LAPORAN FISIKA SIFAT SIFAT GELOMBANG

LAPORAN FISIKA SIFAT SIFAT GELOMBANG 

A.   Tujuan Percobaan

Percobaan ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui sifat-sifat gelombang.

B.   Dasar Teori

1.      Pengertian Pemantulan Gelombang (Refleksi)

Gelombang adalah gejala rambatan dari suatu getaran/usikan. Gelombang akan terus terjadi apabila sumber getaran ini bergetar terus menerus. Gelombang membawa energi dari satu tempat ke tempat lainnya.Sedangkan refleksi (pemantulan) gelombang adalah peristiwa pengembalian seluruh atau sebagian dari suatu gelombang jika gelombang tersebut bertemu dengan bidang batas antara dua medium.

Pada peristiwa pemantulan gelombang akan berlaku hukum pemantulan gelombang yaitu sudut pantul sama dengan sudut datang. Artinya, ketika berkas gelombang datang membentuk sudut terhadap garis normal (garis yang tegak lurus permukaan pantul), maka berkas yang dipantulkan akan membentuk sudut terhadap garis normal. Jika gelombang melalui suatu rintangan atau hambatan, misalnya benda padat, maka gelombang tersebut akan dipantulkan. Pemantulan ini merupakan salah satu sifat dari gelombang. Pemantulan gelombang pada ujung tetap akan mengalami perubahan bentuk atau fase. Akan tetapi pemantulan gelombang pada ujung bebas tidak mengubah bentuk atau fasenya.

Pemantulan Cahaya :

•         Sinar datang adalah sinar yanf datang pada permukaan benda.

•         Sinar pantul adalah sinar yang dipantulkan oleh permukaan benda.

•         Sinar datang adalah sudut sinar datang dan garis normal.

•         Sudut pantul adalah sudut antara sinar pantul dan garis normal.

•         Garis normal adalah garis khayal yang dibuat tegak lurus pada permukaan benda (titik datang ). Garis normal bukan sinar cahaya.

•         Titik datang adalah perpotongan antara sinar datang dan permukaan benda.

Hukum Pemantulan Cahaya

§  Sinar datang, garis normal, daqn sinar pantul terletak dalam satu bidang.

§  Besar sudut datang yang sama dengan sudut datang. (Budi, 2004 :8)

2.      Pengertian Interferensi Gelombang

Interferensi adalah penjumlahan superposisi dari dua gelombang cahaya atau lebih yang menimbulkan pola gelombang yang baru.Interferensi dapat bersifat membangun dan merusak. Bersifat membangun jika beda fase kedua gelombang sama sehingga gelombang baru yang terbentuk adalah penjumlahan dari kedua gelombang tersebut. Bersifat merusak jika beda fasenya adalah 180 derajat, sehingga kedua gelombang saling menghilangkan.

·         Agar interferensi yang stabil dan berkelanjutan dari gelombang cahaya dapat diamati, dua kondisi berikut harus dipenuhi:

·         Sumber harus bisa mempertahankan suatu beda fasa yang tetap (sumber koheren).

·         Sumber harus monokromatis dan menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang sama.

·         Jika sumbernya monokromatik, maka pola interferensi adalah hitam-putih.

·         Pola interferensi stabil, jika memiliki frekuensi sama.

·         Perbedaan frekuensi yang signifikan mengakibatkan beda fasa yang bergantung waktu, sehingga I12 = 0.

·         Jika sumber memancarkan cahaya putih, maka komponen merah berinterferensi dengan merah, biru dengan biru dan seterusnya.

·         Pola interferensi akan terlihat jelas, jika sumber memiliki amplitudo yang hampir sama atau sama.

·         Daerah pusat dari pola terang atau gelap menunjukkan interferensi yang konstruktif atau destruktif sempurna.

·         Interferensi terjadi pada cahaya yang terpolarisasi linier atau polarisasi lain, termasuk cahaya natural / alami (Hukum Fresnel-Arago).

Ketika dua gelombang yang koheren menyinari/melalui dua celah sempit, maka akan teramati pola interferensi terang dan gelap pada layar. Jarak tempuh cahaya yang melalui dua celah sempit mempunyai perbedaan (beda lintasan), hal ini yang menghasilkan pola interferensi. Pola interferensi terbagi dua, yaitu:

1.       Interferensi Maksimum (Konstruktif)

Interferensi Maksimum adalah gelombang saling memperkuat/konstruktif, menghasilkan garis terang. Interferensi maksimum terjadi jika kedua gelombang memiliki fase yang sama (sefase), yaitu jika selisih lintasannya sama dengan nol atau bilangan bulat kali panjang ge mlombang λ

d sin θ = m λ; m = 0, 1, 2 ……….Bilangan m disebut orde terang . Untuk m = 0 disebut terang pusat, m = 1 disebut terang ke-1 dst. Karena jarak celah ke layar l jauh lebih besar dari jarak kedua celah d (l >> d), maka sudut θ sangat kecil, sehingga sin θ = tan θ = p/l, dengan demikian :pd/l = m λ dengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat terang.

2.      Interferensi Minimum (Destruktif)

Interferensi Minimum adalah gelombang saling memperlemah/destruktif, menghasilkan garis gelap. Interferensi minimum terjadi jika beda fase kedua gelombang 180 derajad, yaitu jika selisih lintasannya sama dengan bilangan bulat kali setengah panjang gelombang λd sin θ = (m – ½ )λ; m = 1, 2, 3 …………Bilangan m disebut orde gelap. Tidak ada gelap ke 0. Untuk m = 1 disebut gelap ke-1 dst.

Mengingat sin θ = tan θ = p/l, maka: pd/l = (m – ½ )λ dengan p adalah jarak terang ke-m ke pusat terang. Jarak antara dua garis terang yang berurutan sama dengan jarak dua garis gelap berurutan. Jika jarak itu disebut Δp, maka :Δp d = λ l

3.      Pengertian Difraksi Gelombang

Difraksi adalah fenomena gelombang, difraksi didasarkan pada penyebaran gelombang ketika menghadapi kendala atau melalui sedikit kendala.Difraksi terjadi pada semua jenis gelombang, dari gelombang suara, gelombang pada permukaan cairan dan gelombang elektromagnetik seperti cahaya dan gelombang radio. Hal ini juga terjadi ketika sekelompok gelombang merambat dalam ukuran terbatas, misalnya karena difraksi, sinar sempit dari gelombang cahaya dari laser akhirnya menyimpang dalam balok yang lebih luas pada jarak dari emitor. Adapun macam-macam  difraksi yakni sebagai berikut.

·         1 Difraksi Fresnel

·         2 Difraksi Fraunhofer

·         3 Difraksi celah tunggal

·         4 Difraksi celah ganda

·         5 Difraksi celah majemuk

C.   Alat dan Bahan

1.      Tangki riak

2.      Penghalang lurus

3.      Penghalang lengkung

4.      Kamera digital/kertas putih

5.      Bosshead

6.      Selang

7.      Senter

  D.   Prosedur Percobaan :

a)      Pemantulan Gelombang

1.      Susunlah tangki riak seperti pada gambar.

2.      Hidupkan penggetar listrik, kemudian amati bayangan riak air yang terlihat pada dinding putih vertikal. Ambillah gambar dengan kamera digital/lukislah sketsan riak yang terlihat pada kertas putih.

3.      Tambahkan pemantul lururs dan lengkung kemudian amatilah pola riak yang terjadi.

4.      Buatlah lukisan garis tegak lurus pada gambar riak yang dihasilkan, kemudian amatilah pola garis tersebut.

Informasi : Riak gelombang hasil pemotretan merupakan muka gelombang, sedangkan garis lurus yang tegak lurus terhadap muka gelombang merupakan sinar gelombang yang merupakan arah rambatan gelombang.

b)     Interferensi Gelombang

1.      Susunlah tangki riak seperti pada gambar.

2.      Hidupkan penggetar listrik, kemudian amatilah pola riak gelombang yang terlihat pada dinding putih vertikal.

3.      Lukiskanlah pola riak yang diamati atau ambil gambar dengan kamera digital.

4.      Gantilah penggetar titik tunggal dengan penggetar titik ganda kemudian amatilah pola riak yang terjadi.

5.      Buatlah lukisan garis tegak lurus pada riak yang dihasilkan, kemudian amatilah pola garis tersebut.

c)      Difraksi Gelombang

1.      Susunlah tangki riak seperti pada gambar.

2.      Hidupkan penggetar titik tunggal tanpa penghalang, kemudian amati pola riak gelombang melalui dinding vertikal.

3.      Lukislah pola riak yang diamati atau ambil dengan menggunakan kamera digital.

4.      Letakkan penghalang berupa cela tunggal, kemudian amati pola riak. Lakukan percobaan dengan mengubah lebar celah sedikit demi sedikit.

5.       Buatlah lukisan garis tegak lurus pada gambar riak yang dihasilkan, kemudian amati pola garis tersebut.

E.   Data Hasil Percobaan

1.      Pemantulan Gelombang

a.       Pola riak gelombang dan sinar gelombang dengan sumber getaran titik.

b.      Pola riak gelmbang dan sinar gelombang dnegan sumber getaran titik dan pemantul lurus.

c.       Pola riak gelombang dan sinar gelombang dengan sumber getaran titik dan pemantul lengkung.

2.      Interferensi Gelombang

a.       Pola riak gelombang dan sinar gelombang dengan sumber getaran tunggal.

b.      Pola riak gelombang dan sinar gelombang dengan sumber getaran ganda.

3.      Difraksi Gelombang

a.       Pola riak gelombang dan sinar gelombang dengan titik tanpa penghalang.

b.      Pola riak gelombang dan sinar gelombang dengan sumber getaran tunggal dan penghalang tunggal.

F.    Pembahasan

1.       Pemantulan Gelombang

a.       Dari pola riak gelombang maupun sinar gelombang, kecenderungan apa yang dapat disimpulkan? Berikan penjelasannya.

Jawab :Kecenderungan yang terbentuk dari pola riak gelombang adalah gelombang itu akan dipantulkan kembali oleh penghalangnya sehingga pada gelombang permukaan air membentuk gelombang lurus atau gelombang lingkaran.

b.      Jika diamati arah sinar gelombang beberapa hasil percobaan, kecenderungan apa yang terbentuk oleh sinar gelombang?

Jawab :Setiap gelombang merambat dengan arah tertentu. Arah merambat suatu gelombang disebut sinar gelombang. Sinar gelombang selalu tegak lurus pada permukaan gelombang datar. Gelombang pada muka gelombang berbentuk garis lurus yang tegak lurus pada muka gelombang. Sifat gelombang pada muka gelombang lingkaran berbentuk garis lurus yang berarah radial keluar dari sumber gelombang.

2.       Interferensi Gelombang

a.       Dari pola riak muka gelombang maupun sinar gelombang, kecenderungan apa yang dapat disimpulkan? Berikan penjelasannya.

Jawab :Kecenderungan pola riak muka gelombang maupun sinar gelombang yakni saat kedua gelombang bertemu (berinterferensi) memiliki fase yang sama dan gelombang akan saling melemahkan jika kedua gelombang bertemu dalam fase yang berlawanan.

b.      Jika diamati dari arah sinar gelombang hasil beberapa percobaan, kecenderungan apa yang terjadi pada sinar gelombang? Berikanlah alasannya?

Jawab : Kecenderungan yang terjadi pada sinar gelombang yaitu gelombang tetap merambat lurus saat gelombang bertemu dan akan merambat tidak lurus jika kedua gelombang dalam fase yang berlawanan.

3.       Difraksi Gelombang

a.       Dari pola riak muka gelombang maupun sinar gelombang dari sumber getaran yang berbeda, kecenderungan apa yang dapat disimpulkan? Berikan alasannya!

Jawab : Difraksi gelombang  dapat dilakukan dengan meletakkan penghalang pada tangki riak dengan penghalang yang mempunyai celah, yang lebar celahnya dapat diatur. Difraksi gelombang menunjukkan peristiwa pembelokan/penyebaran (lenturan) gelombang jika gelombang tersebut melalui celah. Kecenderungan yang dapat disimpulkan yaitu pada gejala difraksi akan semakin tampak jelas apabila lebar celah semakin sempit. Dengan sifat inilah ruangan dalam rumah kita menjadi terang pada siang hari dikarenakan ada lubang kecil pada genting. Serta suara alunan musik dari tape recorder dapat sampai ke ruangan lain, meskipun kamar tempat tape tersebut pintunya tertutup rapat.

b.      Berdasarkan perubahan lebar cela dan pola riak gelombang yang dihasilkan, hubungan apa yang dapat disimpulkan? Berikan alasannya.

Jawab :Hubungannya yaitu semakin sempit celah, menunjukkan semakin tampak jelas difraksi yang terjadi pada pola riak gelombang. 

G.  Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan :

1.      Pemantulan Gelombang

a.       Antara muka gelombang dan sinar gelombang selalu..

b.      Pada peristiwa pemantulan berlaku hukum pemantulan, yaitu..

2.      Interferensi Gelombang

a.       Riak gelombang dari dua sumber getaran titik akan..

b.      Penggabungan dua gelombang dari sumber gelombang yang memiliki frekuensi dan panjang gelombang yang sama menghasilkan interferensi. Ada dua interferensi yang dihasilkan, yaitu..

3.      Difraksi Gelombang

a.       Pola difraksi dari sumber getaran titik akan membentuk..

b.      Hasil difraksi gelombang bergantung pada lebar celah. Makin lebar celah yang dilewati maka..

H.  Daftar Pustaka

Amin Pasharibu. 2013. Makalah Tentang Intervensi Cahaya Dan Difraksi Cahaya.(http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2284844-pengertian-difraksi-fisika/#ixzz2Hw3NeR8F). Diakses pada tanggal 20 agustus 2016.

Sri, Wahyu,Widyaningsih.2012. Interferensi gelombang.http://sriwahyuwidyaningsih.blogspot.co.id/2012/02/interferensi-gelombang.html Diakses pada tanggal 20 agustus 2016.

Purwanto, Budi. 2012. Fisika untuk kelas XII SMA dan MA. Solo: PT Tiga Serangkai Pustaka Mandiri.

Anonym.2016.Pengertian difraksi gelombang.http://ilmualam.net/pengertian-difraksi-gelombang.htmldiakses tanggal 20 agustus 2016.

Note :

Boleh copas asalkan mencantumkan alamatnya....!

Share :