Penjabaran Lengkap Materi Fisika BAB 5 Kelas 11: Gelombang, Bunyi dan Cahaya

TRIBUNJOGJA.COM-Pada kesempatan kali ini, kita akan mempelajari rangkuman menarik tentang mata pelajaran Fisika BAB 5 kelas 11 SMA, dengan tema Gelombang, Bunyi dan Cahaya

Berdasarkan buku IPA yang ditulis oleh : Marianna Magdalena Radjawane, Alvius Tinambunan, Lim Suntar Jono

Yang mana siswa diharapakan mampu menentukan persamaan cepat rambat gelombang bunyi, menerapkan persamaan efek Doppler dalam pemecahan masalah.

menentukan hubungan antara besaran yang memengaruhi frekuensi gelombang pada dawai dan pipa organa, menentukan jumlah layangan bunyi tiap detik, menentukan intensitas bunyi dan taraf intensitas bunyi.

menerapkan konsep dan sifat gelombang cahaya dalam pemecahan masalah dan menerapkan konsep gelombang bunyi dan gelombang cahaya pada teknologi.

Berikut penjelasan lengkap materi Fisika BAB 5 Kelas 11 SMA: Gelombang, Bunyi dan Cahaya

A.    Gelombang 

gelombang adalah gangguan yang menjalar.

Gerak gelombang dapat dipandang sebagai perpindahan energi dan momentum dari suatu tempat ke tempat lain tanpa mengikutsertakan perpindahan partikel atau medium.

1.      Jenis-Jenis Gelombang

a.       Berdasarkan arah getaran dan arah rambatnya

Gelombang dibagi menjadi gelombang longitudinal, di mana arah getaran searah dengan arah rambat (contohnya gelombang bunyi), dan gelombang transversal, di mana arah getaran tegak lurus terhadap arah rambat (contohnya gelombang pada tali dan cahaya).

Gelombang seismik memiliki arah getaran yang bisa searah atau tegak lurus dengan arah rambatnya.

b.      Berdasarkan perantara(medium) rambatannya

Berdasarkan medium rambatnya, gelombang dibagi menjadi gelombang mekanik, yang memerlukan medium (seperti bunyi dan gempa). 

Gelombang elektromagnetik, yang tidak memerlukan medium untuk merambat (seperti cahaya dan gelombang radio).

2.      Beda Fase Gelombang

Fase gelombang tidak memiliki kuantitas yang pasti karena bergantung pada posisi dan waktu dari titik yang diamati.

Fase gelombang dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.

3.      Prinsip-Prinsip dalam Gelombang

1.      Prinsip Superposisi

Ketika dua atau lebih gelombang merambat melalui medium yang sama dan bertemu pada titik dan waktu yang sama, simpangan gelombang-gelombang tersebut akan dijumlahkan, menghasilkan gelombang baru dengan simpangan yang berbeda.

Fenomena ini disebut superposisi gelombang.

2.      Prinsip Huygens-Fresnel

Prinsip Huygens menyatakan bahwa: 

“setiap titik yang dilewati sumber gelombang akan menghasilkan muka gelombang yang panjang gelombangnya sama dengan gelombang sumbernya“

3.      Intensitas gelombang

Adapun intensitas gelombang memenuhi hukum kuadrat terbalik, artinya besar intensitas akan berbanding terbalik dengan kudrat jarak dari titik ke sumber gelombang.

B.     Gelombang Bunyi

1.      Cepat rambat bunyi

Bunyi hanya bisa merambat melalui medium, baik itu berbentuk padat, cair ataupun gas.

Bunyi ditransfer melalui rapatan dan regangan molekul-molekul medium sehingga tekanan dan suhu sangat mempengaruhi cepat rambat bunyi dalam suatu medium

a.       Cepat rambat bunyi pada zat padat

Pada benda padat, cepat rambat bunyi dihitung dengan akar perbandingan modulus elastistas (E) terhadap massa jenis (ρ) bahan tersebut.

b.      Cepat rambat bunyi pada benda cair

Pada benda cair, cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh modulus Bulk (B) dan massa jenis (ρ) benda yang ditunjukkan

c.       Cepat rambat bunyi pada gas

Pada gas, kecepatan molekul dipengaruhi oleh suhu, semakin cepat molekul bergerak maka bunyi akan semakin cepat untuk dirambatkan.

2.      Sumber Bunyi

a.       Sumber bunyi dawai

Pada waktu kalian memetik dawai/senar, kalian akan menghasilkan gelombang stasioner dengan ujung terikat yang merupakan hasil superposisi gelombang.

Frekuensi yang dihasilkan akan beresonansi dengan udara di sekitar dan sampai ke telinga kalian

b.      Sumber bunyi pipa organa

Pipa organa adalah alat musik yang menghasilkan bunyi melalui getaran kolom udara di dalam pipa.

Berdasarkan bentuk dan cara menghasilkan bunyi, pipa organa dibagi menjadi dua jenis:

a.       Pipa organa terbuka: Kedua ujung pipa terbuka, sehingga udara di kedua sisi bisa bebas bergerak.

Gelombang bunyi yang dihasilkan memiliki pola simpul dan perut di dalam pipa, dengan simpul pada titik-titik tertentu. Contoh: seruling.

b.      Pipa organa tertutup: Satu ujung pipa tertutup, sehingga gelombang bunyi hanya bisa bergerak dari ujung terbuka. Pada pipa ini, gelombang membentuk simpul di ujung tertutup dan perut di ujung terbuka.

3.      Efek Dopler 

Efek Doppler adalah perubahan frekuensi yang diterima pengamat akibat pergerakan relatif antara sumber gelombang dan pengamat.

Frekuensi meningkat saat sumber mendekat dan menurun saat menjauh.

4.      Resonansi

Resonansi adalah getaran kuat yang terjadi ketika suatu benda dipengaruhi oleh gelombang dengan frekuensi yang sama atau mendekati frekuensi alaminya.

5.      Pelayangan bunyi 

Pelayangan bunyi  adalah perubahan intensitas suara yang terjadi ketika dua gelombang bunyi dengan frekuensi hampir sama bertemu, menyebabkan interferensi yang menghasilkan variasi volume bunyi secara periodik.

C.     Gelombang Cahaya

1.      Interferensi Cahaya

Interferensi cahaya adalah fenomena di mana dua atau lebih gelombang cahaya bertemu, menghasilkan pola cahaya dan gelap.

Interferensi terjadi dalam bentuk konstruktif (cahaya lebih terang) dan destruktif (cahaya lebih redup).

2.      Difraksi Cahaya

Difraksi adalah efek pembelokan atau penyebaran arah muka gelombang yang terjadi saat gelombang menemui sebuah ujung penghalang ataupun celah sempit.

3.      Polarisasi

Polarisasi adalah peristiwa penyerapan arah bidang getar dari suatu gelombang.

Polarisasi hanya berlaku pada gelombang transversal saja karena arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya.

4.      Aplikasi Gelombang Cahaya

Televisi merupakan salah satu teknologi yang sangat mengubah muka dunia ini.

Dahulu televisi berukuran besar dan sangat boros energi tetapi sekarang ukurannya lebih ramping dan lebih hemat energi. (MG Annisa Nur Khasanah)