Judul: Makalah Fisika Tentang Gelombang
Penulis: AguNk AguNk
BAB I
PENDAHULUAN
A. Pengertian Gelombang
Gelombang adalah suatu getaran yang merambat, dalam perambatannya gelombang membawa energi. Dengan kata lain, gelombang merupakan getaran yang merambat dan getaran sendiri merupakan sumber gelombang. Jadi, gelombang adalah getaran yang merambat dan gelombang yang bergerak akan merambatkanenergi (tenaga).
Gelombang tali adalah gelombang yang merambat pada tali. Gelombang ini merupakan gelombang mekanik, dengan tali sebagai mediumnya. Jenis gelombang ini walaupun terlihat sederhana dapat menjelaskan efek-efek gelombang pada umumnya seperti refraksi, refleksi, transmisi dan superposisi.
Gelombang Air adalah pergerakan naik dan turunnya air dengan arah tegak lurus permukaan air laut yang membentuk kurva/grafik sinusoidal. Gelombang laut biasanya disebabkan oleh angin. Angin di atas lautan memindahkan tenaganya ke permukaan perairan, menyebabkan riak-riak, alunan/bukit, dan berubahmenjadi apa yang kita sebut sebagai gelomau ombak.
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 bila Anda menggerakan tali naik turun. Ketika kita berbicara mengenai gelombang, kita tidak bisa mengabaikan getaran. Getaran dan gelombang mempunyai hubungan yang erat sekali. Pokok bahasan getaran telah Anda pelajari di kelas XI.
Ketika kita melempar batu ke dalam genangan air yang tenang, gangguan yang kita berikan menyebabkan partikel air bergetar atau berosilasi terhadap titik setimbangnya. Perambatan getaran pada air menyebabkan adanya gelombang pada genangan air tadi. Jika kita menggetarkan ujung tali yang terentang, maka gelombang akan merambat sepanjang tali tersebut. Gelombang tali dan gelombang air adalah dua contoh umum gelombang yang mudah kita saksikan dalam kehidupan sehari-hari.
Ketika kita melihat gelombang pada genangan air, seolah-olah tampak bahwa gelombang tersebut membawa air keluar dari pusat lingkaran. Demikian pula, ketika Anda menyaksikan gelombang laut bergerak ke pantai, mungkin Anda berpikir bahwa gelombang membawa air laut menuju ke pantai. Kenyataannya bukan seperti itu. Sebenarnya yang Anda saksikan adalah setiap partikel air tersebut berosilasi (bergerak naik turun) terhadap titik setimbangnya. Hal ini berarti bahwa gelombang tidak memindahkan air tersebut. Kalau gelombang memindahkan air, maka benda yang terapung juga ikut bepindah. Jadi, air hanya berfungsi sebagai medium bagi gelombang untuk merambat.
Pada pertanyaan di atas juga mengemuka bahwa ketika Anda mandi di air laut, Anda merasa merasa terhempas ketika diterpa gelombang laut. Hal ini terjadi karena setiap gelombang selalu membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Ketika mandi di laut, tubuh kita terhempas ketika diterpa gelombang laut karena terdapat energi pada gelombang laut. Energi yang terdapat pada gelombang laut bisa bersumber dari angin dan lainnya.
B. Jenis gelombang
Pada penjelasan di atas, telah disebutkan beberapa contoh gelombang yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Walaupun terdapat banyak contoh gelombang dalam kehidupan kita, secara umum hanya terdapat dua jenis gelombang saja, yaknigelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Pembagian jenis gelombang ini didasarkan pada medium perambatan gelombang :
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, dibagi menjadi dua, yaitu gelombang transversal dan longitudinal:
1. Gelombang transversal, yaitu gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah getarannya. Contoh gelombang transversal adalah gelombang tali. Ketika kita menggerakan tali naik turun, tampak bahwa tali bergerak naik turun dalam arah tegak lurus dengan arah gerak gelombang.
Ketika kita menggerakan tali naik turun, tampak bahwa tali bergerak naik turun dalam arah tegak lurus dengan arah gerak gelombang. Garis putus-putus yang digambarkan di tengah sepanjang arah rambat gelombang menyatakan posisi setimbang medium (misalnya tali atau air). Titik tertinggi gelombang disebut puncak sedangkan titik terendah disebut lembah. Amplitudoadalah ketinggian maksimum puncak atau kedalaman maksimum lembah, diukur dari posisi setimbang. Jarak dari dua titik yang sama dan berurutan pada gelombangdisebut panjang gelombang (disebut lambda – huruf Yunani). Panjang gelombang juga bisa juga dianggap sebagai jarak dari puncak ke puncak atau jarak dari lembah ke lembah.
2. Gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah rambatannya sejajar dengan arah getarannya (misalnya gelombang slinki). Gelombang yang terjadi pada slinki yang digetarkan, searah dengan membujurnya slinki berupa rapatan dan regangan. Jarak dua rapatan yang berdekatan atau dua regangan yang berdekatan disebut satu gelombang.
Contoh: getaran sinar gitar yang dipetik, getaran tali yang digoyang-goyangkan pada salah satu ujungnya.
Rapatan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling mendekat, sedangkan regangan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling menjahui. Jika gelombang tranversal memiliki pola berupa puncak dan lembah, maka gelombang longitudinal terdiri dari pola rapatan dan regangan. Panjang gelombang adalah jarak antara rapatan yang berurutan atau regangan yang berurutan. Yang dimaksudkan di sini adalah jarak dari dua titik yang sama dan berurutan pada rapatan atau regangan.
Salah satu contoh gelombang logitudinal adalah gelombang suara di udara. Udara sebagai medium perambatan gelombang suara, merapat dan meregang sepanjang arah rambat gelombang udara.
Istilah-istilah pada gelombang transversal
Jarak yang ditempuh getaran dalam satu periode disebut panjang gelombang (λ).
Pada gelombang transversal, satu gelombang terdiri atas 3 simpul dan 2 perut. Jarak antara dua simpul atau dua perut yang berurutan disebut setengah panjang gelombang atau ½ λ.
Amplitudo (A) adalah nilai mutlak simpangan terbesar yang dapat dicapai partikel.
Periode (T) adalah selang waktu yang diperlukan untuk menempuh dua puncak berurutan atau jarak antara dua dasar berurutan.
Istilah-istilah pada gelombang longitudinal
Panjang gelombang dari gelombang longitudinal. Karena panjang rapatan dan renggangan tidak sama, maka panjang gelombang sebaiknya kita definisikan dengan istilah pusat rapatan dan pusat renggangan.
Pada gelombang longitudinal, satu gelombang (1λ) terdiri dari 1 rapatan dan 1 renggangan. Panjang gelombang didefinisikan sebagai sebagai jarak antara dua pusat rapatan yang berdekatan atau jarak antara dua pusat renggangan yang berdekatan. Jarak antara pusat rapatan dan renggangan yang berdekatan adalah setengah panjang gelombang atau ½ λ.
Sedangkan berdasarkan amplitudonya, dibagi menjadi dua, yaitu gelombang berjalan dan gelombang stasioner.
1. Gelombang berjalan yaitu gelombang yang amplitudonya tetap pada titik yang dilewatinya.
2. Gelombang stasioner yaitu gelombang yang amplitudonya tidak tetap pada titik yang dilewatinya, yang terbentuk dari interferensi dua buah gelombang datang dan pantul yang masing-masing memiliki frekuensi dan amplitudo sama tetapi fasenya berlawanan.
C. HYPERLINK "http://fisikon.com/kelas3/index.php?option=com_content&view=article&id=25:sifat-sifat-gelombang-dispersi-gelombang&catid=1:gelombang-mekanik&Itemid=70"Sifat-Sifat Gelombang
Dispersi Gelombang
Ketika Anda menyentakkan ujung tali naik-turun (setengah getaran), sebuah pulsa transversal merambat melalui tali (tali sebagai medium). Sesungguhnya bentuk pulsa berubah ketika pulsa merambat sepanjang tali, pulsa tersebar atau mengalami dispersi. Jadi, dispersi gelombang adalah perubahan bentuk gelombang ketika gelombang merambat suatu medium.
Kebanyakan medium nyata di mana gelombang merambat dapat kita dekati sebagai medium non dispersi. Dalam medium non dispersi, gelombang dapat mempertahankan bentuknya. Sebagai contoh medium non dispersi adalah udara sebagai medium perambatan dari gelombang bunyi..
Gelombang-gelombang cahaya dalam vakum adalah nondispersi secara sempurna. Untuk cahaya putih (polikromatik) yang dilewatkan pada prisma kaca mengalami dispersi sehngga membentuk spektrum warna-warna pelangi. Apakah yang bertanggungjawab terhadap dispersi gelombang cahaya ini? Tentu saja dispersi gelombang terjadi dalam prisma kaca karena kaca termasuk medium dispersi untuk gelombang cahaya.
Pemantulan gelombang lingkaran oleh bidang datar
menunjukkan pemantulan gelombang lingkaran sewaktu mengenai batang 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 gelombang pantul 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 = 3λ
λ = 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 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.
(c) Cepat rambat v = λf = (0,005m)(10 Hz) = 0, 05 m/s
Pembiasan Gelombang
Pada umumnya cepat rambat gelombang dalam satu medium tetap. Oleh karena frekuensi gelombang selalu tetap, maka panjang gelombang (λ=v/f) juga tetap untuk gelombang yang menjalar dalam satu medium. Apabila gelombang menjalar pada dua medium yang jenisnya berbeda, misalnya gelombang cahaya dapat merambat dari udara ke air. Di sini , cepat rambat cahaya berbeda. Cepat rambat cahaya di udara lebih besar daripada cepat rambat cahaya di dalam air. Oleh karena (λ=v/f), maka panjang gelombang cahaya di udara juga lebih besar daripada panjang gelombang cahaya di dalam air. Perhatikan λ sebanding dengan v. Makin besar nilaiv, maka makin besar nilai λ, demikian juga sebaliknya.
Perubahan panjang gelombang dapat juga diamati di dalam tangki riak dengan cara memasang keping gelas tebal pada dasar tangki sehingga tangki riak memiliki dua kedalaman air yang berbeda, dalam dan bahwa panjang gelombang di tempat yang dalam lebih besar daripada panjang gelombang di tempat yang dangkal (λ1 > λ2). Oleh karenav=λf, maka cepat rambat gelombang di tempat yang dalam 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 dan garis normal disebut sudut bias (diberi lambang r). Pada Gambar 1.20 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 tempat yang dalam dibiaskan menjauhi garis normal (r>i).Difraksi Gelombang
Di dalam suatu medium yang sama, gelombang merambat lurus. Oleh karena itu, gelombang lurus akan merambat ke seluruh medium dalam bentuk gelombang lurus juga. Hal ini tidak berlaku bila pada medium diberi penghalang atau rintangan berupa celah. Untuk ukuran celah yang tepat, gelombang yang datang dapat melentur setelah melalui celah tersebut. Lenturan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah dinamakan difraksi gelombang.
Jika penghalang celah yang diberikan oleh lebar, maka difraksi tidak begitu jelas terlihat. Muka gelombang yang melalui celah hanya melentur di bagian tepi celah, Jika penghalang celah sempit, yaitu berukuran dekat dengan orde panjang gelombang,maka difraksi gelombang sangat jelas. Celah bertindak sebagai sumber gelombang berupa titik, dan muka gelombang yang melalui celah dipancarkan berbentuk lingkaran-lingkaran dengan celah tersebut sebagai pusatnya.
Interferensi Gelombang
Jika pada suatu tempat bertemu dua buah gelombang, maka resultan gelombang di tempat tersebut sama dengan jumlah dari kedua gelombang tersebut. Peristwa ini di sebut sebagai prinsip superposisi linear. Gelombang-gelombang yang terpadu akan mempengaruhi medium. Nah, pengaruh yang ditimbulkan oleh gelombang-gelombang yang terpadu tersebut disebut interferensi gelombang.
Ketika mempelajari gelombang stasioner yang dihasilkan oleh superposisi antara gelombang datang dan gelombang pantul oleh ujung bebas atau ujung tetap, Anda dapatkan bahwa pada titik-titik tertentu, disebut perut, kedua gelombang saling memperkuat (interferensi konstruktif), dan dihasilkan amplitudo paling besar, yaitu dua kali amplitudo semuala. Sedangkan pada titik-titik tertentu, disebut simpul, kedua gelombang saling memperlemah atau meniadakan (interferensi destruktif), dan dihasilkan amplitudo nol.
Dengan menggunakan konsep fase, dapat kita katakan bahwa interferensi konstruktif (saling menguatkan) terjadi bila kedua gelombang yang berpadu memiliki fase yang sama. Amplitudo gelombang paduan sama dengan dua kali amplitudo tiap gelombang. Interferensi destruktif (saling meniadakan) terjadi bila kedua gelombang yang berpadu berlawanan fase. Amplitudo gelombang paduan sama dengan nol. Interferensi konstruktif dan destruktif mudah dipahami dengan menggunakan.
Polarisasi Gelombang
Pemantulan, pembiasan, difraksi, dan interferensi dapat terjadi pada gelombang tali (satu dimensi), gelombang permukaan air (dua dimensi), gelombang bunyi dan gelombang cahaya (tiga dimensi). Gelombang tali, gelombang permukaan air, dan gelombang cahaya adalah gelombang transversal, sedangkan gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal. Nah, ada satu sifat gelombang yang hanya dapat terjadi pada gelombang transversal, yaitu polarisasi. Jadi, polarisasi gelombang tidak dapat terjadi pada gelombang longitudinal, misalnya pada gelombang bunyi.
Fenomena polarisasi cahaya ditemukan oleh Erasmus Bhartolinus pada tahun 1969. Dalam fenomena polarisasi cahaya, cahaya alami yang getarannya ke segala arah tetapi tegak lurus terhadap arah merambatnya (gelombang transversal) ketika melewati filter polarisasi, getaran horizontal diserap sedang getaran vertikal diserap sebagian. Cahaya alami yang getarannya ke segala arah di sebut cahaya tak terpolarisasi, sedang cahaya yang melewati polaroid hanya memiliki getaran pada satu arah 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 tsunamiTsunami 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, proses ini 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 mengakibatkan timbulnya Tsunami. Biasanya tsunami yang terjadi tidak terlalu besar, jika dibandingkan dengan tsunami akaibat gempabumi.
3. Gunung BerapiGunung Berapi aktif yang berada di tengah laut, ketika meletus akan 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 berada ditengah 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 II
Permasalahan
Gejala-gejala Gelombang Bunyi
Gelombang bunyi termasuk gelombang longitudinal. Termasuk gelombang mekanik karena memerlukan media untuk merambat. Sifat-sifat gelombang bunyi sama seperti sifat gelombang secara umum, tapi gelombang bunyi tidak dapat mengalami polarisasi.
Frekuensi Bunyi
Sebagai bentuk gelombang, bunyi memiliki frekwensi. Berdasarkan frekwensinya, gelombang bunyi dibagi menjadi tiga jenis, yaitu audiosonik, ultrasonik, dan infrasonik.
a. Gelombang audiosonik (audible wave). Gelombang audiosonik merupakan gelombang bunyi yang berada pada rentang frekwensi pendengaran kita, yakni berada pada kisaran frekwensi antara 16 Hz hingga 20.000 Hz.
b. Gelombang infrasonik (infrasonic wave). Gelombang infrasonik merupakan gelombang bunyi yang frekwensinya berada di bawah frekwensi gelombang audiosonik, yaitu frekwensinya lebih kecil dari 16 Hz.
c. Gelombang ultrasonik (ultrasonic wave). Gelombang ultrasonik merupakan gelombang bunyi yang frekwensinya berada di atas frekwensi gelombang audiosonik, yaitu frekwensinya lebih besar dari 20.000 Hz.
Contoh Penerapan Gelombang dan Gelombang Bunyi dalam Kehidupan Sehari-hari :
1. Radio
Radio energi adalah bentuk level energi elektromagnetik terendah, dengan kisaran panjang gelombang dari ribuan kilometer sampai kurang dari satu meter. Penggunaan paling banyak adalah komunikasi, untuk meneliti luar angkasa dan sistem radar. Radar berguna untuk mempelajari pola cuaca, badai, membuat peta 3D permukaan bumi, mengukur curah hujan, pergerakan es di daerah kutub dan memonitor lingkungan. Panjang gelombang radar berkisar antara 0.8 – 100 cm.
2. Microwave
Panjang gelombang radiasi microwave berkisar antara 0.3 – 300 cm. Penggunaannya terutama dalam bidang komunikasi dan pengiriman informasi melalui ruang terbuka, memasak, dan sistem PJ aktif. Pada sistem PJ aktif, pulsa microwave ditembakkan kepada sebuah target dan refleksinya diukur untuk mempelajari karakteristik target. Sebagai contoh aplikasi adalah Tropical Rainfall Measuring Mission's (TRMM) Microwave Imager (TMI), yang mengukur radiasi microwave yang dipancarkan dari Spektrum elektromagnetik Energi elektromagnetik atmosfer bumi untuk mengukur penguapan, kandungan air di awan dan intensitas hujan.
3. Infrared
Kondisi-kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki pancaran inframerah dari tubuh. Foto inframerah khusus disebut termogram digunakan untuk mendeteksi masalah sirkulasi darah, radang sendi dan kanker. Radiasi inframerah dapat juga digunakan dalam alarm pencuri. Seorang pencuri tanpa sepengetahuannya akan menghalangi sinar dan menyembunyikan alarm. Remote control berkomunikasi dengan TV melalui radiasi sinar inframerah yang dihasilkan oleh LED ( Light Emiting Diode ) yang terdapat dalam unit, sehingga kita dapat menyalakan TV dari jarak jauh dengan menggunakan remote control.
4. Ultraviolet
Sinar UV diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapat membunuh kuman-kuman penyakit kulit.
5. Sinar X
Sinar X ini biasa digunakan dalam bidang kedokteran untuk memotret kedudukan tulang dalam badan terutama untuk menentukan tulang yang patah. Akan tetapi penggunaan sinar X harus hati-hati sebab jaringan sel-sel manusia dapat rusak akibat penggunaan sinar X yang terlalu lama.
6. Alat musik
Pada alat musik seperti gitar sumber bunyinya dihasilkan oleh benda yang bergetar, yaitu senar. Jika senar dipetik dengan amplitodu (simpangan) yang besar maka bunyi yang ditimbulkan akan lebih keras. Dan jika ketegangan senar di diregangkan maka suara lengkingannya akan semakin tinggi. Begitu pula pada kendang dan alat musik yang lain. Suara timbul karena sumber suara digetarkan.
Contoh Penerapan Gelombang dan Gelombang Air dalam Kehidupan Sehari-hari :
Pasang Surut Air
Misalnya Jika kita melempar batu ke tengah kolam, kita akan melihat air yang bergelombang dari tempat jatuhnya batu ke tepi kolem. Gelombang air kolam berasal dari energi yang di timbulkan oleh batu yang jatuh kemudian merambat menuju tepi kolam.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 beberapa faktor 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 tarik gravitasi dan efek sentrifugal. Efek sentrifugal adalah dorongan ke arah luar pusat rotasi. Gravitasi bervariasi secara langsung dengan massa tetapi berbanding terbalik terhadap jarak. Meskipun ukuran bulan lebih kecil dari matahari, gaya tarik gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarik matahari dalam membangkitkan pasang surut laut karena jarak bulan lebih dekat daripada jarak matahari ke bumi. Gaya tarik gravitasi menarik air laut ke arah bulan dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan (bulge) pasang surut gravitasional di laut. Lintang dari tonjolan pasang surut ditentukan oleh deklinasi, yaitu sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang orbital bulan dan matahari (Priyana, 1994).
Gambar 1.1 Gravitasi antara bumi dan bulan
Bulan dan matahari keduanya memberikan gaya gravitasi tarikan terhadap bumi yang besarnya tergantung kepada besarnya masa benda yang saling tarik menarik tersebut. Bulan memberikan gaya tarik (gravitasi) yang lebih besar dibanding matahari. Hal tersebut disebabkan walaupun masa bulan lebih kecil dari matahari, tetapi posisinya lebih dekat ke bumi. Gaya-gaya ini mengakibatkan air lautyang menyusun 71% permukaan bumi, menggelembung pada sumbu yang menghadap ke bulan. Pasang surut terbentuk karena rotasi bumi yang berada di bawah muka air yang menggelembung tersebut yang mengakibatkan kenaikan dan penurunan permukaan laut di wilayah pesisir secara periodik. Gaya tarik gravitasi matahari juga memiliki efek yang sama, namun dengan derajat yang lebih kecil. Daerah-daerah pesisir mengalami dua kali pasang dan dua kali surut selama periode sedikit di atas 24 jam (Priyana, 1994).
Bumi berputar pada porosnya, maka pasang tinggi yang terjadi pun akan bergerak bergantian secara perlahan-lahan dari satu tempat ke tempat yang lain di permukaan bumi. Satu perputaran yang dialami bumi sehubungan dengan gerakan bulan memerlukan waktu selama 24 jam 50 menit, maka dua pasang tinggi dan dua pasang rendah terjadi dalam periode tersebut.
Gaya tarik gravitasi matahari juga mempengaruhi terjadinya pasang walaupun tenaga yang ditimbulkan terhadap lautan hanya sekitar 47% dari tenaga yang dihasilkan oleh gaya gavitasi bulan. Pada waktu bulan baru dan bulan penuh matahari dan bulan terletak pada satu garis terhadap bumi dan gaya gravitasi yang ditimbulkan mempunyai arah yang sama. Akibatnya, gaya tarik gabungan tersebut menghasilkan tonjolan air pasang yang lebih besar dari biasanya dan pasang yang terjadi pada saat ini dinamakan spring tide. Pada waktu bulan seperempat dan tiga perempat, matahari dan bulan terletak pada posisi yang membentuk sudut siku-siku (90°) satu sama lain, sehingga pada saat ini gaya tarik gravitasi matahari bersifat melemahkan gaya tarik bulan. Akibatnya, gaya tarik yang ditimbulkan terhadap massa air laut menjadi berkurang dan terjadi pasang yang lebih kecil dinamakan neap tide.
Gambar 1.2 Tenaga pembentuk pasang surut air laut
Faktor-faktor setempat seperti bentuk dasar lautan dan massa daratan di sekitarnya kemungkinan menghalangi aliran air yang dapat berakibat luas terhadap sifat-sifat pasang. Contohnya, di Cua Cam di Teluk Tonkin, tipe pasangnya adalah diurnal, di sini hanya terjadi satu periode pasang tinggi dan satu periode pasang rendah dalam waktu satu hari. Mixed tide adalah tipe pasang yang tingginya selalu berubah-ubah yang terjadi di beberapa tempat. Pasang campuran (mixed tides) yang bentuk pasangnya berdasar pada pola pasang semi diurnal terjadi di daerah Sandakan di Laut Sulu, sedang yang bentuk pasangnya berdasar pada pola pasang diurnal terdapatdi Hon Nie Nieu di Vietnam.
Gambar 1.3 Bentuk pantai juga memepengaruhi
pasang surut air laut
Faktor lain yang mempengaruhi efek ketinggian gelombang adalah proses revolusi bulan mengelilingi bumi dalam elliptical orbit. Titik perige apabila bulan berada dekat dengan bumi dan titik apogee apabila bulan berada pada titik terjauh dari bumi. Gelombang yang terjadi akibat proses revolusi bulan terhadap bumi dibedakan menjadi:
a. Fase gelombang perige, apabila 2 kali dalam setahun bumi, bulan dan matahari berada dalam satu garis dan bulan berada dalam titik perige sehingga terjadi puncak gelombang benar-benar tinggi dan lembah gelombang benar-benar rendah.
b. Fase gelombang apogee, apabila dalam setahun terjaadi 2 kaliposisi bumi, bulan, dan matahari berada dalam fase yang tidak segaris dab bulan berada pada titik apogee, sehingga menyebabkan puncak gelombang benar-benar rendah, dan lembah gelombang benar-benar tinggi.
Gelombang pasang merupakan sinergi dari tiga fenomena yang terjadi serentak yakni:
a. Pasang tertinggi. Terjadi setiap 18,6 tahun sekali pada 17 mei terjadi bulan baru sehingga bumi segaris lurus dengan bulan dan matahari pada jarak terdekat (perigeum), sehingga kombinasi gravitasi keduanya mampu mengangkat air hingga mencapai pasang maksimal.
b. Gelombang Kelvin. Gelombang di samudra atau atmosfer yang mengimbangi gaya Conolis (gaya akibat rotasi bumi). Gayatersebut mengarah dari masing-masing kutub ke equator dengan tendensi ke timur dengan kecepatan tetap, hingga membentur pantai atau saling berbenturan dengan gelombang Kelvin dari arah yang berlawanan di equator.
c. Gelombang Swell. Gelombang akibat tiupan angin dengan skala yang lebih besar dari pada riak (ripples). Angin terjadi karena perbedaan pemanasan. Perbedaan pemanasan ini antara lain diakibatkan oleh perbedaan liputan awan yang berbeda.
Sinergi tiga kekuatan ini (pasang surut, rotasi bumi, dan angin) yang masing-masing pada kondisi maksimum, mengahasilkan gelombang maksimum pula. Ketika gelombang tersebut bertemu topografi dasar laut yang melandai di dekat pantai, maka puncak gelombang tersebut akan tampak membesar, sehingga ketika menghantam pantai menimbulkan bencana yang mengerikan.
Beberapa tipe gelombang pasang surut tersebut juga mempengaruhi arus gelombang pasang surut. Gerakan air vertikal yang berhubungan dengan naik dan turunnya pasang surut, diiringi oleh gerakan air horizontal yang disebut dengan arus pasang surut. Permukaan air laut senantiasa berubah-ubah setiap saat karena gerakan pasang surut, keadaan tersebut juga terjadi pada tempat-tempat sempit, seperti teluk dan selat, sehingga menimbulkan arus pasut(Tidal current). Gerakan arus pasut dari laut lepas yang merambat ke perairan pantai akan mengalami perubahan, faktor yang mempengaruhinya antara lain adalah berkurangnya kedalaman (Mihardja, 1994).
Arus yang terjadi di laut teluk dan laguna akibat massa air mengalir dari permukaan yang lebih tinggi ke permukaan yang lebih rendah yang disebabkan oleh pasang surut. Arus pasang surut adalah arus yang cukup dominan pada perairan teluk yang memiliki karakteristik pasang (Flood) dan surut. Pada waktu gelombang pasang surut merambat memasuki perairan dangkal, seperti muara sungai atau teluk, maka badan air kawasan ini akan bereaksi terhadap aksi dari perairan lepas (King, 1962).
Daerah-daerah di mana arus pasang surut cukup kuat, tarikan gesekan pada dasar laut menghasilkan potongan arus vertikal, dan resultan turbulensi menyebabkan bercampurnya lapisan air bawah secara vertikal. Pada daerah lain, di mana arus pasang surut lebih lemah, pencampuran sedikit terjadi, dengan demikian stratifikasi (lapisan-lapisan air dengan kepadatan berbeda) dapat terjadi. Perbatasan antar daerah-daerah kontras dari perairan yang bercampur dan terstratifikasi seringkali secara jelas didefinisikan, sehingga terdapat perbedaan lateral yang ditandai dalam kepadatan air pada setiap sisi batas.
Tipe pasang surut juga dapat ditentukan berdasarkan bilangan Formzal (F) yang dinyatakan dalam bentuk sebagai berikut:
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 dapat diramalkan. Untuk meramalkan pasang surut, diperlukan data amplitudo dan beda fasa dari masing-masing komponen pembangkit pasang surut. Komponen-komponen utama pasang surut terdiri dari komponen tengah harian dan harian. Namun demikian, karena interaksinya dengan bentuk (morfologi) pantai dan superposisi antar gelombang pasang surut komponen utama, akan terbentuklah komponen-komponen pasang surut yang baru.
Tsunami
Perpindahan badan air yang disebabkan oleh perubahan permukaan laut secara vertikal dengan tiba-tiba dinamakan Tsunami. Perubahan permukaan laut tersebut bisa disebabkan oleh gempa bumi yang berpusat di bawah laut, letusan gunung berapi bawah laut, longsor bawah laut, atau atau hantaman meteor di laut. Gelombang tsunami dapat merambat ke segala arah. Tenaga yang dikandung dalam gelombang tsunami tetap terhadap fungsi ketinggian dan kelajuannya. Di laut dalam, gelombang tsunami dapat merambat dengan kecepatan 500-1000 km per jam. Setara dengan kecepatan pesawat terbang.Ketinggian gelombang di laut dalam hanya sekitar 1 meter. Dengan demikian, laju gelombang tidak terasa oleh kapal yang sedang berada di tengah laut.
Ketika mendekati pantai, kecepatan gelombang tsunami menurun hingga sekitar 30 km per jam, namun ketinggiannya sudah meningkat hingga mencapai puluhan meter. Hantaman gelombang tsunami dapat masuk hingga puluhan kilometer dari bibir pantai. Kerusakan dan korban jiwa yang terjadi karenatsunami dapat diakibatkan hantaman air maupun material yang 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 kedalaman laut di mana gelombang terjadi, dimana kecepatannya bisa mencapai ratusan kilometer per jam. Bila tsunami mencapai pantai, kecepatannya akan menjadi kurang lebih 50 km/jam dan energinya sangat merusak daerah pantai yang dilaluinya. Di tengah laut tinggi gelombang tsunami hanya beberapa cm hingga beberapa meter, namun saat mencapai pantai tinggi gelombangnya dapat mencapai puluhan meter karena terjadi penumpukan masa air. Saat mencapai pantai tsunami akan merayap masuk daratan jauh dari garis pantai dengan jangkauan mencapai beberapa ratus meter bahkan bisa beberapa kilometer.
Gerakan vertikal ini dapat terjadi pada patahan bumi atau sesar. 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 gunung api juga dapat mengakibatkan gangguan air laut yang dapat menghasilkan tsunami. Gempa yang menyebabkan gerakan tegak lurus lapisan bumi. Akibatnya, dasar laut naik-turun secara tiba-tiba, sehingga keseimbangan air laut yang berada di atasnya terganggu. Demikian pula benda kosmis atau meteor yang jatuh dari atas. Jika ukuran meteor atau longsor ini cukup besar, dapat terjadi megatsunami yang tingginya mencapai ratusan meter.
BAB II
PENUTUP
A. Kesimpulan
Gelombang pasang surut air laut disebabkan oleh beberapa faktor. Menurut teori keseimbangan gaya pembangkit pasang surut terjadi karena pemisahkan pergerakan sistem bumi-bulan-matahari menjadi 2, yaitu sistem bumi-bulan dan sistem bumi matahari. Sedangkan menurut teori dinamik gaya pembangkit pasang surut menghasilkan gelombang pasang surut (tide wive) yang periodenya sebanding dengan gaya pembangkit pasang surut. Selain itu, faktor faktor lokal seperti bentuk dasar lautan dan massa daratan di sekitarnya kemungkinan menghalangi aliran air 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 dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan (bulge) pasang surut gravitasional dilaut. Lintang dari tonjolan pasang surut ditentukan oleh deklinasi, yaitu sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang orbital bulan dan matahari (Priyana, 1994).
Tipe-tipe pasang surut air laut bermacam-macam. Salah satunya berdasarkan kedudukan bulan, bumi, dan matahari antara lain spring tides dan nead tides. Indonesia terjadi tipe pasang surut harian, campuran, dan semi diurnal. Indonesia juga memiliki pasang surut yang tinggi karena dipengaruhi oleh Samudera Hindia dan Pasifik.
Alat-alat yang digunakan dalam pengukuran pasang surut air laut antara lain, tide staff, Tide Gauge, dan satelit. Sedangkan metode yang digunakan dalam pengukuran pasang surut air laut dengan proses perhitungan dari komputer didasarkan pada penyesuaian lengkung dari data pengamatan dengan metoda kuadrat terkecil dengan menggunakan beberapa komponen yang dianggap mempunyai faktor yang paling menentukan. Dengan bantuan komputer, maka akan memperoleh data pasang surut air laut.
Tsunami merupakan gelombang laut besar yang terjadi karena gempa tektonik di dasar laut, gunung meletus, dan tanah longsor. Gerakan vertikal ini dapat terjadi pada patahan bumi atau sesar. Patahan tersebut akan terisi oleh air secara tiba-tiba yang biasanya dinamakan surut secara drastis. Jika sudah cukup terisi oleh air dan mendapat tekanan yang kuat, maka gelombang tersebut lama-kelamaan akan tinggi dan sangat kuat untuk mencapai daratan, hingga membuat kerusakan. Gelombang tsunami dapat merambat dengan kecepatan500-1000 km per jam. Dengan gelombang besar tersebut menyebabkan daerah di sekitar pantai juga luluh lantak.
Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan Bahwa Gelombang tali sebagai berikut:
1. Getaran adalah gerak bolak balik secara periodik melalui titik kesetimbangan.
2. Ciri-ciri getaran ditandai dengan adanya amplitudo dan frekuensi
3. Gelombang adalah getaran yang merambat atau menjalar ke suatu tempat dalam suatu ruang (gelombang adalah fenomena perambatan energi).
4. Getaran merupakan elemen dasar dari gelombang, maka seluruh karakteristik getaran juga dimiliki oleh gelombang
5. Berdasarkan arah rambat gelombang, gelombang digolongkan menjadi dua:Gelombang Longitudinal dan gelombang transversal.
Berdasarkan cara rambat dan medium yang dilalui, gelombang dikelompokkan menjadi dua:Gelombang Mekanik dan gelombang elektromagnetik
6. Sifat-sifat umum gelombang , antara lain: dapat dipantulkan, dapat dibiaskan, dapat dipadukan, dapat dilenturkan, dapat diserap arah getarnya.
7. Manfaat getaran dan gelombang antara lain sebagai berikut:
Manfaat gelombang elektromagnetik:
1. Sinar gamma : membunuh sel kanker dan sterilisasi.
2. Sinar X : mendiagnosa penyakit dan analisis atom
3. Sinar ultraviolet : membunuh kumandan sterilisasi
4. Gelombang radar : alat komunikasi
5. Gelombang radio : alat komunikasi
Terimakasih telah membaca Makalah Fisika Tentang Gelombang. Gunakan kotak pencarian untuk mencari artikel yang ingin anda cari.
Semoga bermanfaat
0 komentar: