GELOMBANG

 

BAB I

PENDAHULUAN

 

A.    Latar Belakang

Salah satu fenomena yang menarik dan yang paling banyak dimanfaatkan dalam kehidupan adalah gelombang. Pada dasarnya gelombang ada dimana pun dalam kehidupan, sadar maupun tidak, beberapa hal yang sering kita “lihat” sesungguhnya banyak memanfaatkan gelombang.

Jika mendengar tentang gelombang, yang terbayang biasanya ombak dilautan, gelombang laut memang termasuk salah satu jenis gelombang, namun ada banyak jenis dari gelombang.

Suara, cahaya, televisi, microwave, internet, komputer, handphone, dan banyak lagi ternyata adalah fenomena pemanfaatan gelombang. Namun demikian fenomena alam yang melibatkan gelombang, juga dapat menimbulkan kerusakan yang dahsyat dan memakan korban nyawa ribuan orang, contohnya adalah gelombang tsunami dan gempa bumi.

Dalam makalah ini akan membahas tentang pengertian, jenis-jenis, sifat dan pemanfaatan gelombang dalam sehari-hari.

 

B.     Rumusan Masalah

1.      Apakah yang dimaksud dengan gelombang?

2.      Apa saja jenis-jenis gelombang?

3.      Apa saja sifat-sifat gelombang?

4.      Apa contoh penerapan gelombang dalam kehidupan sehari-hari?

 

C.    Tujuan Penulisan

1.      Untuk mengetahui pengertian gelombang.

2.      Untuk mengetahui jenis-jenis gelombang.

3.      Untuk mengetahui sifat-sifat gelombang.

4.      Untuk mengetahui contoh pemanfaatan gelombang dalam kehidupan sehari-hari.

BAB II

PEMBAHASAN

 

A.    Pengertian Gelombang

Gelombang adalah suatu getaran yang merambat. Sedangkan getaran merupakan gerak bolak-balik suatu benda melalui titik seimbangnya secara periodik. Gerak periodik adalah suatu getaran atau gerakan yang dilakukan benda secara bolak-balik melalui jalan tertentu yang kembali lagi ke tiap kedudukan dan kecepatan setelah selang waktu tertentu. Satu getaran didefinisikan sebagai satu kali bergetar penuh, yaitu dari titik awal kembali ke titik tersebut. Satu kali getaran adalah ketika benda bergerak dari titik  A-B-C-B-A, seperti pada gambar berikut:

Gambar. Bandul

Contoh getaran terdapat pada bandul sebuah jam antik yang memakai bandul. Bila diamati bandul jam antik tersebut bergerak akibat adanya gerak bolak-balik, bandul akan bergerak dari kiri ke tengah kemudian ke kanan dan kembali ke tengah kemudian ke kiri dan seterusnya.

Gambar. Jam Antik

Contoh lainnya yaitu seorang anak yang sedang bermain ayunan juga merupakan salah satu contoh getaran. Dalam hal ini, anak tersebut melakukan gerak bolak-balik melalui titik pusat yang dinamakan titik kesetimbangan.

Gambar. Bermain Ayunan

Seperti yang telah dibahas sebelumnya bahwa gelombang adalah bentuk dari getaran yang merambat. Gelombang terjadi karena adanya sumber getaran. Contoh gelombang adalah sebagai berikut:

Dua orang anak yang sedang memegang ujung-ujung tali (biasanya terbuat dari untaian karet gelang), kemudian salah satu diantaranya mencoba menggetarkan tali tersebut, sedangkan siswa yang lainnya menahan ujung tali yang lain. Ternyata bila diperhatikan, ada ‘sesuatu’ yang bergerak dan merambat di sepanjang tali tersebut, arahnya menjauhi siswa yang menggetarkan ujung sebuah tali.

Gambar. Gelombang pada tali

Contoh lainnya, seseorang yang melemparkan sebuah kerikil ke dalam kolam. Sesaat setelah kerikil itu tenggelam, permukaan air kolam nampak beriak-riak dan ada sesuatu yang bergerak merambat di permukaan air kolam itu.

Gambar. Gangguan yang ditimbulkan krikil pada kolam

Dua ilustrasi di atas menunjukkan bahwa ada yang bergerak dan merambat pada sebuah tali tambang dan permukaan air kolam. Rambatan itu diakibatkan karena adanya gangguan pada masing-masing media. Ketika salah seorang anak memberikan gangguan pada salah satu ujung tali, yaitu dengan cara menggetarkan ujung tali tersebut, getaran itu merambat sepanjang elemen tali dalam bentuk gelombang. Begitupun ketika ada anak lain yang melemparkan kerikil ke dalam sebuah kolam, timbul gangguan atau getaran pada bagian air kolam dimana tepat jatuhnya kerikil tersebut. Getaran tersebut merambat sepanjang air kolam dan permukaan air kolam secara radial dalam bentuk gelombang.

Jadi, gelombang didefinisikan sebagai getaran yang merambat dengan energi tertentu, dan terjadi karena adanya usikan yang merambat. Selama perambatannya, gelombang memindahan energi tanpa diikuti pemindahan massa medium.

B.     Jenis-jenis Gelombang

Jenis-jenis gelombang dibedakan berdasarkan medium perambatannya dan berdasarkan arah rambatannya. Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibedakan menjadi dua, yaitu:

1.    Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik merupakan gelombang yang merambat pada suatu medium sebagai media perambatannya. Gelombang jenis ini tidak dapat merambat jika tidak ada medium sebagai perantara gelombang.

Contoh gelombang mekanik diantaranya adalah sebagai berikut:

a)      Gelombang pada tali, merambat dengan tali sebagai media perambatannya.

b)      Gelombang pada permukaan air, merambat dengan air sebagai media perambatannya.

c)      Gelombang bunyi, dapat merambat melalui udara, zat padat, atau zat cair sebagai media perambatannya.

Ada beberapa sifat gelombang mekanik, diantaranya:

1)   Perambatan getaran di suatu medium mempunyai kelajuan tertentu yang dinamakan cepat rambat gelombang. Kelajuan atau cepat rambat gelombang ini sangat ditentukan oleh sifat mekanik medium.

2)   Partikel dari medium tidak merambat melalui ruang-ruang di medium, tetapi partikel medium bergerak bolak-balik atau turun naik terhadap posisi kesetimbangan partikel tersebut.

3)   Gelombang menyalurkan energi dari satu ruang ke ruang lain di dalam medium. Gelombang memindahkan energi, bukan memindahkan partikel.

2.      Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang merambat tanpa memerlukan suatu medium sebagai media perambatannya. Oleh karena gelombang elektromagnetik dapat merambat tanpa memerlukan adanya media perambatan, gelombang ini dapat merambat melalui ruang hampa.

Contoh gelombang elektromagnetik adalah:

a)      gelombang cahaya

b)      gelombang radio

c)      radiasi infra merah

d)     radiasi ultraviolet

e)      sinar X, dan

f)       sinar gamma.

Sedangkan berdasarkan arah rambatnya, gelombang dibedakan menjadi dua yaitu:

1.    Gelombang Transversal

Gelombang transversal merupakan gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah perambatannya. Ketika mediumnya digetarkan dengan arah tegak (vertikal), maka gelombang akan merambat dengan arah mendatar (horisontal).

Contohnya, gelombang pada tali dan gelombang elektromagnetik. Gelombang akan merambat ke arah mendatar ketika salah satu ujung tali digetarkan. Pada saat seseorang menggetarkan salah satu ujung tali dalam arah tegak, gelombang mulai terbentuk pada tali. Gelombang yang terbentuk ini tidak diam di tempat, akan tetapi menjalar ke arah kanan (ke arah mendatar), seperti gambar dibawah ini.

Gambar. Perambatan gelombang pada tali

Semakin banyak getaran yang diberikan pada ujung tali, timbul gelombang yang menjalar ke arah mendatar, yang dalam hal ini ke arah kanan (seperti gambar diatas). Gelombang yang terbentuk karena adanya gangguan yang arahnya tegak lurus terhadap arah rambatannya inilah yang dinamakan gelombang transversal.

 

Gambar. Gelombang transversal

Arah getaran atau gangguan yang tegak lurus dengan arah rambatannya membuat gelombang transversal memiliki bagian gelombang yang tertinggi dan bagian gelombang yang terendah. Bagian gelombang yang tertinggi dinamakan puncak gelombang, dan bagian gelombang yang terendah dinamakan dasar gelombang atau lembah gelombang.

Gambar. Bagian-bagian gelombang transversal

Panjang satu gelombang (panjang gelombang) merupakan jarak antara dua buah puncak gelombang yang berurutan, atau jarak antara dua buah dasar gelombang yang berurutan. Simbol untuk panjang gelombang adalah λ dan diyatakan dalam satuan panjang, misalnya meter atau cm.

Tinggi maksimum atau simpangan terjauh dari gelombang transversal merupakan amplitudo gelombang, biasanya disimbolkan dengan A dan dinyatakan dalam satuan panjang (m atau cm). Amplitudo pada gelombang transversal menyatakan besarnya energi yang dibawa oleh gelombang tersebut. Gelombang yang membawa energi yang besar mempunyai amplitudo yang besar pula.

2.      Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal merupakan gelombang yang arah getarnya searah dengan arah perambatannya. Contohnya adalah gelombang bunyi. Gelombang longitudinal terbentuk ketika terjadi getaran pada medium yang arahnya searah dengan arah rambatannya sehingga pada gelombang longitudinal terbentuk pola rapatan dan renggangan. Gelombang longitudinal ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar. Gelombang longitudinal

Fenomena rapatan dan renggangan pada gelombang longitudinal dapat diamati pada pegas yang cukup panjang (slinki). Ketika kita menggetarkan sebuah pegas slinki, terbentuk sebuah rapatan yang bergerak searah dengan arah getar yang diberikan pada pegas slinki. Semakin banyak getaran yang diberikan pada pegas slinki, semakin banyak rapatan yang bergerak. Rapatan yang bergerak ini diikuti oleh renggangan yang bergerak. Rapatan yang dimaksud disini adalah daerah pada pegas slinki yang lebih rapat daripada daerah lainnya, sedangkan daerah lain yang lebih renggang dinamakan renggangan. Gambar dibawah ini menunjukkan bagian-bagian dari gelombang longitudinal.

Gambar. Bagian-bagian gelombang longitudinal

Panjang gelombang pada gelombang longitudinal merupakan jarak antara dua rapatan yang berdekatan, atau jarak antara dua renggangan yang berdekatan. Tingkat kerapatan pada pegas mirip dengan amplitudo pada gelombang transversal. Semakin rapat pegasnya, energi gelombangnya semakin besar.

 

C.    Sifat-sifat Gelombang

1.    Dipantulkan (Refleksi)

Pemantulan gelombang adalah pembelokan arah rambat gelombang karena mengenai bidang batas medium yang berbeda (mengenai penghalang). Gelombang pantul memiliki arah yang berlawanan dengan gelombang datang, namun masih berada pada medium yang sama.

Sehingga dalam pemantulan gelombang berlaku hukum pemantulan gelombang, yaitu sebagai berikut:

·      Besar sudut datangnya gelombang sama dengan sudut pantul gelombang.

·      Gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

Gambar. Pemantulan gelombang

Contohnya seperti gelombang pada tali, gelombang datang dapat dipantulkan oleh penghalang. Contoh yang lain seperti ketika mendengar gema yaitu pantulan gelombang bunyi. Gema dapat terjadi di gedung-gedung ataupun dekat tebing. Pemantulan gelombang akan tampak jelas jika diamati dengan menggunakan stroboskop.

2.    Dibiaskan (Refraksi)

Pembiasan gelombang adalah pembelokan arah rambat gelombang karena melalui medium yang berbeda kerapatannya. Pembiasan dapat diartikan sebagai pembelokan gelombang melalui batas dua medium yang berbeda.

Gambar. Pembiasan Gelombang

3.    Dipadukan (interferensi)

Interferensi adalah perpaduan dua gelombang atau lebih. Jika dua gelombang dipadukan maka akan terjadi dua kemungkinan yang khusus,

a)      Interferensi konstruktif (saling menguatkan) terjadi saat dua gelombang bertemu pada fase yang sama

b)      Interferensi destruktif (saling melemahkan) terjadi saat dua gelombang bertemu pada fase yang berlawanan.

Gambar. Interferensi gelombang

4.    Dibelokkan/disebarkan (Difraksi)

Difraksi gelombang adalah peristiwa pembelokan atau penyebaran (lenturan) gelombang jika gelombang tersebut melalui celah. Gejala difraksi akan tampak jelas apabila lebar celah semakin sempit.

Dengan sifat inilah ruangan dalam rumah menjadi terang pada siang hari dikarenakan ada lubang kecil dan genting. Serta suara alunan musik dari tape recorder dapat sampai ke ruangan lain, meskipun kamar tempat tape tersebut tertutup rapat.

 

Gambar. Difraksi gelombang

D.    Pemanfaatan Gelombang dalam Kehidupan Sehari-hari

Sangat banyak pemanfaatan dari gelombang yang ada di sekitar kita. Beberapa diantaranya adalah sebagai berikut:

1.    Gelombang Radio

Gelombang radio ini banyak digunakan, terutama dalam bidang telekomunikasi, seperti handphone, televisi dan radio. Gelombang radio dihasilkan oleh elektron pada kawat penghantar yang menimbulkan arus bolak-balik pada kawat (yang dihasilkan oleh gelombang elektromagnetik). Gelombang radio ini dipancarkan dari antena pemancar dan diterima oleh antena penerima.

2.      Gelombang Mikro

Gelombang mikro dihasilkan oleh rangkaian elektronik yang disebut osilator. Pemanfaatan gelombang ini misalnya terdapat pada microwave oven yang digunakan untuk memanaskan makanan. Pemanasan dengan gelombang mikro mempunyai kelebihan yaitu pemanasan lebih merata karena bukan  mentransfer panas dari luar, tetapi membangkitkan panas dari dalam bahan tersebut.

3.      Sinar X

Sinar X dimanfaatkan dalam ilmu kedokteran untuk melihat kondisi tulang, gigi serta organ tubuh yang lain tanpa melakukan pembedahan langsung pada tubuh pasien, yang sering disebut dengan “foto rontgen”.

4.      Sinar Inframerah

Dalam bidang komunikasi terdapat sistem sensor inframerah, yang pada dasarnya menggunakan inframerah sebagai media komunikasi yang menghubungkan antara dua perangkat. Selain itu, inframerah juga dimanfaatkan pada remote televisi.

 

BAB III

PENUTUP

 

A.    Kesimpulan

Gelombang merupakan suatu getaran yang merambat, selama perambatannya gelombang memindahan energi tanpa diikuti pemindahan massa medium.

Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibedakan menjadi gelombang mekanik dan elektromagnetik. Sedangkan berdasarkan arah rambatannya dibedakan menjadi gelombang transversal dan gelombang longitudinal.

Sifat-sifat gelombang yaitu dapat dipantulkan, dapat dibiaskan, dapat dipadukan dan dapat dibelokkan. Gelombang dalam kehidupan sehari-hari diantaranya memanfaatkan gelombang radio, gelombang mikro, sinar-X dan sinar inframerah.

 

B.     Saran

Hendaknya seorang guru dapat menjelaskan materi gelombang ini dengan jelas, dikarenakan gelombang merupakan konsep yang abstrak. Sehingga diperlukannya keterampilan dalam merancang pembelajaran yang memberikan konsep secara konkret, agar siswa dapat memahami materi gelombang dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA

Hadi, A. (2014). Pengetian dan Macam-macam Gelombang. [Online]

Tersedia: http://www.softilmu.com/2014/08/pengertian-dan-macam-macam-gelombang.html (diakses Maret 2016)

Hidayati, R. (2013). Manfaat Gelombang Elektromagnetik. [Online]

Tersedia: http://ranihdyt.blogspot.co.id/2013/06/manfaat-gelombang-elektromagnetik-dalam_3.html (diakses Maret 2016)

Ishaq, M. (2007). Fisika Dasar. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Muslim, dkk. (2009). Konsep Dasar Fisika. Bandung: UPI Press.

Zakapedia. (2013). Sifat-sifat Gelombang dalam Fisika. [online]

Tersedia: http://www.zakapedia.com/2013/07/sifat-sifat-gelombang-dalam-fisika.html# (diakses Maret 2016)