Gelombang Cahaya, Gelombang Bunyi Dan Optika Fisis

of 24/24
1 A. GELOMBANG BERJALAN DAN GELOMBANG STASIONER 1) Gelombang Berjalan a. Formulasi Gelombang Berjalan Persamaan simpangan getaran harmonik sederhana dengan sudut fase awal θ 0 = 0˚, yaitu : Atau Fase Gelombang Pada saat t = 0 - Jika gelombang datang dari kanan, t semakin besar dan x juga semakin besar, maka persamaan gelombang tersebut adalah : - Sedangkan jika gelombang datang dari kiri t semakin besar dan x semakin kecil. Maka persamaan gelombang tersebut adalah b. Sudut Fase dan beda fase Yp = A Sin ( t – kx) = A sin 2 π ( T t - x ) Sudut fase Beda fase c. Jadi dapat disimpulkan pada persamaan Gelombang Jalan Persamaan gelombang datang dari kiri : Persamaan gelombang datang dari kanan : 2) Gelombang Stasioner Gelombang stasioner adalah gelombang yang terjadi karena hasil perpaduan 2 gelombang yang sama yaitu amplitudo (A) sama, frekuensi (F) namun arah berbeda. Gelombang stasioner sering disebut juga sebagai gelombang berdiri atau gelombang diam. Ujung tali yang tak digetarkan bisa dikaitkan kuat pada sebuah tiang sehingga tidak dapat bergerak ketika yang lainnya digetarkan. Ujung itu disebut ujung tetap. Tetapi bila saja ujung yang tak digetarkan itu diikatkan pada suatu gelang yang bergerak pada tiang tanpa gesekan. Ujung itu disebut ujung bebas. a. Formulasi Gelombang Stasioner pada Ujung Tetap Gelombang datang yang merambat ke kanan dapat dinyatakan oleh: Y 1 = A Sin (kx – t) Sedangkan gelombang pantul yang merambat ke kiri dan dibalik (berlawanan fase) dapat dinyatakan oleh : Y 2 = -A Sin (-kx – t) = A Sin (kx + t) Hasil superposisi antara gelombang datang (Y 1 ) dan gelombang pantul (Y 2 ) menghasilakan gelombang stasioner. Pola gelombang stasioner adalah adanya simpul-simpul dan perut-perut pada titik tertentu. Maka dari itu, dapat diketahui hasil superposisi, yaitu : Y = A Sin t Y = A Sin 2 π Q Y = A Sin 2 . x Y = A Sin 2 (x – Vt) Y = A Sin 2 (x + Vt) p = t – kx = 2 π ( T t - x ) Q x Y = A Sin (kx – t) Y = A Sin (kx + t) Q = T t - x
  • date post

    18-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    8.498
  • download

    14

Embed Size (px)

description

Ini merupakan sedikit panduan belajar terutama untuk anak kelas XII SMA mengenai bab Gelombang Cahaya, Gelombang Bunyi Dan Optika Fisis dilengkapi dengan contoH soal dan cara penyelesaiannya serta latihan - latihan soal. SEMOGA BERMANFAAT.

Transcript of Gelombang Cahaya, Gelombang Bunyi Dan Optika Fisis

1 A.GE L OM BANGBE RJAL ANDAN GE L OM BANG ST ASI ONE R 1)Gelombang Berjalan a.Formulasi Gelombang Berjalan -Persamaansimpangangetaranharmonik sederhana dengan sudut fase awal 0 = 0, yaitu : Atau -Fase Gelombang -Pada saat t = 0 -Jikagelombangdatangdarikanan,t semakinbesardanxjugasemakinbesar, makapersamaangelombangtersebut adalah : -Sedangkanjikagelombangdatangdarikiri t semakin besar dan x semakin kecil. Maka persamaan gelombang tersebut adalah b.Sudut Fase dan beda fase Yp = A Sin (e t kx) = A sin 2 (Tt - x) Sudut fase Beda fase c.Jadidapatdisimpulkanpadapersamaan Gelombang Jalan -Persamaan gelombang datang dari kiri : -Persamaan gelombang datang dari kanan : 2)Gelombang Stasioner Gelombangstasioneradalahgelombang yangterjadikarenahasilperpaduan2 gelombangyangsamayaituamplitudo(A) sama,frekuensi(F)namunarahberbeda. Gelombangstasionerseringdisebutjuga sebagaigelombangberdiriataugelombang diam. Ujungtaliyangtakdigetarkanbisa dikaitkankuatpadasebuahtiangsehingga tidakdapatbergerakketikayanglainnya digetarkan.Ujungitudisebutujungtetap. Tetapibilasajaujungyangtakdigetarkanitu diikatkanpadasuatugelangyangbergerak padatiangtanpagesekan.Ujungitudisebut ujung bebas. a.FormulasiGelombangStasionerpada Ujung Tetap Gelombangdatangyangmerambatkekanan dapat dinyatakan oleh: Y1 = A Sin (kx e t) Sedangkangelombangpantulyangmerambat kekiridandibalik(berlawananfase)dapat dinyatakan oleh : Y2= -A Sin (-kx e t) = A Sin (kx + e t) Hasilsuperposisiantaragelombangdatang (Y1) dan gelombang pantul (Y2) menghasilakan gelombangstasioner.Polagelombang stasioneradalahadanyasimpul-simpuldan perut-perutpadatitiktertentu.Makadariitu, dapat diketahui hasil superposisi, yaitu : Y = A Sine tY = A Sin 2 Q Y = A Sin t 2. x Y = A Sin t 2(x Vt) Y = A Sin t 2(x + Vt) u p =e t kx = 2 (Tt - x) = AQx

Y = A Sin (kx e t) Y = A Sin (kx +e t) Q = Tt - x 2Y = Y1 + Y = A Sin (kx e t) + A Sin (kx +e t) = A [ Sin (kx-et) + Sin (kx +et) ] Karena Sin A + Sin B = 2 Sin (A+B) Cos 1/2 (A-B), maka : Y = A x 2 Sin (kx e t + kx +e t) cos [ kx et (kx + e t) ] Y=simpanganpartikelpadagelombang stasioner pada ujung tetap As= Amplitudo gelombang stasioner X= Jarak partikel dari ujung tetap K= Bilangan gelombang-Letak titik perut gelombang Letakperutdariujungtetapmerupakan kelipatanganjildariseperempatpanjang gelombang. Persamaannya adalah : -Letak titik simpul gelombang Letaksimpuldariujungtetepmerupakan kelipatangenapdariseperempatpanjang gelombang. b.FormulasiGelombangStasionerpada Ujung Bebas Gelombangdatangyangmerambatkekanan dapat dinyatakan oleh. Y1 = A Sin ( kx e t ) Sedangkangelombangpantulyangmerambat kekiridandibalik(berlawananfase)dapat dinyatakan oleh : Y2 = - A Sin ( kx + e t ) Hasilsuperposisiantaragelombangdatang (Y1)dangelombangpantul(Y2)menghasilkan gelombang stasioner dengan persamaan. Y = Y1 + Y2 = A Sin ( Kx e t ) A Sin ( Kx e t ) = A [ Sin (kx- e t) + Sin (kx +e t) ] Y=Simpanganpartikelpadagelombang stasioner pada ujung bebas A=Amplitudo gelombangstasionerpada ujung bebas X= Jarak partikel dari ujung bebas K= Bilangan gelombang-Letak titik perut gelombang Letakperutdariyangbebasmerupakan kelipatangenapdariseperempatpanjang gelombang. -Letak titik Simpul gelombang Letaksimpuldariujungbebasmerupakan kelipatanganjildariseperempatpanjang gelombang. B. GEJAL A-GEJAL A GEL OMBANG Adabeberapagejalagelombangbaik gelombang mekanik maupun elektromagnetik 1)Dispersi Gelombang Dispersigelombangadalahperubahanbentuk gelombangketikagelombangmerambat melalui suatu medium. -Apakahsuatugelombangbunyiyang merambatmelaluiudaramengalami dispensi ?Jawab :Tidak,karenaudaratermasukmedium non-dispersi untuk gelombang bunyi. Y = 2 A Sin kx cose t Y = As cos e t As = 2A Sin kx Xn + 1 = (2n + 1). 41n = 0,1,2,3,.... Xn + 1 = (2n). 41n = 0,1,2,3,.... Y = 2 A Sin kx cose t Y = As cos e t As = 2A Sin kx Xn + 1 = ( 2n ). 41n = 0,1,2,3,. Xn + 1 = (2n + 1). 41n = 0,1,2,3,. 3t = 0 t = t Ket:Dalamsuatumediumdispersi,bentuk gelombang berubah begitu gelombang merambat 2)Pemantulan gelombang-Sudutpantuldarigelombangpantulsama dengansudutdatangdarigelombang datang. -Superposisidarigelombang pantuldengan gelombangdatangmenghasilkan gelombang stasioner. -Pemantulangelombang2dimensi, contohnya gelombang permukaan air. Pengertianmukagelombangdansinar gelombang -Getaranpembangkitkepingakan menghasilkansekumpulangaris-garis lurus. sinar gelombangmuka gelombang lurus Mukagelombanglurusdihasilkanoleh getaran pembangkit keping

Mukagelombangllingkarandihasilkan oleh getaran pembangkit bolaPemantulangelombangpermukaanair Dapatberupagelombanglurusdan gelombang lingkaran. 3)Pembiasan gelombang Frekuensigelombangselalutetap,maka panjanggelombangcahayadiudaralebih besardaripadagelombangcahayadiair sebandingdenganV.MakinbesarnilaiV makin besar nilai . a.Penurunanpersamaanumumpembiasan gelombang. nVVriRumus = = =21sinsin Keterangan: i=sudut pandang r=sudut bias n=indeks bias b.Pengertian indeks bias Indeksbiasadalahindeksbiasmedium2 relatif terhadap medium 1. -n2 relatif terhadap n1 12nnn = - 2 2 1 112212 1sin sinsinsin,u uuuu un nnnr i= = = = 4)Difraksi Gelombang Difraksi gelombang adalah lenturan gelombang yangdisebabkanolehadanyapenghalang berupa celah (difraksi gelombang). 5)Interfensi Gelombang Interfensigelombangadalahpengaruhyang ditimbulkan oleh gelombang - gelombang yang berpadu.Padagelombangstasioneryang dihasilkanolehsuperposisigelombangpantul dangelombangdatangolehujungbebas, terdapat titik perut. Sumber gelombang Muka gelombang lingkaran Sinar gelombang 4-Interfensi gelombang permukaan air a.Interfensi konstruktif Apabilakeduagelombangsaling menguatkan.b.Interfensi destruktif Apabilakeduagelombangsaling meniadakan. 6)Polarisasi Gelombang Sifat gelombang yang hanya dapat terjadi pada gelombang transversal. PembiasanPemantulanDifraksiInterfensiGelombang cahaya (3 dimensi)Gelombang bunyiGelombang permukaan air (2 dimensi)Gelombang tali (1 dimensi)Gelombang transversal Polarisasi gelombangTerjadi pada Polarisasigelombang.Pemantulan, pembiasan,difraksidaninterferensidapatter jadipadagelombangtali(satudimensi), gelombangpermukaanair(duadimensi), gelombangbunyidangelombangcahaya. Gelombang tali, gelombang permukaan air dan gelombangcahayaadalahgelombanf transversalsedangkangelombangbunyi adalah gelombang longitudinal.Adasatusifatyanghanyaterjadipada gelombangtransversalyaitupolarisasi.Jadi, polarisasigelombangtidakdapatterjadipada gelombanglongitudinal,misalnyapada gelombang bunyi. CONT OHSOALD AN PEMBAH ASAN 1.Sebuahgelombangberjalandiketahuimempunyai persamaan simpanganY = 0,5 sint( 40t + 12x ) m. Tentukan cepat rambat gelombang tersebut !Jawab :Y= 0,5 sint( 40t + 12x ) m = 0,5 sin (40t t + 8t x ) m -e t=40t, e= 2t f 2t f =40tf = tt240 =20 Hz -k = t 2x=8t x = tt82 = 0,25 m

V = f . = 20 Hz . 0,25 m =5sm 2. Suatugelombangstasionermempunyai persamaan simpanganY=(1,4cos 65txsin24t t)mdalamsatuan SI, maka tentukanlah :1.Amplitudo gelombangnya! 2.Frekuensinya!3.Panjang gelombangnya!4.Cepat rambat gelombang!Jawab :1.Amplitudo (A) = 21.2A =21. 1,4 = 0,7 m 2.Frekuensi (f) e t=24t, e= 2t f 2t f=24tf=tt224 = 14 Hz3.Panjang gelombang ( ) t 2=65t =tt512 = 2,4 m 4.Cepat rambat gelombang (V)V=f . =14 Hz . 2,4 m =33,6 sm 53.SebuahSlinkimenghasilkangelombang longitudinaldenganjarakantarapusatrapatan danpusatrengganganyangberdekatan20cm. Jikafrekuensigelombang60Hz,maka Tentukanlahcepatrambatgelombang longitudinal tersebut!Jawab : 21 = 20 cm = 40 cm = 0,04 mf= 60 Hz v = f = (0,04)(60) = 2,4 sm 4.Sebuahgelombanglurusdatangpadabidangbatasantaraduamediumdengansudutdatang 300.Jikaindeksbiasmedium2relatifterhadap medium1adalah212 ,Tentukanlahsudut biasnya (r)! Jawab:Sudut datang i = 300 Indeks bias n= 212 , Sudut bias r....? Denganmenggunakanpersamaan Snellius diperoleh n1sin 1= n2sin 2 sin 1= 12nn sin 2 sin 300= 22sin r 21= 22sin r Sin r= 21atau r = 450 UJIKOMPET ENSI1.Selangwaktuyangdiperlukanuntuk menempuh 2 puncak yang berurutan atau waktu yangdiperlukanuntukmenempuh2dasar berurutan disebut.... a.Amplitudo gelombang b.Panjang gelombangc.Periode gelombang d.Frekuensi gelombang e.Cepat rambat gelombang 2.Perbedaandasarantaragelombangtansversal danlongitudinalyangberjalansepanjangsuatu slinki adalah pada.... a.Amplitudo gelombang b.Arah getaran c.Kecepatan gelombang d.Frekuensi gelombang e.Arah rambat gelombang 3.SebuahSlinkimenghasilkangelombang longitudinaldenganjarakantarapusatrapatan danpusatrengganganyangberdekatan10cm. Jikafrekuensigelombang30Hz,makacepat rambatgelombanglongitudinaltersebut adalah.... a.0,20 sm b.0,30 sm c.0,40 sm d.0,60 sm e.0,70 sm 4.Suatugelombangstasionermempunyai persamaan simpangan Y= (0,4 cos 1016tx .sin 20tt) m. Makajarak simpul ke 3 dan perut ke 4 adalah.... a.3.075 m b.3,125 m c.3,175 m 6d.3,225 m e.3,275 m5. Suatugelombangstasionermempunyai persamaan simpanagany= (0,4 cos 1016tx.sin 20 tt) m, maka cepat rambatgelombang(v)tersebutsertajarak simpulke2dansimpulke5secaraberturut turut adalah.... a.12,40 sm dan 18,35 mb.12,40 sm dan 18,45 m c.12,50 sm dan 18,65 m d.12,50 sm dan 18,75 m e.12,50 sm dan 18,85 m 6.Sebuah gelombangberjalan dari titikA ke titik Bdengankelajuan3 sm.Periodegelombang tersebut adalah 0,4 s. Jika selisih fasa anatara A dan B adalah 56t maka jarak AB adalah.... a.0,6 mb.0,8 mc.1,0 md.1,2 me.1,4 m7. Dibawahiniyangmerupakangelombangtiga dimensiyangmemungkinkanterjadinya pemantulan,pembiasan,difraksidanintervensi adalah.... a.Gelombang bunyi b.Gelombang tali c.Gelombang permukaan air d.Gelombang cahaya e.Gelombang stasioner8.Seberkassinardatangpadalapisanminyak(n =1,45)yangterapungdiatasair(n=4/3) dengansusdut300.Makasudutsinartersebut di dalam air adalah.... a.0,150 b.0,250 c.0,350 d.0,450 e.0,550 9.Suatuberkassinardatangdarin1menujuke n2membentuksudutsebesar530.Makabesar sudutpolarisasipadabidangbatasyangsama adalah.... a.370 b.470 c.570 d.670 e.770 10. Sudutbatasdaricahayayangmasukmelalui kaca(n= 23)menujukeair(n= 34) adalah....(lihat gambar) air ickaca a.60,70 b.61,50 c.62,70 d.63,50 e.64,70 7 A.CI RI -CI RIGEL OMBANG BUNYI 1.Sifat-sifat dasar bunyiAda duajenis gelombangyaitu gelombang tranversaldangelombanglongitudinal. Gelombangbunyisepertihalnyaslinkiyang digetarkanmajumundurmerupakan gelombanglongitudinal.Daerahyangtekanan udaranya bertambah disebut rapatan. Gerakan diafragma radial ke dalam menghasilkan suatu daerak yang dikenal sebagai renggangan.2.Mengukur cepat rambatnya bunyi di udarahasilbagiantarajarakyangditempuh(s) dengan selang waktu (t) didefinisikan sebagai cepat rambat (v) jadi, a. Mengukur cepat rambat bunyi Jarakantarasimpuldanperutyang berdekatanadalah 1/4(adalahpanjang gelombang bunyi), sehingga I1 = 1/4 . Karena ukurandiametertabungkecildibandingkan terhadappanjanggelombang.Makaperut gelombangsimpangantidaktepatterjadipada ujung terbuka tetapi didekatnya, pada jarak c = 0,6Rdiluartabungdenganmemasukkan koreksi c, makaI1 + c = /4 ........pers.1 Denganmenaikkanlagitabung,kita mendapatkanresonansike2(bunyi dengungan kedua). Pada resonansi ke 2 ini I2 + c = 3/4 ........pers 2Denganmengurangi(pers2)dan(pers1)kita perolehI2 + c = 3/4 I1 + c = /4 _ I2 - I1 = /2 Karenafrekuensigarputalayang digunakan sudah diketahui, maka cepat rambat bunyi v dapat ditentukan dari persamaan dasar gelombang b.Cepat rambat bunyi dalam zat padatMisalkansuatugayaluarFdiberikanpada ujung sebuah batang dengan luas penampang Asehinggaujungbatangbergerakdengan kelajuanudanmenyebabkansuatupulsa rapatan gelombang bunyi merambat sepanjang batang dengan kelajuan v. dalam selang waktu tpulsamenempuhjarakvtdanpanjang batanglogamtermampatkansebesarut. Dengan demikian,Tegangan = luasgaya = AF Renggangan = ata PanjangRapPemampata= vtut = vu JikabahanlogammemilikiModulusyoungE, maka : E = tan RapaTegangan = v uA F// = AuFv Karena itu, F = vEAu dan Ft = (vEAu)t...........pers. 1 Tetapi,gayaxselangwaktusamadengan perubahanmomentumdarimassabatang sepanjangvtyangberubahkecepatannyadari 0 menjadi u.Ft= m (v2 v1)= m (u 0)= mu Massa batang (m) sepanjang vt adalahm= massa jenis . volum =p(Avt) =p Avt Dengan demikian,Ft=p Avtu...........pers. 2 Denganmenggunakanruaskanan(pers.1) dan ( pers. 2) kita peroleh :(vEAu)t =p Avtu Aut (vE) = Aut ( p v ) V = ts V= f 8Sehingga, v2 = pE E= modulus young bahan logam(N/m2atau Pa) p = massa jenis bahan logam (Kg/m3) c.Cepat rambat bunyi dalam gas Dalamkasusgasterjadiperubahanvolum danyangberkaitandenganmoduluselastisbahanadalahmodulusbulk(diberinotasik). dapatditunjukkanbahwadalamkondisidiman asuatugelombangbunyimerambatdalam gas, k =pdimana p adalah tekanan gas dan adalahtetapanLaplace,yaitunilai perbandingankapasitaskalorpadatekanan tetapdanvolumtetap, =Cp/Cvdengan demikian,cepatrambatbunyidalamgas adalah ; Cepatrambatbunyidiudaradipengaruhi olehsuhuudara.Persamaandasarcepat rambat bunyi dalam gas = tetapan Laplace,R = tetapan umum gas = 8300 J kmol-1K-1 ,T = suhu mutlak (K),M = massa molekul gas (kg kmol-1).Cepatrambatbunyidalamgastidak bergantungpadatekananartinyajikahanya tekanangasyangdiubah,cepatrambatbunyi akantetap.Radalahsamauntuksemuajenis gas,sedangkan danMadalahtetapuntuk suatu jenis gas tertentu. Dengan demikian, Cepatrambatbunyidalamsuatugas adalahsebandingdenganakarkuadrat suhu mutlaknya.3.Mendengar dan melihat gelombang bunyi a.Telinga sebagai penerima bunyi Bunyiadalahhasilgetaransuatubenda. Getaransumberbunyimenggetarkanudaradi sekitarnyadanmerambatkesegalaarah sebagaigelombanglongitudinal.Gelombang bunyidikumpulkanolehtelingaluardan selanjutnya menggetarkan gendang telinga.Didalamtelingatengah,getaran-getaran inidilewatkanmelaluitingkapoval(selaput telingayangluaspenampangnyalebihkecil) melalui 3 buah tulang yang diberi nama martil, landasan,dansanggurdi.Tekananbunyidari tingkap oval diteruskan melalui cairancochlea. Getaran-getarancairandalamcochlea mempengaruhiberibu-ribusarafyang mengirim isyarat ke otak kita. Otak kitalah yang mengolahisyarattersebutdammembedakan berbagai macam bunyi.Jadi,telingaterdiridaritigabagianyang terpisahyaitutelingaluar,telingatengahdan telingadalam.Letupanadalahtekanan melewatigendangtelingaketikatekanan dalamdiaturmenjadisamaterhadaptekanan diluar.b.Klasifikasi gelombang bunyi Telinganormalumumyahanyadapat mendengarbunyiyangmemilikifrekuensi20 Hz20000Hz.Bunyiyangfrekuensinya terletakdalamdaerahtersebutdinamakan audiosonik.Bunyiyangmemilikifrekuensinya lebihrendahdari20Hzdinamakaninfrasonic, sedangkan bunyi yang memiliki frekuensi lebih tinggidari20000Hzdinamakanultrasonik. Infrasonicdanultrasonictidakdapatdidengar oleh manusia.c.Melihat bunyi Peralatanyangdigunakanuntukmelihat gelombangbunyiadalahosiloskopyang dilengkapi dengan sebuah mikrofon. Gabungan V = pE

V = pEV = p K V = MRT vT9nada dasar dan nada-nada atas menghasilkan bentukgelombangtertentuuntuksetiap sumbernada.Bentukgelombanginilahyang menunjukkanwarnadankualitasbunyiatau timbredarisumbernada.Bentukgelombang berbedadisebabkanolehperbedaannada-nada dasar yang menyertai nada dasar.d.Tinggi nada dan kuat bunyi tinggi atau rendahnya nada ditentukan oleh frekunsinya.Makintinggifrekuensi,makin tinggi nadanya dan makin rendah frekuensinya, makinrendahnadanya.Kuatataulemahnya bunyiditentukanolehamplitudogelombang. Makinbesaramplitudo,makinkuatbunyinya danmakinkecilamplitudo,makinlemah bunyinya.B. GEJAL A- GEJAL A GEL OMBANG BUNYI1.Pemantulan Gelomang Bunyi Hukumpemantulan:sudutdatangsama dengan sudut pantul. Pemantulanbunyidalamruangtertutupdapat menimbulkangaungyaitusebagianbunyi pantulbersamaandenganbunyiaslisehingga bunyiaslimenjaditidakjelas.Ruangbesar yangtidakmenimbulkanefekgaungdisebut ruang yang memiliki akustik baik. 2.Pembiasan Gelombang Bunyi 3.Difraksi Gelombang Bunyi Gelombangbunyidiudaramemilikipanjang gelombangdalamrentangbeberapa sentimetersampaidenganbeberapameter (bandingkandengangelombangcahayayang panjanggelombangnyaberkisar500nm(5x 10-5cm).Sepertitelahdiketahuibahwa gelombangyangpanjanggelombangnyalebih panjang akan lebih mudah didifraksi.4.Interferensi Gelombang Bunyi Interferensibunyimemerlukanduasumber bunyi koheren yaitu: Bunyikuat,yangterjadiketikasuperposisi keduagelombangbunyidititikP menghasilkaninterferensikonstruktif(jika keduagelombangbunyiyangbertemudi titikPadalahsefaseataumemilikibeda lintasanyangmerupakankelipatanbulat dari panjang gelombang bunyi. Bunyi kuat: .... , 3 , 2 , 1 , 0 ;2 1= = = A n n P S P S S n = 0, n = 1, n = 2 berturut-turut untuk bunyi kuat pertama, kedua dan ketigaBunyilemah,terjadiketikasuperfisikedua gelombangbunyidititikLmenghasilkan interferensidestruktif(jikakedua gelombangyangbertemudititikLadalah berlawanan fase / memiliki beda lintasan) Bunyi lemah: n = 0, n = 1, n = 2 berturut-turut untuk bunyi lemah pertama, kedua dan ketiga 5.Efek Doppler EfekDopplerdiawaliketikaadasuatugerak relativeantarasumbergelombangdan pengamat. Ketika sumber bunyi dan pengamat bergeraksalingmendekati,pengamat mendengarfrekuensibunyilebihtinggi daripadafrekuensibunyiyangdipancarkan sumbertanpaadanyagerakrelative.Begitu juga sebaliknya. fp=frekuensi yang didengar (pengamat) V =cepat rambat bunyi di udara Vp =kecepatan pendengar pengamat Vs =kecepatan sumber bunyi terhadap tanah fs=frekuensi yang dipancarkan sumber bunyi V selalu bertanda positif,sedangkan Vs dan Vpbertandapositifjikasearahdenganarah darisumber(S)kependengar(P)dan bertanda negative jika berlawanan arah . ( ) .... , 3 , 2 , 1 , 0 ; 2 / 12 1= + = = A n n L S L S S fp =fsv vv vsp 10Vs (diam)=0 Vp (diam)=0 RumusefekDopplerdenganmemasukkan pengaruh angin: ( )( )fsv v vv v vfps wp w = VW =kecepatan angin Vw sama seperti Vp dan Vs, yaitu positif jika searahdenganarahdarisumberke pendengar. 6.Pelayangan Gelombang Variasikuatlemahnyabunyisecara periodicdisebutlayangandandihasilkanoleh superposisidariduagelombangbunyidengan frekuensisedikitberbeda.Persamaan simpangan gelombang: ( )tw wA twA Asebesar A amplitudo dengan harmonik bergetarjuga titik suatu di gelombang erposisi Hasilw w w dengan t w twA Yt w wt A Ymaka samahampir Y dan Y gelombang kedua frekuensi Jikat W t W At W A t W A Y Y Yadalah ini gelombang kedua erposisi Hasilt W A Y dan t W A Ypp2cos 22cos 2:supsin2cos 2) 2 (21sin21cos 2: ,sin sinsin sin: supsin sin2 12 12 12 12 1 2 12 2 1 1=A= = AA=A =+ =+ = + == =Amplitudomerupakanfungsiwaktu sehinggamempunyainilaimaksimumdan minimumyangberulangsecaraperiodic dengan frekuensi sudut sebesar: 2 12 12 1 2 1 2 1221 1,12;22 22 ;2f ff ffTmaka periode ialah T denganfT karenaf fff ffw ww== ===== At tt -Pelayanganbunyiterjadikarenaamplitudo hasilseperposisimempunyainilai maksimumyangberulangsecaraperiodic maka terjadi bunyi keras dan lemah secara periodic pula. -Satulayangandidefinisikansebagaigejala duabunyikeras/duabunyilemahyang terjadi secara berurutan. 1 layangan = keras lemah keras atau Lemah keras lemah -Periodelayanganyangterjadi(TL)adalah T sehingga: 2 1 2 11 22121f fTL atauf fT TL=||.|

\|= =-Frekuensilayanganialahbanyaklayangan yang terjadi dalam satu sekon: 2 12 1:11 1f f fLlayangan Frekuensif fTLfL == = Aplikasi Layangan -Pemainpianomenyetelnada-nada pasangandenganbantuansoftware computer dengan prinsip layangan. -Pemain gitar memetik sebuah gitar C.GE L OM BANGST ASI ONE RPAD A AL ATPE NGH ASI LBUNYI1.Gelombang stasioner transversal padasenar Meldemengukurcepatrambatgelombang dengan menggunakan Sonometer. Frekuensinadadasardawaif1 ditentukan dengan persamaan 11 Cepatrambatgelombangtransversaldalam dawaiadalahsebandingdenganakar kuadratgayategangandawaidan berbandingterbalikdenganakarkuadrat massa per panjang dawai. Secaramatematiscepatrambatgelombang transversal dapat dinyatakan : Volummerupakanhasilkalipanjangdawai dengan luas penampang, jadi Jadi, Hukum Marsene berbunyiFrekuensisenardengankeduaujungterikat adalah : berbandingterbalikdengan panjang senar, berbandinglurusdenganakar kuadrat dari gaya teganga senar, berbandingterbalikdengan akar kuadratdarimassajenis bahan senar, berbandingterbalikdengan akar kuadratdariluaspenampang senar. 2.Gelombang transversal pada pipa organa a. Pipa Organa Terbuka L = 1 atau 1 = 2L Dan frekuensi nada dasarnya : f1 = 1V= LV2 b. Pipa Organa Tertutup L = 1/4 atau 1 = 4L Dan frekuensi nada dasarnya : f1 = 1V= LV4 frekuensi alamiah pipa organa tertutup adalah fn = nf1 = LnV4 n = 1, 3, 5, D . T ARAF I NT ENSI T ASD AN APL I K ASIBUNYI-Gelombangmemindahkanenergidarisatu tempat ke tempat lain. -Ketikamelewatimedium,energidipindahkan darisatupartikeldenganyanglaindalam medium . 2 2 2 2 2221y f m y w m E t = =-Energiyangdipindahkanolehsuatu gelombangsebandingdengankuadrat amplitudonya(Eoy2)dansebandingdengan kuadrat frekuensinya (E o f2) 2 2f E dan y E o o1.Intensitas Gelombang Adalahenergiyangdipindahkanoleh gelomabang. LambangI, dengan rumus

Keterangan: P=daya (watt) I=Intensitas gelombang (watt / m2) A =luas bidang (m2) Gelombang tiga dimensi Memancar dari sumber gelombang ke segala arah, contohnya : gelombang bunyi yang memancar, di udara, gelombanggempabumi, gelombang cahaya. Jika mediumyangdilalui isotropic (sama ke segalaarah)maka gelombang yang dipancarkanberbentuk API = 12bola.Mukagelomabangbolasemakinluas(r) karena luas permukaaan bola dalam radius r = 4 t r2 . -A bertambah Y berkurang 222221212222212122 221 14 4Y r Y rY r Y rY A Y A= ==t t2112rrYY=Makinjauhdarisumber,amplitudo(y) mengecilsecarasebandingterbalikdengan jaraknyadarisumber(1/r).Intensitasmakin kecil dengan bertambahnya jarak dari sumber 22 2221 1144rPAPIrPAPItt= == = 222112rrII=2.Taraf Intensitas Bunyi -Intensitas ambang pendengaran Yaituintensitasbunyiterkecilyangmasih dapatdidengarolehtelingamanusia(10-12 w/m2) -Intensitas ambang perasaan Yaituintensitasbunyiterbesaryangmasih dapatdidengarolehtelingamanusia(1 w/m2) -Hubungan logaritmik Telinga manusia mendengar bunyi dua kali kuat juka intensitas bunyi 100 kalinya. Kuat bunyiberbandinglurusdenganintensitas bunyi. Rumus Keterangan: I=Intensitas bunyi (w/m2) I0=Intensitas standar (10-12 w/m2) TI=taraf intensitas bunyi (dB) 3.Aplikasi Gelombang Bunyi a.Bidang industri TeknikSONAR(SoundNavigationand Ranging) pantulan bunyi untuk navigasi. 1)Mengukur kedalaman laut Pantulan pulsa ultrasonic Instrument pemancar=fathometer 2)Mendeteksi retak-retak pada struktur logam Pindai ultrasonic / Pemindai untrasonik 3)Kamera dan perlengkapan mobil Kamerauntukmengaturfokusnyasecara otomatis sedang perlengkapan mobil, untuk menghitungjarakdarisebuahmobilke obyek di sekitarnya. b.Bidang Kedokteran -Pulsa-pulsa ultrasonic Digunakanuntukmelihatbagiandalam manusiaseperti:USG,periksahati. Mengapaultrasonicbergunadalam diagnosis kedokteran ? 1.Lebihamanuntukmelihatjanindidalam perut ibu. 2.Dapatdigunakanterus-menerusuntuk melihatpergerakanjanin/levertanpa melukai pasien. 3.dapat mengukur kedalaman suatu benda di bawah permukaan kulit. 4.Dapatmendeteksiperbedaanantar jaringanlunakdalamtubuh.Untuk menemukantumor/gumpalandalam tubuh. -EfekDoppleruntukmengaturkelajuan alirandarah.memonitorialirandarah melalui pembuluh nadi utama Cara kerja: 1.Gelombangultrasonicfrekuensi(5-10) MHz diarahkan ke pembuluh nadi. 2.SuatupenerimaRakanmendeteksi sinyal hambatan pantul 3.Kegunaan: mendeteksi trombosit 4.Keunggulan:LebihmurahSedikit ketidaknyamanan 0log 10IITI =13CONT OHSOALD AN PEMBAH ASAN 1.Sebuah pipa organa panjangnya 40 cm. Apabila cepatrambatdiudara320m/s.Maka tentukanlahfrekuensinadadasar,nadadasar pertamadannadadasarkeduauntukpipa organa tertutup! Jawab :Diket: L = 40 cm = 0,4 mv = 320 m/sPipa organa tertutup-Nada dasar : = 4 L =4 . 0,4 = 1,6 m f0 = v = 6 , 1320= 200 Hz -Nada atas I: = 34L = 34. 0,4= 0,53 m f1 =v = 53 , 0320= 604 Hz -Nada atas II : = 54L = 54.0,4 = 0,32 mf2 =v = 32 , 0320= 1000 Hz 2.Seutastalimemilikimassa1,04gram.Tali tersebutdigetarkansebuahmembentuksebuah persamaan gelombang transversal yaituY=0,03sin(x+30t).Jikaxdanydalam meter dan t dalam detik. Tentukan tegangan tali tersebut! Jawab :Y = 0,03 sin ( x + 30t ) Untukmencaritegangantalidigunakan persamaanv = pF F = 2v p-v = ke = 130 = 30 m/s -p= lm = 810 04 , 13 x = 0,13 x 103 kg/m3 -F=0,13 x 103 . (30)2 = 0,177 = 0, 12 N 3.Dua buah gelombang, masing masing dengan frekuensi300HzdanaHzdibunyikanpada saatyangbersamaan.Jikaterjadi10layangan dalam 2 sekon , tentukanlah nilai a ! Jawab :f1= 300 Hz, f2 = a terjadi layangan dua sekon frekuensi layangan ( fL) = 210= 5Hz fLmenyatakanselisihdarif1danf2.Kitatidak bisamenentukanapakahf2>f1ataukahf2 300 : fL = a - f1 5= a - 300 a= 305 -Untuk a > 300: fL = f1 - a 5= 300 - a a= 295 4.Sebuahbatudijatuhkandariketinggian45m dalamwaktu3,12sekondalamwaktujika diketahuig=10m/s2,Tentukanlahcepat rambat bunyi udara di tempat tersebut! Jawab :-X = v0 t + 21at2 =h:v0=0dana=(gerakjatuhbebas) : t = t1 h = 0 = 2121gt 21t = 10) 45 ( 2 2=gh= 100900 t1=s 0 , 31030=t = t1 t2 t2 = t t1 = 3,12 3,0 = 0,12 s -V = smth37512 , 0452= = 145.Sebuahjetmenimbulkanbunyi140dBpada jarak100.Berapakahtarafintensitasnyapada jarak 10 km?Jawab :r1 = 100 m = 102mdimana TI1= 140 dB r2 = 10 km = 104mdimana TI2 = ?TI2= TI1 + 10 log 221) (rr = 140 + 10 log ( 421010 )2 = 140 + 10 log 104

= 140 + 10 ( -4 )= 100 Db UJIKOMPET ENSI1.Dibawahinipernyataanyangpalingtepat mengenaicepatrambatbunyididalamgas adalah.... a.Sebandingdenganakarkuadrathasilkali massamulekulgasdengandengantetapan umum gas. b.Berbandingterbalikdenganakarkuadrat tetapan umum gas. c.Sebandingdenganakarkuadrattetapan umum gas. d.Berbandingterbalikdenganakarkuadrat suhu mutlaknya. e.Sebandingdenganakarkuadratsuhu mutlaknya. 2.Dawaisepanjang1mdiberitegangan100N. Padasaatdigetarkandenganfrekuensi500Hz, disepanjangdawaiterbentuk10perut,maka massa dawai tersebut adalah.... a.105 kg b.104 kg c.103 kg d.102 kg e.101 kg 3.Sebuahpipaorganamemilikipanjang50cm. Jikacepatrambatbunyidiudaraadalah350 m/s,makafrekuensipadadasaruntukpipa organayangterbukakeduaujungnyadan tertutupsalahsatuujungnyasecaraberturut turut adalah.... a.350 Hz dan 175 Hz b.375 Hz dan 150 Hz c.400 Hz dan 125 Hz d.425 Hz dan 100 Hze.450 Hz dan 75 Hz4.Sebuahgarputaladenganfrekuensi550Hz digetarkan di dekat suatu tabung gelas berisi air yangtinggipermukaannyadapatdiatur.Jika kecepatanmerambatbunyidiudara330m/s, 15makajarakpermukaanairdariujungtabung agar terjadi resonansi adalah jika.... a.L = 0,10 m ; 0,20 m ; 0,35 m ;.... b.L = 0,20 m ; 0,30 m ; 0,40 m ;.... c.L = 0,35 m ; 0,40 m ; 0,60 m ;.... d.L = 0,25 m ; 0,55 m ; 0,85 m ;.... e.L = 0,15 m ; 0,45 m ; 0,75 m ;.... 5.Sebuah kelapa jatuh dari ketinggian 10 m dalam waktu2,5sekon,makacepatrambatbunyi udara di tempat tersebut adalah.... (ambil g = 10 m/s2 ) a.5 m/s b.10 m/s c.15 m/s d.20 m/s e.25 m/s 6.Dua buah gelombang, masing masing dengan frekuensi150HzdanaHzdibunyikanpada saatyangbersamaan.Jikaterjadi5layangan dalam1sekonmakanilaiaadalah.(untuka > 150) a.155 Hzb.160 Hzc.165 Hzd.170 Hze.175 Hz 7.Dalam perangkat percobaan Melde seperti pada gambar 2.23, dawai yang ditegangkan di antara keduajembatanmemilikipanjang1meterdan masa 25 gram. Jika masa beban yang digantung adalahM=250gram,tentukancepatrambat gelombangtransversalyangmerambatdalam dawaitersebutadalah..........(ambilg=10 m/s2). a.10 m/s b.12 m/s c.13 m/s d.15 m/s e.17 m/s 8.Seutassenardenganpanjang2m,jikamassa senar per satuan panjang adalah 2,5 x 10-3 kg/m dansenarditegangkanolehgaya100N.Harmonik pertamanya adalah...a.30 Hz b.40 Hz c.50 Hz d.60 Hz e.70 Hz 9. Sebuahsumberbunyibergetardengandaya 20t.Makatarafintensitasbunyipadajarak10 cm dari sumber bunyi tersebut adalah ..... (log 2 = 0,3010) a.140,9 dB b.141,9 dB c.140,8 dB d.141,8 dB e.140,7 dB 10. SuatugelombanggempaterasadidesaA denganintensitas8.105w/m2.Sumbergempa berasal dari suatu tempat (P) yang berjarak 500 kmdaridesaA.jikajarakdesaAdandesaB sejauh300kmdanketigatempatitu membentuksudutsegitigasiku-sikudengan sudutsiku-sikudidesaAmakaintensitas gelombang gempa yang terasa di desa B adalah .... w/m2. ( lihat gambar ) B AB = 300 km A AP = 500 km a.5,98. 105 b.6,98. 105 c.5,88. 105 d.6,88. 105 e.5,78. 105 P 16 A.CI RI CI RIGEL OMBANG CAH AYA Cepat rambat gelombang elektromagnetik (c) nm C vakum tas PermeabiliAm wb vakum tas Permeabilis m C/ 10 . 85 , 8 (/ 10 . 4 (/ 10 . 312 1207080 0=== =ct uc u Hubunganmedanlistrikdenganmedan magneticcB E =1.Polarisasi Cahaya Polarisasicahayayaituterserapnya sebagianarahgetarcahaya.Cahayayang sebagianarahgetarnyaterserahdinamakan cahaya terpolarisasi. Kemudian, cahaya hanya mempunyaisatuarahgetarsajadinamakan cahaya terpolarisasi linear. Sedangkan, cahaya terpolarisasidapatdiperolehdaricahayatidak terpolarisasi.Caranyadenganmenghilangkan semuaarahgetardanmelewatkansalahsatu arah getar saja. a.Polarisasi dengan penyerapan selektif Kuat medan listrik yang diteruskan analisator: u cos2E E = Intensitas cahaya: 0 121I I=I0=pada Polaroid pertama (polarisator) I2=cahaya terpolarisasi yang melewatiPolarisator Hukum Malus Analisatormengurangiintensitascahaya terpolarisasi; u u2021 2cos21cos I I I = =u=sudut sumbu transmisi analisator dengan sumbu transmisi polarisasi. Intensitascahayayangditeruskanoleh systemPolaroidmencapaimaksimumjika keduasumbupolarisasiadalahsejajar(u=0o atau 180o) dan mencapai minimum jika u = 90o / tegak lurus. b.Polarisasi dengan pemantulan Jikaseberkascahayamenujukebidangbatas antara 2 medium, maka sebagian cahaya akan dipantulkan.Ada3kemungkinanyangterjadi pada cahaya yang dipantulkan yaitu :-cahayapantultakterpolarisasijikasudut datang(0o)searahgarisnormalbidang batas dan 90o searah bidang batas. -Cahayapantulterpolarisasisebagianjika susut datang diantara 0o dan 90o. -Cahayapantulterpolarisasisempurnajika sudutdatangcahayadengannilaitertentu (disebut sudut polarisasi / sudut Brewster). qBq2900Sinar pantul (terpolarisasi sempurna)Sinar datangSinar bias (terpolarisasi sebagian) Brewster HukumnntgnnSinSinSinBBBB = ==12122cosuuuu u Bila cahaya datang dari cahaya (n 1) menuju ke bahan indeks bias n (n2 = n) makaTan uB = n Aplikasi Polaroid Sinarmataharitakterpolarisasi,yang jatuhpadapermukaanhorizontal,seperti permukaandanau,permukaanlogam,kaca mobil.Dapatmenjaditerpolarisasidalamarah hosizontal dengan itensitas cahaya yang cukup besar.Sinarpantulterpolarisasidalamarah horizontaldenganintensitascahayayang cukupbesardaparmenyilaukanmata.Cara untukmengatasinyayaitumenggunakan kacamata Polaroid. 17c.Polarisasi dengan pembiasan ganda Jikacahayamelaluikaca,cahayaakan lewatdengankelajuansamakesegalaarah, karenakacamemiliki1nilaiindeksbias. Bahan-bahankristaltertentu:karsit,kuarsa, kelajuantidaksamakesegalaarahkarena cahayamemilikiduanilaiindeksbias.Cahaya yangmelewatinyamengalamipembiasan ganda. Sinar tak terpolarisasi menjadi 2: sinarbiasa(ordinaryray)dansinar istimewa(extraordinaryray). Keduanya adalah terpolarisasibidangdanarahgeraknyaselalu tegaklurus.Sinarbiasamematuhihukum sneliussedangkansinarextraordinarytidak karenamerambatdengankelajuanberbeda dalam arah berbeda dalam kristal. d.Polarisasi dengan hamburan Penyerapandanpemancarankembali cahayaolehpartikel-partikel(gas)disebut Hamburan.Hamburandapatmenyebabkan cahayamataharitidakterpolarisasimenjadi terpolarisasisebagian.Mataharitak terpolarisasi dihamburkan oleh sebuah molekul sinarmataharitakterpolarisasi menyebabkanmolekulpenghamburbergetar padasuatubidangtegaklurusterhadaparah rambat cahaya. Electron-elektron pada molekul inipadagilirannyameradiasikankembali gelombangelektromagnetikdalamberbagai arah. 2.EfekDopplerpadagelombang elektromagnetik EfekDopplerpadagelombang elektromagnetiktidakbergantungkecepatan medium,karenagelombangelektromagnetik tidakmemerlukanmediumperambatan.Jadi yang penting pada gelombang elektromagnetik hanyalahkecepatanrelative(Vrel)antara sumber dan pengamatnya. Ketika gelombang elektromagnetik, sumber gelombangdanpengamatketiganyabergerak sepanjanggarislurusyangsamamelalui vakum/udaramakauntuVrel