Disusun oleh : MIRA RESTUTI PENDIDIKAN FISIKA (RM)

Transkripsi

1 Disusun oleh : MIRA RESTUTI PENDIDIKAN FISIKA (RM) PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2013

2 Kompetensi Dasar : 1.1 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukuranya. 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif; dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan, melaporkan dan berdiskusi Menyelidiki karakteristik gelombang mekanik melalui percobaan 4.9 Menyelidiki karakteristik gelombang mekanik melalui percobaan.

3 Pengantar Pernahkah anda bermain ke pantai? Suatu pemandangan indah ketika kita berada di pantai adalah gulungan gelombang laut yang datang dari tengah dan akhirnya pecah di tepi pantai, indah sekali, apalagi ketika kita berada di pantai kuta, Bali. Gelombang laut merupakan salah satu contoh gelombang yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Selain gelombang laut, masih terdapat banyak contoh lainnya. Ketika anda melempar sebuah batu kecil pada permukaan air yang tenang, akan muncul gelombang yang berbentuk lingkaran dan bergerak ke luar. Contoh lain adalah gelombang yang merambat sepanjang tali yang terentang lurus, ketika kita menggerakan tali naik turun. Dan, sebenarnya gelombang itu apa? terus apa yang menjadi penyebab adanya gelombang? MARI KITA PELAJARI PETA KONSEP TERLEBIH DAHULU

4 GELOMBANG Jenis-jenis Gelombang Karakteristik Gelombang Arah Rambat & Arah Getar Medium Amplitudo Pemantulan Pembiasan Gel. Transversal Gel. Mekanik Gel. Berjalan Difraksi Gel. Longitudinal Gel. Elektromagn etik Gel. Stasioner Dispersi Interferensi Polarisasi

5 GELOMBANG Gelombang bunyi, gelombang cahaya, gelombang radio, dan gelombang air. Gelombang adalah getaran yang merambat

6 JENIS-JENIS GELOMBANG Amplitudo Medium Arah Rambat & Arah Getar

7 Arah Rambat dan Arah Getar GELOMBANG TRANSVERSAL Gelombang yang arah rambat tegak lurus pada arah getarnya. Contohnya gelombang air, tali dan cahaya. GELOMBANG LONGITUDINAL Gelombang yang arah rambat dan arah getarnya sejajar. Gelombang yang arah rambat dan arah getarnya sejajar.

8 Berdasarkan Medium GELOMBANG MEKANIK Gelombang yang membutuhkan media dalam merambat. Contoh : Gelombang tali dan gelombang bunyi. GELOMBANG ELEKTROMAGN ETIK Gelombang yang dapat merambat baik melalui medium ataupun vakum (tanpa medium). Contohnya cahaya, gelombang radio dan sinar- X.

9 Gelombang berjalan adalah gelombang yang memiliki amplitudo tetap. Gelombang stasioner merupakan jenis gelombang yang bentuk gelombangnya tidak bergerak melalui medium, namun tetap diam. Berdasarkan Amplitudo

10 CIRI DAN KARAKTERISTIK GELOMBANG PEMANTULAN POLARISASI PEMBIASAN INTERFERENSI DIFRAKSI DISPERSI

11 Peristiwa pengembalian seluruh atau sebagian dari suatu berkas partikel atau gelombang bila berkas tersebut bertemu dengan bidang batas antara dua medium. Hukum Pemantulan Sudut datang ( i θ ) sama dengan sudut pantul ( r θ ).

12 Pembelokan arah lintasan gelombang setelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda. Hukum Snellius tentang pembiasan: Sinar datang, garis normal, dan sinar bias, terletak pada satu bidang datar n= c/v Dengan : C = laju cahaya di ruang hampa V = laju cahaya dalam suatu medium N = indeks bias mutlak

13 DISPERSI Peristiwa penguraian sinar cahaya yang merupakan campuran beberapa panjang gelombang menjadi komponenkomponennya. D = i + r - β Keterangan: β = sudut pembias prisma i = besar sudut cahaya datang ke prisma r = besar sudut cahaya saat meninggalkan prisma D = sudut deviasi

14 DIFRAKSI Penyebaran atau pembelokan gelombang Besarnya difraksi bergantung pada ukuran penghalang dan panjang gelombang

15 INTERFERENSI Interferensi terjadi pada dua gelombang koheren, yaitu gelombang yang memiliki frekuensi dan beda fase sama.

16 POLARISASI Proses pembatasan getaran vektor yang membentuk suatu gelombang transversal sehingga menjadi satu arah.

17 Contoh Soal (PEMANTULAN): Sebuah pembangkit bola digetarkan naik dan turun pada permukaan air dalam tangki riak dengan frekuensi tertentu, menghasilkan gelombang lingkaran seperti pada Gambar 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; (c) cepat rambat gelombang. Pembahasan: Jarak dua muka gelombang yang berdekatan = 1λ. Dengan demikian, jarak PQ = 3(1λ) 0,015 m = 3λ λ = 0,005 m 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 P menempu waktu 3T. Jadi, selang waktu total = 3T + 3T 0,6 s = 6T T = 0,1 s. Frekuensi f adalah kebalikan periode, sehingga: f = 1/(0,1s) = 10 Hz. Cepat rambat v = λf = (0,005m)(10 Hz) = 0, 05 m/s.

18 Contoh Soal (PEMBIASAN) : Jika sudut datang sinar adalah 53 dan sudut bias sebesar 37 tentukan nilai indeks bias medium yang kedua jika medium yang pertama adalah udara! Pembahasan Soal diatas termasuk tipe mudah, penggunaan dari persamaan : n 1 sin i = n 2 sin r Dimana : n 1 = indeks bias medium 1 (tempat sinar datang) n 2 = indeks bias medium 2(tempat sinar bias) i = besar sudut datang r = besar sudut bias Sehingga: n 1 sin i = n 2 sin r (1) sin 53 = n 2 sin 37 4 / 5 = n 2 3 / 5 n 2 = 4 / 3

19 Contoh Soal (DIFRAKSI): Cahaya mempunyai panjang gelombang 540 nm didifraksikan oleh kisi yang mempunyai 2400 garis/cm. Tentukan sudut difraksi orde kedua! Pembahasan: Diketahui: Panjang gelombang = 540 nm = 540 x 10-9 m = 5,40 x 10-7 m d = 1 / (2400 garis/cm) = 0,0004 cm = 4 x 10-4 cm = 4 x 10-6 m n = 2 (orde kedua) Ditanya : sudut difraksi orde kedua (n = 2) Jawab:

20 Contoh Soal (DISPERSI) : Seberkas cahaya putih menembus sebuah prisma tipis dengan sudut pembias 10, jika indeks bias untuk cahaya merah dan ungu masingmasing 1,49 dan 1,52, tentukanlah besar sudut dispersinya! Penyelesaian: Diketahui: β = 10 n m = 1,49 n u = 1,52 Ditanyakan: φ =...? Jawab: φ = (n u n m ) β φ = (1,52 1,49)10 φ = (0,03)10 φ = 0,3

21 Contoh Soal (INTERFERENSI) Seutas tali panjangnya 80 cm direntangkan horizontal. Salah satu ujungnya digetarkan harmonik naik-turun dengan frekuensi Hz dan amplitudo 12 cm, sedang ujung lainnya terikat. Getaran harmonik tersebut merambat ke kanan sepanjang kawat dengan cepat rambat 3 cm/s. Tentukan amplitudo gelombang hasil interferensi di titik yang berjarak 53 cm dari titik asal getaran! Dik: l = 80 cm f = Hz A = 12 cm v = 3 cm/s x = (80-53) cm = 27 cm Untuk menentukan amplitude gelombang stasioner As dengan persamaan: AS = 2A sin kx, λ = k = 12 cm As = 2 (12) sin ( ) (27) = 24 sin 4,5 = 24 x 1 = 24 cm

22 Contoh Soal (POLARISASI): Jika sudut antara kedua sumbu polarisasi pada kedua polaroid adalah 60 o, tentukan intensitas cahaya yang diteruskan oleh polaroid pertama dengan intensitas I 0 dan polaroid kedua! Diketahui: θ = 60 o Ditanya: I 1 =...? I 2 =...? Pembahasan : I 1 = ½ I 0 I 2 = ½ I 0 cos 2 θ = ½ I 0 cos 2 60 o = 0,125 I 0

23 Perambatan suatu getaran yang tidak disertai dengan perpindahan medium perantaranya, tetapi hanya memindahkan energy di sebut :

24 Sudut pantul sama dengan sudut datang merupakan definisi dari :

25 Peristiwa pembelokan gelombang ketika melewati celah sempit atau penghalang disebut?

26 Seutas tali yang ditegangkan dengan gaya 5 N dan salah satu ujungnya digetarkan dengan frekuensi 40 Hz terbentuk gelombang dengan panjang gelombang 50 cm. Jika panjang tali 4 m, hitunglah cepat rambat gelombang pada tali tersebut!

27 KARAKTERISTIK GELOMBANG : Pemantulan Pembiasan Difraksi Dispersi Interferensi Polarisasi Gelombang bukan merupakan materi, pola gelombang dapat merambat pada materi. Maka, gelombang adalah getaran yang merambat.

28 TERIMA KASIH