Upload
renie-adinda-pitalokha
View
147
Download
20
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Suatu cahaya yang melewati dua medium yang berbeda akan mengalami dua kejadian yaitu pemantulan dan pembiasan
Citation preview
ABSTRAK
Gelombang adalah gelaja perambatan suatu gangguan melewati suatu ruangan, dimana setelah
gangguan itu lewat keadaan ruang akan kembali ke keadaan semula seperti sebelum gangguan itu datang.
Ketika suatu gelombang menabrak medium yang lebih keras misalnya kaca maka gelombang akan
mengalami pemantulan. Hukum mepantulan gelombang mengatakan sudut datang akan memiliki besar
yang sama dengan sudut pantul. Ketika gelombang memasuki medium yang berbeda dengan kecepatan
awal dan kecepatan setelah memasuki medium kedua berbeda, maka gelombang akan mengalami
transimisi. Pada saat transmisi tidak sejajar garis normal maka gelombang akan dibelokkan, pembelokan
inilah yang disebut dengan pembiasan.
Untuk memperagakan peristiwa pemantulan dan pembiasan dapat mengacu pada hukum snelillius.
Hukum pertama snellius menjelaskan bagaimana pemtulan dan pembiasan terjadi. Dan di dalam hokum
snellius mengatakan bahwa sinar datang, sinar pantul, dan garis normal berada pada satu titik dan berada
pada satu bidang datar, dan sudut datang (i)akan sama dengan sudut pantul(r), dan mengenai pembiasan
yang dinyatakan oleh Snellius bahwa jika seberkas sinar masuk pada kaca plan paralel maka sinar akan
dibiaskan sejajar mendekatigaris normal lalu setelah itu keluar darikaca menuju udara kembali menjauhi
garis normal
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Gelombang adalah gejala perambatan suatu gangguan melewati suatu ruangan, dimana
setelah gangguan itu lewat keadaan ruang akan kembali ke keadaan semula seperti sebelum
gangguan itu dating. Gelombang merupakan salah satu cara perpindahan energy. Pada saat
merambat, gelombang ada yang memerlukan medium tetapi ada juga yang tidak memerlukan
medium. Gelombang secara umum dibedakan menjadi dua jenis yaitu gelombang mekanik
dan gelombang eletromagnetik.
Tedapat beberapa sifat gelombang, namun yang paling mudah diamati adalah
pemantulan gelombang. Pemantulan terjadi apabiladalam perambatan gelombang
membentur dinding (penghalang) yang keras. Bila suatu gelombang dating dengan laju
gelombang yang berbeda, maka sebagian gelombang akan dipantulkan dan sebagian lagi akan
dibiaskan. Karena dari kehidupan sehari-hari tidak terlepas dari fenomena pemantulan dan
pembiasan cahaya, maka marilah kita tinjau kedua fenomena tersebut.
1.2 Rumusan Masalah
1. Mengetahui prinsip penjalaran gelombang dengan memahami konsep snellius.
2. Kecepatan penjalaran gelombang yang dapat diketahui dengan menghitung panjang
gelombang dan frekuensi gelombang.
1.3 Tujuan
1. Mempelajari prinsip penjalaran gelombang
2. Menghitung kecepatan penjalaran gelombang
3. Mengetahui prinsip pembiasan dan pemantulan gelombang
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Definisi Gelombang
Gerak gelombang dapat dipandang sebagai perpindahan energy dan momentum dari satu
titik di dalam ruang ke titik lain tanpa perpindahan materi. Bentuk ideal dari suatu gelombang
akan mengikuti gerak sinusoida. Gelombang memiliki sifat dualiasme yaitu dapat bersifat
sebagai partikel dan gelombang.
2.2 Macam-macam gelombang
a. Berdasarkan arah rambat dan arah getar
- Gelombang tranversal : gelombang dengan arah rambat tegak lurus terhadap arah
getarnya
- Gelombang longitudinal : gelombang yang arah getar dan arah rambatnya sejajar
b. Berdasarkan medium rambatnya
- Gelombang mekanik : gelombang yang membutuhkan media dalam perambaannya
- Gelombang non-mekanik : gelombang yang tidak membutuhkan media dalam
perambatannya.
c. Berdasarkan amplitudonya
- Gelombang berjalan : gelombang yang amplitudonya tetap pada setiap titik yang
dilalui gelombang
- Gelombang satasioner : gelombang yang amplitudonnya dapa berubah-ubah.
2.3 Sifat-sifat gelombang
Adapun sifat-sifat gelombang antara lain :
a. Refleksi (pemantulan) : Ketika gelombang dari tiep apapun mengenai sebuah pengahalan
datar seperti misalnya sebuah cermin, gelombang-gelombang baru dibangkitkan dan
bergerak menjauhi penghalang tersebut. Fenomena ini disebut dengan pemantulan.
b. Refraksi (pembiasan)
Ketika sebuah berkas cahaya mengenai sebuah permukaan bidang batas yang memisahkan
dua medium yang berbeda , seperti misalnya sebuah udara dan kaca, energy cahaya tersebut
dipantilkan dan memasuki medium kedua, perubahan arah dari sinar yang ditransmisikan
tersebut disebut dengan pembiasan.
c. Interferensi
Jika dua buah gelombang mekanis berfrekuensi sama yang merambat dalam arah yang
sama (hampir sama) dengan beda fase yang tetap konstan terhadap waktu, maka dapat
terjadi keadaan sedemikian rupa sehingga energinya tidak merata dalam ruang tetapi pada
titik-titik tertentu dicapai harga maksimum dan pada titik-titik yang lain harga minimum
(atau bahkan sama dengan nol) hal ini disebuut dengan interferensi.[2]
d. Difraksi
Difraksi adalah peristiwa pelenturan cahaya hanya ke belakang penghalang, seperti
misalnya sisi daripada celah. [2]
e. Dispersi
Dispersi gelombang adalah perubahan bentuk gelombang ketika gelombang merambat
pada suatu medium.Medium nyata yang gelombangnya merambat dapat disebut sebagai
medium nondispersi. Dalam medium nondispersi, gelombang mempertahankan
bentuknya.[5]
f. Absorsi
Pada saat gelombang elektromagnetik menabrak sesuatu (suatu material), biasanya
gelombang akan menjadi lebih lemah atau teredam. Berbanyak daya yang hilang akan
sangat tergantung pada frekuensi yang digunakan dan tentunya material yang di tabrak.[4]
g. Polarisasi
Polarisasi merupakan proses pengkutuban atau penyerapan/pemfilteran cahaya sehingga
dihasilkan arah gelombang cahaya yang sesuai. Polarisasi bisa kita rasakan saat siang hari
yang cerah warna langit menjadi biru atau dalam dunia modern ini polarisasi dimanfaatkan
untuk pemakaian kacamata polarisasi atau juga untuk kacamata 3D.[3]
2.4 Pemantulan gelombang
Ketika gelombang dari tiep apapun mengenai sebuah pengahalan datar seperti misalnya
sebuah cermin, gelombang-gelombang baru dibangkitkan dan bergerak menjauhi penghalang
tersebut. Fenomena ini disebut dengan pemantulan.
Pemantulan terjadi pada bidang batas antara dua medium yang berbeda seperti misalnya sebuah
perukaan udara kaca, dalam kasus dimana sebagian energidatang dipantulakn dan sebagian
ditransmisikan.
Sudut antara sinar datang garis normal (garis yang tegak lurs permukaan) disebut sudut
datang, bidang yang dibatasi oleh dua garis ini disebut bidang datang. Sinar yang dipantulkan
terletakdi dalam bidang datang tersebut dan membentuk sudut dengan garis normal yang sama
dengan sudut datang.
Sudut datang = sudut pantul
Hasil ini dikenal dengan hokum pemantulan. Hokum pemantulan belaku untuk semua jenis
gelombang.
Pecahan energy cahaya dipantulkan pada sebuah bidang batas seprti misalnya pada
permukaan udara kaca dengan cara rumiit bergantung pada sudut datang, orientasi vector
medan llistrik yang berhubungan dengan gelombang dan laju cahaya relative di dalam medium
pertama (udara) dan di dalam medium kedua (kaca). Laju cahaya di dalam medium seperti
misalnya kaca, air atau udara ditentukan oleh indeks bias n, yang didefinisikan sebagai
perbandingan laju cahaya dalam ruang hampa c terhadapa laju tersebut dalam medium v :
=
(1) Gambar pempantulan cahaya
Pemantulan dari permukaan licin disebut pemantulan spekuler (cermin). Mekanisme fisis
pemantulan cahaya dapat dimengrti melalui penyerapan dan radiasi ulang (reradiation) cahaya
oleh atom-atom di dalam medium yang memantulkan. Ketika cahaya yang berjalan di udara
mengenai permukaan gelas, atom-atom di dalam gelas menyerap cahaya dan meradiasikan
kembali cahaya tersebut dengan frekuensi yang sama kesemua arah. Gelombang-gelombang
yang diradiasikan kembali oleh atom-atom kaca menginterferensi seara konstruktif pada
sebuah sudut yang sama dengan sudut datang untuk mengahasilkan gelombang ang terpantul.
Hukum pemantulan dapat diturunkan dari prinsip Hyugens.
2.5 Pembiasan gelombang
Ketika sebuah berkas cahaya mengenai sebuah permukaan bidang batas yang memisahkan
dua medium yang berbeda , seperti misalnya sebuah udara dan kaca, energy cahaya tersebut
dipantilkan dan memasuki medium kedua, perubahan arah dari sinar yang ditransmisikan
tersebut disebut dengan pembiasan.
Gelombang yang ditransmisikan adalah hasil intererensi dari gelombang dating dan gelombang
yang dihasilkan oleh penyerapan dan adiasi ulang energy cahaya oleh atom-atom dalam
medium tersebut. Untuk cahaya yang memasuki kaca dari udara, ada sebuah ketertinggalan
fase (phase lag) antara gelombang yang diradiasikan kemballi dan gelombang datang.
Demikian juga ketertinggaln fase antara gelombang hasil (resultan) dan gelombang datang.
Ketertinggalan fase ini berarti bahwa posisi puncak gelombang dari gelombang yang
dilewatkan diperlmbat relative terhadap posisi puncak gelombang dari gelombang datang
dalam medium tersebut. Jadi, pada waktunya gelombang yang dilewatkan tidak berjalan di
dalam medium sejauh gelombang aslinya; jadi kecepatan gelombang yang dilewatkan lebih
kecil dari kecepatan gelombang datang. Indeks bias yaitu perbandingan antara laju cahaya di
ruang hampa terhadap laju cahaya dalam medium, selalu besar dari 1. Sebagai contoh, laju
cahaya di dalam kaca kira-kira dua per tiga dari laju cahaya di ruang bebas. Jadi indeks baisa
kaca kira-kira n = c/v = 3/2.
Karena frekuensi cahaya di medium kedua sama dengan frekuensi cahaya datang atom-atom
menyerap dan meradiasiulang cahaya tersebut pada fekuensi yang sam tetapi laju gelombang
berbeda maka panajng gelombang cahaya yang ditransmisikan berbeda dari panjang
gelombang cahaya di ruang hampa, panjang gelombang di dalam medium dengan indeks
bias n adalah
= c/f =c/n/f = /n
(2) Gambar pembiasan gelombang
2.6 Hukum Snellius
Sudut atau arah perambatan sinar cahaya diukur dengan mengacu ke garis normal bidang
perbatasan antara kedua bahan. Garis normal adalah sebuah garis yang mengarah tegak lurus
terhadap permukaan bidang perbatasan. Sudut yang dibentuk oleh arah sinar datang ke bidang
perbatasan (terhadap garis normal) dan sudut yang dibentuk oleh arah sinar meningggalkan
bidang perbatasan (terhadap garis normal) secara berturut-turut disebut sebagai suut datang
dan suut bias sinar cahaya. Kedua istilah ini dapat dijelaskan secara ilustrasi melalui gambar
berikut.
[3] Penjelasan hukum snellius
Willebord Snellius, seorang astronom berkebangsaan Belanda yang hidup di abad ke-17,
menemukan bahwa terdapat suatu hubungan matematis antara indeks bias kedua bahan
dengan nilai sinus ddari sudut-sudut sinar. Ia merumuakan hukum matematika ini pada
tahun 1621.
Hukum Snellius menyatakan :
n1 sin 1 = 2 sin 2
Di mana : n1 dan n2 secara berturut-turut adalah nilai indeks bias bahan pertama dan bahan
kedua, sedangkan 1 2 secara berturut-turut adalah sudut datang dan sudut bias.
Terdapat empat variable matematika d dalam persamaan diatas, sehingga mengetahui tiga
diantanya saja kita dapat menentukan nilai variable keempat. Dengan demikian, besarnya
pembiasan (pembelokan cahaya) yang terjadi dapat dihitung dengan menggunakan hukum
Snellius.
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
a. Strobscope
Sebagai penangkap gelombang dengan memberikan berbagai variasi nilai frekuensi
b. Pembangkit gelombang
Sebagai pembangkit gelombang
c. Meja air
Sebagai tempat meletakan air
d. Kaca cermin
Sebagai media untuk memantukan dan memmbiaskan gelombang
e. Besi pengetuk
Sebagai sumber gelombang
f. Plat acrylic
Sebagai media untuk memberikan kedalaman yang berbeda pada air
g. Tombol remote control
Sebagai penggerak besi pengetuk
h. Power supply 12 V DC
Sebagai sumber tegangan
i. Air
Sebagai medium perambatan gelombang
j. Penggaris
Sebagai alat untuk mengukur panjang gelombang
k. Kertas
Sebagai media untuk mencatat pergerakan muka gelombang
3.2 Prosedur Percobaan
Setting alat seperti gambar dibawah ini
1. Persiapan
Sebelum power supply dihidupkan
a. Posisikan alat-alat percobaan seperti pada gambar dan pelajari fungsi masing-masing
komponen alat.
b. Bersihkan da nisi meja air (ripple tank) dengan air sampai menutupi permukaan meja
setinggi 1 s.d. 2 cm (pipa pembuangan air harus dalam kondisi tertutup dengan
menggunakan penjepit)
c. Pasang besi pengetuk air (single dipper) pada batang besi yang terhubung dengan alat
pembangkit gelombang.
d. Hidupkan power supply, lalu seting frekuensi gelombang dengan emutar tombol reg.
frekuensi pada alat stroboscope.
e. Kemudian ketukkan besi pengetuk (dipper) pada permukaan air dengan cara menekan
tombol remote control satu atau berkali-kali. Amati gerak gelombang yang terbentuk pada
layar proyeksi.
2. Mementukan kecepatan gelombang harmonic
Percobaan 1
a. Gunakan penggaris pada meja air untuk mengukur panjang gelombang dalam meter dan
buat catat besar frekuensi dalam HZ yang terbaca oleh strobe.
b. Pilih frekuensi lain dengan cara mengatur tombol reg. frekuensi pada alat strobescope dan
ulangi pengukuran panjang gelombang
c. Buatlah table data untuk 5 kali pengukuran.
d. Amati bentuk gelombang yang terjadi pada layar proyeksi dan gambarkan.
- Hitung kecepantan gelombang untuk setiap pasang pengukuran.
- Apakah kecepatan konstan?
- Hitung rata-rata kecepatan gelombang.
Percobaan 2
Persamaan = . bisa ditulis sebagai = /, karena itu system koordinat dengan di plot
sebagai fungsi f-1 sebagai garis lurus, garis lurus yang dihasilkan berupa kecepatan (v)
gelombang sebagai slope (kemiringan) garis.
a. Gambarkan grafik dari data yang diperoleh, apakah grafik menghasilkan sebuah garis lurus
yang melalui titik nol (0,0) ?
b. Temukan kemiringan garis, dan bandingkan dengan nilai kecepatan rata-rata di percobaan
1.
Percobaan 3
Karena sulit untuk mengukur dengan tepat, adalah ide yang bagus untuk mengulang
percobaan dengan menggukur 5 bukannya . Lakukan ini sampai 5 set data pengukuran.
a. Hitung dan v untuk tiap set data. Apakah cukup konstan?
b. Hitunglah nilali rata-rata kecepatan gelombang.
c. Gambarkan grafik seperti percobaan 2, tetapi dengan yang diplot sebagai fungsi dari f-1.
Hitungah kemiringan v.
d. Bandingkan 4 nilai v yang anda dapatkan : nilai rata-rata percobaan 1, kemiringan
percobaan 2, dan nilai rata-rata dan kemiringan dari percobaan 3.
3. Pembiasan dan pemantulan gelombang
Percobaan 1
a. Siapkan seting percobaan seperti gambar diwah ini.
b. Gunakan pengetuk sumber gelombang parallel
c. Gunakan frekuensi antara 15 dan 30.
d. Tempatkan selembar kertas di atas meja.
e. Amati batas antara air dalam dan air dangkal
f. Amati 3 sampai 5 muka gelombang untuk air dangkal dan air dalam.
Percobaan 2
a. Seting percobaan seperti yang dilakkukan percobaan 1, tetapi tinggi permukaan air harus
diatur sehingga plat Plexiglas tidak tertutup air.
b. Letakkan lembaran kertas dibawah permukaan air pada meja air
c. Gammbar muka gelombang dan permukaan gelombang pantul
d. Ukur sudut dating, pantul dan amati sudut keduanya.
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Data Percobaan
1. Menentukan kecepatan gelombang
- Menggunakan satu panjang gelombang
No. Single Double Datar
f (Hz) lamda(m) f (Hz) lamda (m) f (Hz) lamda (m)
1 15 1 15 2.2 15 1.9
1.2 2 1.9
1.6 2.2 2
2 20 1.6 20 1.5 20 1.7
1.8 1.6 1.5
1.5 1.7 1.5
3 25 0.9 25 1.4 25 1.2
1.2 1.2 1
1 1.2 1
4 30 1 30 0.9 30 0.8
0.9 0.8 0.9
0.8 1 0.8
5 35 0.8 35 1 35 1
1 1.2 0.9
0.7 1 1
6 40 0.6 40 1 40 0.8
0.9 0.8 0.8
0.8 0.9 0.9
7 45 0.7 45 1 45 0.7
0.9 0.9 0.7
0.5 0.8 0.7
8 50 0.4 50 0.5 50 0.8
0.5 0.5 0.7
0.4 0.6 0.8
9 55 0.6 55 0.5 55 0.6
0.5 0.5 0.6
0.4 0.5 0.5
10 60 0.6 60 0.5 60 0.6
0.6 0.7 0.5
0.5 0.6 0.6
11 65 0.3 65 0.5 65 0.5
0.3 0.7 0.5
0.3 0.6 0.4
12 70 0.2 70 0.5 70 0.5
0.2 0.5 0.5
0.2 0.6 0.5
13 75 0.2 75 0.6 75 0.5
0.2 0.6 0.5
0.2 0.7 0.5
- Menggunakan 5 panjang gelombang
No. Datar
f (Hz) 5lamda (m)
1 15 5.5
5.8
6
2 20 4.1
5
5.1
3 25 4.5
3.8
4
4 30 3.7
3.5
3.8
5 35 3.5
3.7
3.7
6 40 3.6
3.7
3.7
7 45 3.5
3.6
3.6
8 50 3.5
3.5
3.5
9 55 3.1
3.1
3.1
10 60 3
2.9
3
11 65 3
3.3
3.1
12 70 2.8
2.8
3
13 75 3
3
2.9
2. Pembiasan dan pemantulan gelombang
- Pembiasan gelombang
No. f (Hz) lamda dalam lamda dangkal
30 derajat 65 derajat 90 derajat 30 derajat 65 derajat 90 derajat
1 20 1.6 1.2 1.2 1.7 1.5 1.5
2 1.6 1.7 1.5 1.3 1.7 1.4
3 1.8 1.5 1.1 1.2 1.7 1.7
4 1.6 1.7 1.3 1.5 1.9 1.7
5 1.7 1.1 1.5 1.5 1.5 1.6
- Pemantulan gelombang
No f (Hz) Panjang gelombang
30 derajat 65 derajat 90 derajat
1 40 1 0.7 0.6
2 0.8 0.5 0.6
3 0.9 0.6 0.8
4 50 0.4 0.7 0.5
5 0.4 0.6 0.4
6 0.4 0.7 0.4
7 60 0.3 0.6 0.4
8 0.4 0.5 0.5
9 0.5 0.6 0.4
4.2 Pengolahan Data Percobaan
1. Menentukan kecepatan gelombang
- Menggunakan satu panjang gelombang
Dengan menggunakan rumus v = f.
Untuk pengetuk single f = 15 Hz
rata-rata = ( 1 + 2 + 3 )/3
= (1 m + 1,2 m + 1.6 m)/3
= 1.276 m
v = f. rata-rata
= 15 Hz . 1.276 m
= 19 m/s
Jadi, kecepatan gelombang pada saat frekuensi 15 Hz dengan menggunakan pengetuk
gelombang single adalah 19 m/s.
Untuk pengetuk double f = 15 Hz
rata-rata = ( 1 + 2 + 3 )/3
= (2.2 m + 2 m + 2.2 m)/3
= 2.133 m
v = f . rata-rata
= 15 Hz . 2.133 m
= 32 m/s
Jadi, kecepatan gelombang pada saat frekuensi 15 Hz dengan menggunakan pengetuk
gelombang double adalah 32 m/s.
Untuk pengetuk datar f = 15 Hz
rata-rata = ( 1 + 2 + 3 )/3
= (1.9 m + 1.9 m + 2 m)/3
= 1.933 m
v = f . rata-rata
= 15 Hz . 1.933 m
= 29 m/s
Jadi, panjang gelombanng pada saat frekuensi 15 Hz dengan menggunakan pengetuk
gelombang datar adalah 29 m/s.
Dengan menggunakan cara yang sama untu nilai frekuensi dan nilai lamda yang
berbeda-beda dapat dilihat dari table berikut.
No. Single Double Datar
f (Hz) lamda (m) v (m/s) f (Hz) lamda (m) v (m/s) f (Hz) lamda (m) v (m/s)
1 15 1.267 19.000 15 2.133 32.000 15 1.933 29.000
2 20 1.633 32.667 20 1.600 32.000 20 1.567 31.333
3 25 1.033 25.833 25 1.267 31.667 25 1.067 26.667
4 30 0.900 27.000 30 0.900 27.000 30 0.833 25.000
5 35 0.833 29.167 35 1.567 54.833 35 0.967 33.833
6 40 0.767 30.667 40 0.900 36.000 40 0.833 33.333
7 45 0.700 31.500 45 0.900 40.500 45 0.700 31.500
8 50 0.433 21.667 50 0.533 26.667 50 0.767 38.333
9 55 0.500 27.500 55 0.500 27.500 55 0.567 31.167
10 60 0.567 34.000 60 0.600 36.000 60 0.567 34.000
11 65 0.300 19.500 65 0.933 60.667 65 0.467 30.333
12 70 0.200 14.000 70 0.600 42.000 70 0.500 35.000
13 75 0.200 15.000 75 0.633 47.500 75 0.500 37.500
- Menghitung rata-rata kecepatan gelombang
Dengan meggunakan pengetuk gelombang single
v rata-rata = v / 13
= 25.192 m/s
Jadi, dengan meggunakan pengetuk gelombang single diperoleh nilai kecepatan
gelombang rata-rata sebesar 25.192 m/s
Dengan menggunakan pengetuk gelombang double
v rata-rata = v / 13
= 38.026 m/s
Jadi, dengan menggunakan pengetuk gelombang double diperoleh nilai kecepatan
gelombang rata-rata sebesar 38.026 m/s
Dengan menggunakan pengetuk gelommbang datar
v rata-rata = v / 13
= 32.077 m/s
Jadi, dengan menggunakan pengetuk gelombang datar diperoleh nilai kecepatan
gelombang sebesar 32.077 m/s
Berikut table yang menunjukan nilali kecepatan rata-rata
No. Single Double Datar
f (Hz) lamda (m) v (m/s) f (Hz) lamda (m) v (m/s) f (Hz)
lamda
(m) v (m/s)
1 15 1.267 19.000 15 2.133 32.000 15 1.933 29.000
2 20 1.633 32.667 20 1.600 32.000 20 1.567 31.333
3 25 1.033 25.833 25 1.267 31.667 25 1.067 26.667
4 30 0.900 27.000 30 0.900 27.000 30 0.833 25.000
5 35 0.833 29.167 35 1.567 54.833 35 0.967 33.833
6 40 0.767 30.667 40 0.900 36.000 40 0.833 33.333
7 45 0.700 31.500 45 0.900 40.500 45 0.700 31.500
8 50 0.433 21.667 50 0.533 26.667 50 0.767 38.333
9 55 0.500 27.500 55 0.500 27.500 55 0.567 31.167
10 60 0.567 34.000 60 0.600 36.000 60 0.567 34.000
11 65 0.300 19.500 65 0.933 60.667 65 0.467 30.333
12 70 0.200 14.000 70 0.600 42.000 70 0.500 35.000
13 75 0.200 15.000 75 0.633 47.500 75 0.500 37.500
kecepatan rata-
rata 25.192
kecepatan rata-
rata 38.026
kecepatan rata-
rata 32.077
- Grafik terhadap f-1 untuk pengetuk gelombang single
- Grafik terhadap f-1 untuk pengetuk gelombang double
y = 23.72x + 0.0544R = 0.7969
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08
Pan
jan
g ge
lom
ban
g
1/frekuensi (Hz)
Grafik panjang gelombang terhadap satu per frekuensi
Series1
Linear (Series1)
- Grafik terhadap f-1 untuk pengetuk gelombang datar
- Dengan mengganti nillai satu panjang gelombang dengan lima panjang gelombang
pada pengukuran sehingga menggunakan persamaan
v = f. 5
Untuk pengetuk gelombang datar f = 15 Hz
5 rata-rata = ( 51 + 52 +5 3 )/3
= (5.5 m + 5.8 m + 6 m)/3
= 5.767 m
v = f . 5 rata-rata
= 15 Hz . 5.767 m
y = 28.164x + 0.2173R = 0.8071
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08
Pan
jan
g ge
lom
ban
g
1/frekuensi (Hz)
Grafik panjang gelombang terhadap satu per frekuensi
Series1
Linear (Series1)
y = 27.118x + 0.1081R = 0.9625
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08
pan
jan
g ge
lom
ban
g
1/frekuensi (Hz)
Grafik panjang gelombang terhadap satu per frekuensi
Series1
Linear (Series1)
= 86.5 m/s
Jadi, panjang gelombang yang dihasilkan pengetuk gelombang datar yang dihitung
setiap 5 panjang gelombang adalah 86.5 m/s
Mengukur kecepatan rata-rata
v rata-rata = v / 13
= 152.179 m/s
Jadi, kecepatan rata-rata gelombang dengan menggunakan pengetuk gelombang untuk
frekuensi 15 Hz adalah 152.179 m/s
Dengan menggunakan cara yang sama untuk nilai lamda dan panjang gelombang yang
berbeda-beda
No. Datar
f (Hz) 5Lamda (m) v (m/s)
1 15 5.767 86.500
2 20 4.733 94.667
3 25 4.100 102.500
4 30 3.667 110.000
5 35 3.633 127.167
6 40 3.667 146.667
7 45 3.567 160.500
8 50 3.500 175.000
9 55 3.100 170.500
10 60 2.967 178.000
11 65 3.133 203.667
12 70 2.867 200.667
13 75 2.967 222.500
kecepatan rata-rata 152.179
- Grafik terhadap f-1 untuk pengetuk gelombang datar untuk lima kali panjang
gelombang
2. Pembiasan dan pemantulan gelombang
- Pembiasan gelombang
Dengan mengunakan persamaan
sin()
sin()=
Untuk sudut datang 30 derajat
Sin (b) = sin (i) x ( dalam)/( dangkal)
= sin (30) x (1.6 m /1.7 m)
= 0.5
b = arc sin 0.5
= 32 derajat
Jadi, sudut bias yang dihasilkan akibat sudut datang 30 derajat adalah 32 derajat
Untuk sudut datang 65 derajat
Sin (b) = sin (i) x ( dalam)/( dangkal)
= sin (65) x (1.2 m / 1.5 m)
= 1
b = arc sin 1
= 90 derajat
Jadi, sudut bias yang dihasilkan dengan sudut datang 65 derajat adalah 90 derajat
Untuk sudut datang 90 derajat
y = 50.312x + 2.2593R = 0.9636
0.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08
pan
jan
g ge
lom
ban
g
1/frekuensi (Hz)
Grafik panjang gelombang terhadap satu per frekuensi
Series1
Linear (Series1)
Sin (b) = sin (i) x ( dalam)/( dangkal)
= sin (90) x (1.2 m / 1.5 m)
= 1
b = arc sin 1
= 90 derajat
Jadi, sudut bias yang dihasillkan akibat sudut pantul 90 derajat adalah 90 derajat
Dengan cara yang sama untuk lima kali pengukuran diperoleh nilai sudut bias yang
berbeda-beda, dapat dilihat pada table berikut.
No. lamda dangkal per lamda
dalam sin (b)
b (derajat)
30
derajat
65
derajat 90 derajat 30 derajat
65
derajat 90 derajat
30
derajat
65
derajat
90
derajat
1 1.063 1.250 1.250 0.5 1.0 1.1 32.0 90 95
2 0.813 1.000 0.933 0.4 0.8 0.8 24.0 53.13 53.13
3 0.667 1.133 1.545 0.3 0.9 1.4 19.5 64.158 113.58
4 0.938 1.118 1.308 0.5 0.9 1.2 28.0 64.158 101.5
5 0.882 1.364 1.067 0.4 1.1 1.0 26.2 95 90
4.3 Analisa Percobaan
Untuk percobaan pertama yaitu tentang mengukur panjang gelombang dengan
memberikan beberapa variasi frekuensi diperoleh hubungan bahwa semakain besar nilai frekuensi
yang diberikan maka akan semakin kecil panjang gelombang yang terlihat. Menurut pengamatan
saya hal ini disebabkan dari fungsi stroboscope. Fungsi strobescope adalah menangkap gelombang
sesuai dengan frekuensi yang dimasukan, jika frekuensi yang diberikan semakin besar maka
semakin banyak gelombang yang ditangkap sehingga jarak anata muka gelombang semakin kecil.
Untuk percobaan dengan menggunakan pengetuk single akan memiliki panjang gelombang yang
lebih kecil dari pada menggunakan pengetuk gelombang double dan datar. Hal ini disebabkan jeis
gelombang yang dihasilkan oleh pengetuk gelombang single berupa muka gelombang air
sedangkan untuk gelombang yang dihasilkan oleh pengetuk gelombang double adalah hasil
penjumlahan antar dua gelombang sehingga gelombang yang diperoleh akan lebih panjanng.
Karena diketahui kecepatan gelombang berantung pada frekuensi dan panjang gelombang maka
kecepatan rata-rata gelombang yang paling besar adalah gelombang yang dihasilkan dengan
menggunakan pengetuk gelombang double yaitu 38. 026 m/s.
Untuk pengukuran 5 kali panjang gelombang diperoleh nilai panjang gelombang yang lebih
besar dan nilali kecepatan gelombang yang lebih besar. Jika dilihat dari grafik, dapat diperoleh
hubungan dimana semakin besar nilai panjang gelombang maka akan semakin besar pula nilai
perioda yang di dapat. Dikarenakan pada pengukuran dengan menggunakan 5 kali panjang
gelombang diperoleh grafik yang semakin baik.
Untuk percobaan kedua adalah mengukur panjang gelombang dalam dan panjang
gelombang dangkal. Dilihat dari data pengukuran yang diperoleh untuk sudut 30 derajat adalah
panjang gelombang untuk daerah yang dalam akan lebih besar dibandingkan dengan gelombang
pada daerah dangkal. Hal ini sesuai dengan teori yang ada, dimana panjang gelombang bergantung
kepada kedalam air. Akan tetapi pada pengukuran untuk sudut 65 derajat dan 90 derajat tidak
memperoleh hasil yang serupa. Ketika pengukuran pada sudut 65 derajat dan 90 derajat diperoleh
hasil dimana panjang gelombang pada daerah yang dangkal lebih besar dibandingkan dengan
panjang gelombang pada derah dalam. Hal ini tidak sesuai dengan teori yang ada, maka praktikan
menerka bahwa banyak terjadi kesalah pada saat pengukuran dimullai dari pencatatan penajng
gelombang yang krang teliti, kesalahan pada peletakan sudut hingga kesalah dalam perhitungan.
Factor lain yang mempengaruhi adalah ketika percobaan kedua dilakukkan seharusnya praktikan
mengamati gelombang yang lewat dibawah plat akan tetapi karena kejadian itu sulit untuk
dilakukan sehingga praktikan mengamati gelombang hasil pembiasan hanya dari gelombang yang
dapat diamati saja.
BAB V SIMPULAN
5.1 Simpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa gelombang terbagi atas dua
jenis menurut medium perambatannya yaitu gelombang mekanik dan gelombang non mekani. Pada
percobaan ini digunakan gelombang mekanik dimana gelombang air membutuhkan medium
sebagai media perambatannya. Gelombang merupakan getaran yang merambat dimana akan
terdapat kecepatan gelombang. Kecepatan gelombang akan bergantung pada harga frekuensi dan
panjang gelombang tersebut.
Ketiak suatu gelombang menabrak medium yang lebih keras pada umumnya gelombang akan
dipantulkan sedangkan pada saat gelombang memasuki dua medium yang berbeda dengan nilali
indeks yang berbeda maka gelombang akan ditransmisikan dengan arah menjauhi atau mendekati
garis normal sesuai nilai indeks bias. Pembelokan arah transmisi tersebut disebutdengan peristiwa
pembiasan gelombang.
5.2 Saran
Pada percobaan ini, praktikan dapat mengerti cara perhitungan panjang gelombang dan
hubungan antara frekuensi, panjang gelombang dan kedalaman air. Akan tetapi alangkah baik
ketika percobaan tentang pembiasan dan pemantulan gelombang gelombang, sedikit lebih
diperbaiki karena pada saat praktikum saya tidak dapat melihat peristiwa penjalaran gelombang
pada air dalam.
LAMPIRAN
Tugas Pendahuluan
Terangkan dan jelaskan sifat-sifat gelombang dibawah ini
1. Hubungan antara dan f mejadi v = .f dimana v adalah kecepatan rambat gelombang; f adalah
frekuensi; adalah panjang gelombang.
= 2/T = 2f
v = /k ; k=2/
= kv
2f = 2/.v
v = .f
2. Prinsip pemantulan (refletion) gelombang
Bila suatu gelombang dating pada satu permukaan batas yang memisahkan dua daerah dengan laju
gelombang berbeda maka sebagian akan dipantulkan dan sebagian yang lain akan ditransmisikan.
3. Prinsip pembiasan (refrection) gelombang
Jika suatu gelombang dating pada sutau permukaan batas yang memisahkan dua daerah denan lanju
gelombang berbeda maka sebagian gelombang dipantulan dan sebagian akan ditransmisikan.
Berkas yang terpantul akan membentuk sudut dengan garis normal permukaan yang besarnya sama
dengan sudut berkas dating. Sebaliknya, berkas yang ditrasmisikan akan dibelokan atau menjauhi
garis normal bergantung pada besar atau kecil daripada lalju gelombang dalam medium dating.
Pembelokan yan ditransmisikan disebut dengan pembiasan gelombang. Dalam bahasa yang lebih
sederhana, pembiasan gelombang adalah perubahan arah berkas transmisi.
4. Tentukan posisi bayangan yang dibentk oleh cerin datar relative terhadap jarak gambar dari cermin.
Pembentukan bayangan oleh cermin datar
Bayangan terletak di belakang cermin dengan sifat bayangan sama besar, maya dan tegak.
5. Tentukan bagaimana kecepatan gelombang bergantung pada frekuensi dan kedalaman air.
Frekuensi adalah banyak gelombang yang dilakukan tiap detik. Karena gelombang air merupakan
gelombang mekanik, dimana gelombang mekanik adalah gelombang yang bergantung kepada
medium permbatannya maka gelombang air bergantung pada medium rambatnya. Untuk medium
rambat yang besar maka panjang gelombang juga akan semakin besar. Hal ini menyebabkan
kedalah air memperngaruhi panjang gembang. Menurut persamaan v = f. , maka diperoleh
hubungan bahwa kecepatan gelombang didalam air bergantung pda frekuensi dan kedalam air.
DAFTAR PUSTAKA
1. Tipler. 1991. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 2. Erlangga. Jakarta
2. Halliday. 1984. Fisika Jilid 2. Erlangga. Jakarta
3. http://heni-sri-fst12.web.unair.ac.id/artikel_detail-79207-Umum-
Optik%20Fisis%20,%20Difraksi%20,%20Interferensi%20dan%20Polarisasi%20Cahaya.html :
16 Maret 2014/16.00 WIB
4. https://docs.google.com/document/d/1UyYD6NGI4ZG5-
nWnWWaWr60LHnKfkb22NZN7W_bp5lM/edit?hl=in 16 Maret 2014/16.20 WIB
5. http://rit95.wordpress.com/2013/08/21/dispersi-gelombang/ 16 Maret 2014/16.10 WIB
Keterangan gambar
(1) http://sandrihidayat.files.wordpress.com/2011/05/pemantulan1.jpg 16 Maret 2014/16.30
WIB
(2) http://4.bp.blogspot.com/-
AntMlakJg7M/T9p0_70KfxI/AAAAAAAAAI0/2j_DkIgQvcg/s1600/1.bmp 16 Maret
2014/16.30 WIB
(3) http://lh6.ggpht.com/-fTIojxG-
LA0/URcxkJDiSwI/AAAAAAAAAGg/aLX2jRCTlzw/screenshot-
1_thumb%25255B3%25255D.png?imgmax=800 16 Maret 2014/16.30 WIB