 36.000 40 0.833 33.333
7 45 0.700 31.500 45 0.900 40.500 45 0.700 31.500
8 50 0.433 21.667 50 0.533 26.667 50 0.767 38.333
9 55 0.500 27.500 55 0.500 27.500 55 0.567 31.167
10 60 0.567 34.000 60 0.600 36.000 60 0.567 34.000
11 65 0.300 19.500 65 0.933 60.667 65 0.467 30.333
-
12 70 0.200 14.000 70 0.600 42.000 70 0.500 35.000
13 75 0.200 15.000 75 0.633 47.500 75 0.500 37.500
- Menghitung rata-rata kecepatan gelombang
Dengan meggunakan pengetuk gelombang single
v rata-rata = v / 13
= 25.192 m/s
Jadi, dengan meggunakan pengetuk gelombang single diperoleh
nilai kecepatan
gelombang rata-rata sebesar 25.192 m/s
Dengan menggunakan pengetuk gelombang double
v rata-rata = v / 13
= 38.026 m/s
Jadi, dengan menggunakan pengetuk gelombang double diperoleh
nilai kecepatan
gelombang rata-rata sebesar 38.026 m/s
Dengan menggunakan pengetuk gelommbang datar
v rata-rata = v / 13
= 32.077 m/s
Jadi, dengan menggunakan pengetuk gelombang datar diperoleh
nilai kecepatan
gelombang sebesar 32.077 m/s
Berikut table yang menunjukan nilali kecepatan rata-rata
No. Single Double Datar
f (Hz) lamda (m) v (m/s) f (Hz) lamda (m) v (m/s) f (Hz)
lamda
(m) v (m/s)
1 15 1.267 19.000 15 2.133 32.000 15 1.933 29.000
2 20 1.633 32.667 20 1.600 32.000 20 1.567 31.333
3 25 1.033 25.833 25 1.267 31.667 25 1.067 26.667
4 30 0.900 27.000 30 0.900 27.000 30 0.833 25.000
5 35 0.833 29.167 35 1.567 54.833 35 0.967 33.833
6 40 0.767 30.667 40 0.900 36.000 40 0.833 33.333
7 45 0.700 31.500 45 0.900 40.500 45 0.700 31.500
-
8 50 0.433 21.667 50 0.533 26.667 50 0.767 38.333
9 55 0.500 27.500 55 0.500 27.500 55 0.567 31.167
10 60 0.567 34.000 60 0.600 36.000 60 0.567 34.000
11 65 0.300 19.500 65 0.933 60.667 65 0.467 30.333
12 70 0.200 14.000 70 0.600 42.000 70 0.500 35.000
13 75 0.200 15.000 75 0.633 47.500 75 0.500 37.500
kecepatan rata-
rata 25.192
kecepatan rata-
rata 38.026
kecepatan rata-
rata 32.077
- Grafik terhadap f-1 untuk pengetuk gelombang single
- Grafik terhadap f-1 untuk pengetuk gelombang double
y = 23.72x + 0.0544R = 0.7969
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08
Pan
jan
g ge
lom
ban
g
1/frekuensi (Hz)
Grafik panjang gelombang terhadap satu per frekuensi
Series1
Linear (Series1)
-
- Grafik terhadap f-1 untuk pengetuk gelombang datar
- Dengan mengganti nillai satu panjang gelombang dengan lima
panjang gelombang
pada pengukuran sehingga menggunakan persamaan
v = f. 5
Untuk pengetuk gelombang datar f = 15 Hz
5 rata-rata = ( 51 + 52 +5 3 )/3
= (5.5 m + 5.8 m + 6 m)/3
= 5.767 m
v = f . 5 rata-rata
= 15 Hz . 5.767 m
y = 28.164x + 0.2173R = 0.8071
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08
Pan
jan
g ge
lom
ban
g
1/frekuensi (Hz)
Grafik panjang gelombang terhadap satu per frekuensi
Series1
Linear (Series1)
y = 27.118x + 0.1081R = 0.9625
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08
pan
jan
g ge
lom
ban
g
1/frekuensi (Hz)
Grafik panjang gelombang terhadap satu per frekuensi
Series1
Linear (Series1)
-
= 86.5 m/s
Jadi, panjang gelombang yang dihasilkan pengetuk gelombang datar
yang dihitung
setiap 5 panjang gelombang adalah 86.5 m/s
Mengukur kecepatan rata-rata
v rata-rata = v / 13
= 152.179 m/s
Jadi, kecepatan rata-rata gelombang dengan menggunakan pengetuk
gelombang untuk
frekuensi 15 Hz adalah 152.179 m/s
Dengan menggunakan cara yang sama untuk nilai lamda dan panjang
gelombang yang
berbeda-beda
No. Datar
f (Hz) 5Lamda (m) v (m/s)
1 15 5.767 86.500
2 20 4.733 94.667
3 25 4.100 102.500
4 30 3.667 110.000
5 35 3.633 127.167
6 40 3.667 146.667
7 45 3.567 160.500
8 50 3.500 175.000
9 55 3.100 170.500
10 60 2.967 178.000
11 65 3.133 203.667
12 70 2.867 200.667
13 75 2.967 222.500
kecepatan rata-rata 152.179
- Grafik terhadap f-1 untuk pengetuk gelombang datar untuk lima
kali panjang
gelombang
-
2. Pembiasan dan pemantulan gelombang
- Pembiasan gelombang
Dengan mengunakan persamaan
sin()
sin()=
Untuk sudut datang 30 derajat
Sin (b) = sin (i) x ( dalam)/( dangkal)
= sin (30) x (1.6 m /1.7 m)
= 0.5
b = arc sin 0.5
= 32 derajat
Jadi, sudut bias yang dihasilkan akibat sudut datang 30 derajat
adalah 32 derajat
Untuk sudut datang 65 derajat
Sin (b) = sin (i) x ( dalam)/( dangkal)
= sin (65) x (1.2 m / 1.5 m)
= 1
b = arc sin 1
= 90 derajat
Jadi, sudut bias yang dihasilkan dengan sudut datang 65 derajat
adalah 90 derajat
Untuk sudut datang 90 derajat
y = 50.312x + 2.2593R = 0.9636
0.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08
pan
jan
g ge
lom
ban
g
1/frekuensi (Hz)
Grafik panjang gelombang terhadap satu per frekuensi
Series1
Linear (Series1)
-
Sin (b) = sin (i) x ( dalam)/( dangkal)
= sin (90) x (1.2 m / 1.5 m)
= 1
b = arc sin 1
= 90 derajat
Jadi, sudut bias yang dihasillkan akibat sudut pantul 90 derajat
adalah 90 derajat
Dengan cara yang sama untuk lima kali pengukuran diperoleh nilai
sudut bias yang
berbeda-beda, dapat dilihat pada table berikut.
No. lamda dangkal per lamda
dalam sin (b)
b (derajat)
30
derajat
65
derajat 90 derajat 30 derajat
65
derajat 90 derajat
30
derajat
65
derajat
90
derajat
1 1.063 1.250 1.250 0.5 1.0 1.1 32.0 90 95
2 0.813 1.000 0.933 0.4 0.8 0.8 24.0 53.13 53.13
3 0.667 1.133 1.545 0.3 0.9 1.4 19.5 64.158 113.58
4 0.938 1.118 1.308 0.5 0.9 1.2 28.0 64.158 101.5
5 0.882 1.364 1.067 0.4 1.1 1.0 26.2 95 90
4.3 Analisa Percobaan
Untuk percobaan pertama yaitu tentang mengukur panjang gelombang
dengan
memberikan beberapa variasi frekuensi diperoleh hubungan bahwa
semakain besar nilai frekuensi
yang diberikan maka akan semakin kecil panjang gelombang yang
terlihat. Menurut pengamatan
saya hal ini disebabkan dari fungsi stroboscope. Fungsi
strobescope adalah menangkap gelombang
sesuai dengan frekuensi yang dimasukan, jika frekuensi yang
diberikan semakin besar maka
semakin banyak gelombang yang ditangkap sehingga jarak anata
muka gelombang semakin kecil.
Untuk percobaan dengan menggunakan pengetuk single akan memiliki
panjang gelombang yang
lebih kecil dari pada menggunakan pengetuk gelombang double dan
datar. Hal ini disebabkan jeis
gelombang yang dihasilkan oleh pengetuk gelombang single berupa
muka gelombang air
sedangkan untuk gelombang yang dihasilkan oleh pengetuk
gelombang double adalah hasil
penjumlahan antar dua gelombang sehingga gelombang yang
diperoleh akan lebih panjanng.
Karena diketahui kecepatan gelombang berantung pada frekuensi
dan panjang gelombang maka
-
kecepatan rata-rata gelombang yang paling besar adalah gelombang
yang dihasilkan dengan
menggunakan pengetuk gelombang double yaitu 38. 026 m/s.
Untuk pengukuran 5 kali panjang gelombang diperoleh nilai
panjang gelombang yang lebih
besar dan nilali kecepatan gelombang yang lebih besar. Jika
dilihat dari grafik, dapat diperoleh
hubungan dimana semakin besar nilai panjang gelombang maka akan
semakin besar pula nilai
perioda yang di dapat. Dikarenakan pada pengukuran dengan
menggunakan 5 kali panjang
gelombang diperoleh grafik yang semakin baik.
Untuk percobaan kedua adalah mengukur panjang gelombang dalam
dan panjang
gelombang dangkal. Dilihat dari data pengukuran yang diperoleh
untuk sudut 30 derajat adalah
panjang gelombang untuk daerah yang dalam akan lebih besar
dibandingkan dengan gelombang
pada daerah dangkal. Hal ini sesuai dengan teori yang ada,
dimana panjang gelombang bergantung
kepada kedalam air. Akan tetapi pada pengukuran untuk sudut 65
derajat dan 90 derajat tidak
memperoleh hasil yang serupa. Ketika pengukuran pada sudut 65
derajat dan 90 derajat diperoleh
hasil dimana panjang gelombang pada daerah yang dangkal lebih
besar dibandingkan dengan
panjang gelombang pada derah dalam. Hal ini tidak sesuai dengan
teori yang ada, maka praktikan
menerka bahwa banyak terjadi kesalah pada saat pengukuran
dimullai dari pencatatan penajng
gelombang yang krang teliti, kesalahan pada peletakan sudut
hingga kesalah dalam perhitungan.
Factor lain yang mempengaruhi adalah ketika percobaan kedua
dilakukkan seharusnya praktikan
mengamati gelombang yang lewat dibawah plat akan tetapi karena
kejadian itu sulit untuk
dilakukan sehingga praktikan mengamati gelombang hasil pembiasan
hanya dari gelombang yang
dapat diamati saja.
-
BAB V SIMPULAN
5.1 Simpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa
gelombang terbagi atas dua
jenis menurut medium perambatannya yaitu gelombang mekanik dan
gelombang non mekani. Pada
percobaan ini digunakan gelombang mekanik dimana gelombang air
membutuhkan medium
sebagai media perambatannya. Gelombang merupakan getaran yang
merambat dimana akan
terdapat kecepatan gelombang. Kecepatan gelombang akan
bergantung pada harga frekuensi dan
panjang gelombang tersebut.
Ketiak suatu gelombang menabrak medium yang lebih keras pada
umumnya gelombang akan
dipantulkan sedangkan pada saat gelombang memasuki dua medium
yang berbeda dengan nilali
indeks yang berbeda maka gelombang akan ditransmisikan dengan
arah menjauhi atau mendekati
garis normal sesuai nilai indeks bias. Pembelokan arah transmisi
tersebut disebutdengan peristiwa
pembiasan gelombang.
5.2 Saran
Pada percobaan ini, praktikan dapat mengerti cara perhitungan
panjang gelombang dan
hubungan antara frekuensi, panjang gelombang dan kedalaman air.
Akan tetapi alangkah baik
ketika percobaan tentang pembiasan dan pemantulan gelombang
gelombang, sedikit lebih
diperbaiki karena pada saat praktikum saya tidak dapat melihat
peristiwa penjalaran gelombang
pada air dalam.
-
LAMPIRAN
Tugas Pendahuluan
Terangkan dan jelaskan sifat-sifat gelombang dibawah ini
1. Hubungan antara dan f mejadi v = .f dimana v adalah kecepatan
rambat gelombang; f adalah
frekuensi; adalah panjang gelombang.
= 2/T = 2f
v = /k ; k=2/
= kv
2f = 2/.v
v = .f
2. Prinsip pemantulan (refletion) gelombang
Bila suatu gelombang dating pada satu permukaan batas yang
memisahkan dua daerah dengan laju
gelombang berbeda maka sebagian akan dipantulkan dan sebagian
yang lain akan ditransmisikan.
3. Prinsip pembiasan (refrection) gelombang
Jika suatu gelombang dating pada sutau permukaan batas yang
memisahkan dua daerah denan lanju
gelombang berbeda maka sebagian gelombang dipantulan dan
sebagian akan ditransmisikan.
Berkas yang terpantul akan membentuk sudut dengan garis normal
permukaan yang besarnya sama
dengan sudut berkas dating. Sebaliknya, berkas yang
ditrasmisikan akan dibelokan atau menjauhi
garis normal bergantung pada besar atau kecil daripada lalju
gelombang dalam medium dating.
-
Pembelokan yan ditransmisikan disebut dengan pembiasan
gelombang. Dalam bahasa yang lebih
sederhana, pembiasan gelombang adalah perubahan arah berkas
transmisi.
4. Tentukan posisi bayangan yang dibentk oleh cerin datar
relative terhadap jarak gambar dari cermin.
Pembentukan bayangan oleh cermin datar
Bayangan terletak di belakang cermin dengan sifat bayangan sama
besar, maya dan tegak.
5. Tentukan bagaimana kecepatan gelombang bergantung pada
frekuensi dan kedalaman air.
Frekuensi adalah banyak gelombang yang dilakukan tiap detik.
Karena gelombang air merupakan
gelombang mekanik, dimana gelombang mekanik adalah gelombang
yang bergantung kepada
medium permbatannya maka gelombang air bergantung pada medium
rambatnya. Untuk medium
rambat yang besar maka panjang gelombang juga akan semakin
besar. Hal ini menyebabkan
kedalah air memperngaruhi panjang gembang. Menurut persamaan v =
f. , maka diperoleh
hubungan bahwa kecepatan gelombang didalam air bergantung pda
frekuensi dan kedalam air.
-
DAFTAR PUSTAKA
1. Tipler. 1991. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 2.
Erlangga. Jakarta
2. Halliday. 1984. Fisika Jilid 2. Erlangga. Jakarta
3.
http://heni-sri-fst12.web.unair.ac.id/artikel_detail-79207-Umum-
Optik%20Fisis%20,%20Difraksi%20,%20Interferensi%20dan%20Polarisasi%20Cahaya.html
:
16 Maret 2014/16.00 WIB
4. https://docs.google.com/document/d/1UyYD6NGI4ZG5-
nWnWWaWr60LHnKfkb22NZN7W_bp5lM/edit?hl=in 16 Maret 2014/16.20
WIB
5. http://rit95.wordpress.com/2013/08/21/dispersi-gelombang/ 16
Maret 2014/16.10 WIB
Keterangan gambar
(1)
http://sandrihidayat.files.wordpress.com/2011/05/pemantulan1.jpg 16
Maret 2014/16.30
WIB
(2) http://4.bp.blogspot.com/-
AntMlakJg7M/T9p0_70KfxI/AAAAAAAAAI0/2j_DkIgQvcg/s1600/1.bmp 16
Maret
2014/16.30 WIB
(3) http://lh6.ggpht.com/-fTIojxG-
LA0/URcxkJDiSwI/AAAAAAAAAGg/aLX2jRCTlzw/screenshot-
1_thumb%25255B3%25255D.png?imgmax=800 16 Maret 2014/16.30
WIB