Gelombang adalah getaran yang merambat gerak gelombang dapat dipandang sebagai perpindahan momentum dari suatu titik di dalam ruang ke titik lain tanpa perpindahan.
Suatu medium disebut:
• Linear jika gelombang yang berbeda di semua titik tertentu di medium bisa dijumlahkan.
• Terbatas jika terbatas, selain itu disebut “tak terbatas”.
• Seragam jika ciri fisiknya tidak berubah di titik yang berbeda.
• Isotropik jika ciri fisiknya “sama” di arah yang berbeda.
Contoh sederhana gelombang, apabila kita mengikatkan satu ujung tali ke tiang, dan satu ujung talinya lagi digoyangkan, akan terbentuk banyak bukit dan lembah di tali yang digoyangkan tadi. Inilah yang disebut dengan gelombang.
Jenis-Jenis Gelombang
Dalam kenyataannya pengklasifikasian gelombang sangat beragam, ada yang menurut arah rambatnya, medium perambatannya, menurut dimensi penyebaran rambatannya dll.
Namun yang akan dibahas pada makalah ini hanya dua pengklasifikasiaan gelombang yaitu menurut arah perambatannya dan kebutuhan medium perambatannya. Gelombang menurut arah perambataanya:
• Gelombang longitudinal
Gelombang dengan arah gangguan sejajar dengan arah penjalarannya. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi, gelombang bunyi ini analog dengan pulsa longitudinal dalam suatu pegas vertikal di bawah tegangan dibuat berosilasi ke atas dan ke bawah disebuah ujung, maka sebuah gelombang longitudinal berjalan sepanjang pegas.
• Gelombang Transversal
Gelombang transversal adalah gelombang dengan gangguan yang tegak lurus arah penjalaran. Misalnya gelombang cahaya dimana gelombang listrik dan gelombang medan magnetnya tegak lurus kepada arah penjalarannya.
Besaran-Besaran Gelombang
1. Panjang Gelombang
Ketika kalian mengamati gelombang pada permukaan air, lalu menjatuhkan batu di atas permukaan air, di situlah akan terlihat puncak dan lembah yang disebut dengan panjang gelombang, yaitu jarak dua puncak yang berdekatan atau jarak dua lembah yang berdekatan.
2. Cepat Rambat Gelombang
Cepat rambat gelombang untuk melihat seberapa cepat sebaran gelombang berpindah dari satu tempat ke tempat lain.
3. Simpangan
Selama gelombang merambat, simpangan pada suatu medium selalu berubah-ubah, yaitu mulai dari nilai minimumnya sampai nilai maksimumnya. Nilai maksimum dan minimum diperoleh secara periodik.
4. Amplitudo
Amplitudo gelombang adalah panjang simpangan maksimum. Amplitudo adalah pengukuran skalar yang nonnegatif dari besar osilasi suatu gelombang.
Amplitudo juga dapat didefinisikan sebagai jarak atau simpangan terjauh dari titik kesetimbangan dalam gelombang sinusoide yang kita pelajari pada mata pelajaran fisika dan matematika – geometrika. Amplitudo dalam sistem internasional biasa disimbolkan dengan (A) dan memiliki satuan meter (m).
5. Periode
Periode adalah waktu osilasi yang diperlukan oleh suatu benda untuk kembali osilasi yang semula. Misalkan suatu titik berada di simpangan nol.
6. Frekuensi
Frekuensi adalah banyaknya osilasi setiap detik pada suatu medium. Untuk menghitung frekuensi, seseorang menetapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa, dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu.
Pada Sistem Satuan Internasional, hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz (Hz), yaitu nama pakar fisika dari Jerman bernama Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali. Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali per detik.
7. Kecepatan Osilasi
Osilasi merupakan variasi periodik terhadap waktu dari suatu hasil pengukuran, contohnya ayunan bandul. Istilah vibrasi atau getaran sering digunakan sebagai sinonim osilasi, walaupun sebenarnya vibrasi merujuk kepada jenis spesifik osilasi, yaitu osilasi mekanis.
Osilasi tidak hanya terjadi pada suatu sistem fisik, tetapi bisa juga di sistem biologi dan bahkan dalam masyarakat. Osilasi terbagi menjadi dua jenis, yaitu osilasi harmonis sederhana dan osilasi harmonis kompleks.
Dalam osilasi harmonis yang sederhana terdapat gerak harmonis sederhana, yang bisa terjadi di sebuah benda, molekul, atau atom.
Sifat Gelombang
Untuk memahami gelombang, kita perlu mengenali sifat-sifatnya terlebih dahulu, seperti dijelaskan di bawah ini:
1. Dispersi Gelombang
Dispersi gelombang adalah perubahan bentuk gelombang ketika merambat melalui satu medium. Medium yang dilewati ketika gelombang tidak bergantung pada panjang maupun frekuensi gelombang disebut medium dispersif.
2. Pemantulan Gelombang
Ketika gelombang menabrak penghalang atau berada pada ujung dari medium rambatnya, sebagian gelombang akan dipantulkan.
Sudut yang dibentuk gelombang datang terhadap permukaan pantulan sama dengan sudut yang dibuat oleh gelombang pantulnya, sesuai dengan hukum pemantulan.
Sudut datang dijelaskan sebagai sudut yang dibuat oleh gelombang datang terhadap garis tegak lurus permukaan pantul.
Sementara itu, sudut pantul adalah sudut yang dibentuk gelombang yang telah dipantulkan. Hukum pemantulan ini berlaku untuk semua jenis gelombang.
3. Pembiasan Gelombang
Gelombang yang melewati dua medium yang berbeda, sebagian akan dipantulkan sementara sebagian lainnya akan diteruskan. Pembelokan berkas gelombang yang diteruskan dikenal dengan istilah pembiasan atau refraksi.
Salah satu contohnya adalah ketika kita memasukkan pensil ke dalam gelas berisi air dan pensil tersebut terlihat seakan-akan patah.
4. Interferensi Gelombang
Interferensi atau penggabungan gelombang terjadi ketika dua gelombang koheren bertemu. Interferensi gelombang dapat dilihat pada riak air di permukaan.
Ketika terdapat dua sumber gelombang di permukaan air, muka gelombang tersebut akan bertemu dan membentuk pola interferensi.
5. Polarisasi Gelombang
Polarisasi merujuk pada arah getaran gelombang yang dapat diserap. Polarisasi gelombang terdiri dari polarisasi vertikal dan horizontal.
Polarisasi vertikal dapat kita lihat dengan menggerakkan tali dari atas ke bawah. Sementara itu, polarisasi horizontal bisa kita amati dengan menggerakkan tali ke kanan dan kiri.
6. Efek Doppler
Jika suatu sumber gelombang dan penerimanya bergerak relatif satu sama lain, frekuensi yang dideteksi penerima tidak sama dengan frekuensi sumber. Ketika keduanya bergerak saling mendekati, frekuensi yang terdeteksi akan lebih besar daripada frekuensi sumber.
Peristiwa ini disebut dengan efek Doppler. Efek Doppler salah satunya dimanfaatkan radar polisi untuk mengukur kelajuan mobil.
