Dokumen tersebut membahas tentang gelombang dan gelombang elektromagnetik. Ia menjelaskan pengertian dan jenis gelombang serta rumusan gejala gelombang. Dokumen ini juga menjelaskan spektrum gelombang elektromagnetik dan contoh-contoh gelombang seperti gelombang radio, mikro, inframerah, cahaya, dan ultraviolet beserta aplikasinya.

2. Tugas Power Point FISIKAoleh FitraAldilla Kelas XI IPA 3

3. POKOK BAHASAN GELOMBANG

4. PENGERTIAN dan JENIS GELOMBANG Pengertian Gelombang Gelombang adalah bentuk dari getaran yang merambat pada suatu medium. Pada gelombang yang merambat adalah gelombangnya, bukan zat medium perantaranya. Satu gelombang dapat dilihat panjangnya dengan menghitung jarak antara lembah dan bukit (gelombang tranversal) atau menghitung jarak antara satu rapatan dengan satu renggangan (gelombang longitudinal). Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam waktu satu detik.

6. Gelombang radio, gelombang cahaya, gelombang tali dan gelombang mikro adalah contoh gelombang transversal. Gelombang transversal juga merambat dalamdawai instrumen musik seperti gitar atau piano. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi yang merambat di udara.

9. FORMULASI GEJALA GELOMBANG FORMULASI GEJALA GELOMBANG Ketika membahas kecepatan rapat gelombang tali, telah didapatkan persamaan gelombang yang berbentuk persamaan diferensial

10. Penurunan persamaan gelombang tali dilakukan dengan meninjau bagian tali ketika berada pada keadaan tak setimbang. Gaya tegangan tali yang bekerja pada ujung-ujung segmen tali diurai ke arah sumbu y vertikal dan ke arah sumbu x horisontal. Oleh karena bagian tali yang ditinjau ini sangat kecil maka pengaruh gaya gravitasi dapat diabaikan, sedangkan komponen x saling meniadakan. Dengan demikian resultante gaya dalam arah y adalah:

12. Menurut hukum ke II Newton, persamaan gerak elemen tali dm ini adalah

14. Persamaan diferensial ini adalah bentuk umum dari semua gelombang, baik gelombang transversal maupun gelombang longitudinal. Solusi dari persamaan diferensial ini dinamakan persamaan atau fungsi gelombang, yang bentuknya

15. k: bilangan gelombang = x: posisi di dalam mediumTanda (+) digunakan untuk gelombang yang merambat ke arah sumbu X negatif, sedangkan tanda (-) digunakan untuk gelombang yang merambat ke arah sumbu X positif. Karena panjang gelombang (jarak antara dua titik berturutan dengan

16. Perbedaan persamaan gelombang dengan persamaan getaran adalah bahwa bila persamaan getaran hanya merupakan fungsi dari waktu t saja, maka persamaan gelombang adalah fungsi dari waktu tdan posisi x.

17. Formulasigejalagelombang Mencari posisi titik yang pada mulanya berada di titik acuan (gerakan gelombang dimulai dari titik acuan) maka kita gunakan persamaan ini :

18. menghitung perpindahan suatu titik yang berjarak x dari titik acuan pada waktu t, kita bisa menggantikan t dalam persamaansebelumnya dengan t – x/v :

19. Persamaan 1 bisa diubah ke dalam bentuk lain :

20. Dari persamaan 2, kita bisa mendefinisikan suatu besaran baru yang dikenal dengan julukan bilangan gelombang (k) : Persamaan 2 bisa ditulis lagi dalam bentuk seperti ini :

21. Kita bisa menurunkan persamaan yang menyatakan hubungan antara frekuensi sudut (omega), laju gelombang (v) dan bilangan gelombang (k) :

22. Grafik fungsi gelombang y(x, t) Untuk mengambarkan grafik y(x, t) terhadap x, kita pilih t = 0. Persamaan sebelumnya bisa dioprek menjadi seperti ini :

23. Jika gelombang harmonik tersebut berbentuk transversal yang berjalan sepanjang tali dalam arah sumbu x positif, maka bentuk gelombang dan bentuk tali tampak seperti gambar di bawah.

24. Untuk mengambarkan grafik y(x, t) terhadap t, kita pilih x = 0. Persamaan sebelumnya bisa dioprek menjadi seperti ini :

25. Untuk gelombang yang berjalan dalam arah x negatif, bentuk fungsi gelombangnya dinyatakan oleh tiga persamaan di bawah :

26. mencari laju suatu titik tertentu pada tali sehingga x kita pertahankan agar konstan, yang kita hitung cuma turunan y(x, t) terhadap waktu t.

27. Persamaan 1 bisa kita gunakan untuk menentukan laju sebarang titik pada tali, ketika gelombang merambat sepanjang tali tersebut.

28. Jika laju suatu titik tertentu pada tali merupakan turunan parsial pertama maka besar percepatan merupakan turunan parsial kedua dari y(x, t) terhadap t :

29. Persamaan 2 bisa kita gunakan untuk menentukan besar percepatan sebarang titik pada tali, ketika gelombang merambat sepanjang tali tersebut. Dari persamaan ini tampak bahwa besar percepatan suatu titik sama dengan hasil kali antara negatif omega kuadrat dengan besar perpindahan titik tersebut.

30. meninjau bentuk tali pada suatu saat tertentu

31. Persamaan 3 menyatakan kemiringan tali pada suatu saat tertentu. Jika kemiringan tali pada suatu saat tertentu merupakan turunan parsial pertama dari y(x, t) terhadap x, maka turunan parsial kedua dari y(x, t) terhadap x menyatakan kelengkungan tali :

33. dengan melihat keterkaitan antara frekuensi sudut (omega), laju perambatan gelombang (v) serta bilangan gelombang (k) dalam persamaan omega = vk sebagaimana telah kita turunkan sebelumnya, maka kita bisa menyatukan persamaan 2 dan persamaan 4 ke dalam sebuah persamaan tunggal :

36. Hasil akhir yang kita peroleh ini dikenal dengan julukan persamaan gelombang. Persamaan gelombang merupakan salah satu persamaan terpenting dalam fisika. Bilamana persamaan ini muncul dalam perhitungan kita maka kita bisa meramalkan bahwa terdapat suatu gelombang yang merambat sepanjang sumbu x dengan laju v.

37. Sebelumnya kita menurunkan persamaan gelombang menggunakan fungsi gelombang y(x, t) = A sin (omega t – kx). Sebenarnya kita juga bisa menggunakan y(x, t) = A sin (omega t + kx). Hasilnya sama saja

38. Gelombang elektromagnetik Contoh gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang radio, gelombang mikro, radar, cahaya tampak, Laser, sinar-X, dan sinar gamma. Gelombang-gelombang ini adalah kelompok gelombang yang dapat merambat walaupun dalam hampa udara. Gelombang elektromagnetik ini dipancarkan ke segala arah oleh medan listrik dan medan magnet berubah, sehingga perambatannya tidak lagi memerlukan media khusus, karena ia dapat melewati ruang hampa sekalipun.

39. Sebagaisebuahgejalagelombang, gelombangelektromagnetikdapatdiidentifikasiberdasarkanfrekuensidanpanjanggelombangnya. Cahayamerupakangelombangelektromagnetiksebagaimanagelombang radio atausinar-X. Masing-masingmemilikipenggunaan yang berbedameskipunmerekasecarafisikamenggambarkangejala yang serupa, yaitugejalagelombang, lebihkhususlagigelombangelektromagnetik. Merekadibedakanberdasarkanfrekuensidanpanjanggelombangnya.

40. Gambar berikut ini menunjukkan spektrum gelombang elektromagnetik.

41. Gelombang Radio Gelombang radio merupakan gelombang yang memiliki frekuensi paling kecil atau panjang gelombang paling panjang. Gelombang radio berada dalam rentang frekuensi yang luas meliputi beberapa Hz sampai gigahertz (GHz atau orde pangkat 9). Gelombang ini dihasilkan oleh alat-alat elektronik berupa rangkaian osilator (variasi dan gabungan dari komponen Resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C)). Oleh karena itu, gelombang radio banyak digunakan dalam sistem telekomunikasi. Siaran TV, radio, dan jaringan telepon seluler menggunakan gelombang dalam rentang gelombang radio ini.

42. Suatu sistem telekomunikasi yang menggunakan gelombang radio sebagai pembawa sinyal informasinya pada dasarnya terdiri dari antena pemancar dan antena penerima. Sebelum dirambatkan sebagai gelombang radio, sinyal informasi dalam berbagai bentuknya (suara pada sistem radio, suara dan data pada sistem seluler, atau suara dan gambar pada sistem TV) terlebih dahulu dimodulasi.

44. M antena dan radar Sistem radar banyak dimanfaatkan oleh pesawat terbang dan kapal selam. Dengan adanya radar, pesawat terbang dan kapal selam mampu mendeteksi keberadaan objek lain yang dekat dengan mereka. Di saat cuaca buruk di mana terjadi badai dan gangguan cuaca yang dapat mengganggu pengelihatan, keberadaan radar dapat membantu navigasi pesawat terbang untuk mengetahui arah dan posisi mereka dari tempat tujuan pendaratan.

45. Sinar Inframerah Sinar inframerah (infrared/IR) termasuk dalam gelombang elektromagnetik dan berada dalam rentang frekuensi 300 GHz sampai 40.000 GHz (10 pangkat 13). Sinar inframerah dihasilkan oleh proses di dalam molekul dan benda panas. Telah lama diketahui bahwa benda panas akibat aktivitas (getaran) atomik dan molekuler di dalamnya dianggap memancarkan gelombang panas dalam bentuk sinar inframerah. Oleh karena itu, sinar inframerah sering disebut radiasi panas. Foto inframerah yang bekerja berdasarkan pancaran panas suatu objek dapat digunakan untuk membuat lukisan panas dari suatu daerah atau objek. Hasil lukisan panas dapat menggambarkan daerah mana yang panas dan tidak. Suatu lukisan panas dari satu gedung dapat digunakan untuk mengetahui daerah mana dari gedung itu yang menghasilkan panas berlebihan sehingga dapat dilakukan perbaikan-perbaikan yang diperlukan.

46. Dalam bidang kesehatan, pancaran panas berupa pancaran sinar inframerah dari organ-organ tubuh dapat dijadikan sebagai informasi kondisi kesehatan organ tersebut. Ini sangat bermanfaat bagi dokter dalam diagnosis dan keputusan tindakan yang sesuai buat pasien. Selain itu, pancaran panas dalam intensitas tertentu dipercaya dapat digunakan untuk proses penyembuhan penyakit seperti cacar dan encok.

47. hasil citra foto inframerah terhadap tubuh manusia untuk pemeriksaan kesehatan

48. Dalam teknologi elektronik, sinar inframerah telah lama digunakan sebagai media transfer data. Ponsel dan laptop dilengkapi dengan inframerah sebagai salah konektivitas untuk menghubungkan atau transfer data dari satu perangkat dengan perangkat lain. Fungsi inframerah pada ponsel dan laptop dijalankan melalui teknologi Irda (infra red data acquitition).

51. Rentangfrekuensisinar ultraviolet (ultraungu) membentangdalamkisaran 80.000 GHz sampaipuluhanjuta GHz (10 pangkat 17).

53. lapisan ozon di atmosfer menahan sebagian radiasi ultraviolet

54. Penggunaan bahan kimia baik untuk pendingin (lemari es dan AC) berupa freon maupun untuk penyemprot (parfum bentuk spray dan pilok/penyemprot cat), dapat menyebabkan kebocoran lapisan ozon. Hal ini menyebabkan sinar ultraviolet dapat menembus lapisan ozon dan sampai ke permukaan bumi, suatu hal yang sangat berbahaya buat manusia. Jika semakin banyak sinar ultraviolet yang terpapar ke permukaan bumi dan mengenai manusia, efek yang tidak diinginkan bagi manusia dan lingkungan dapat timbul.

55. gas untuk spray menyebabkan lubang di lapisan ozon

56. Kanker kulit dan penyakit gangguan penglihatan seperti katarak dapat ditimbulkan dari radiasi ultraviolet yang berlebihan. Ganggang hijau sebagai sumber makanan alami dan mata rantai pertama dalam rantai makanan dapat berkurang akibat radiasi ultraviolet ini. Sinar ultraviolet juga dapat dihasilkan oleh proses internal atom dan molekul. Sinar ultraviolet juga dapat dimanfaatkan dalam proses sterilisasi makanan dimana kuman dan bakteri berbahaya di dalam makanan dapat dimatikan.

58. Sinar-X dikenalluasdalamduniakedokteransebagaisinar Rontgen. Dipakaiuntukmemeriksa organ bagiandalamtubuh. Tulang yang retakdibagiandalamtubuhdapatterlihatmenggunakansinar-X ini.

60. Sinar Gamma produksi sinar gamma oleh inti atom Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi (dan karenanya juga energi) yang paling besar. Sinar gamma memiliki rentang frekuensi dari 10 pangkat 18 sampai 10 pangkat 22 Hz. Sinar gamma dihasilkan melalui proses di dalam inti atom (nuklir).

61. Energi gelombang Ciri kedua dari setiap gelombang adalah bahwa gelombang merambatkan energi. Pada gelombang mekanik, hal ini diperlihatkan ketika energi yang dirambatkan melalui gelombang air mampu memindahkan gabus yang semula terapung tenang di atas permukaan air. Olengnya kapal di laut yang seringkali disebabkan oleh ombak laut membuktikan adanya sejumlah energi yang dibawa oleh gelombang. FORMULASI GEJALA GELOMBANG

62. Panas matahari yang terasa di bumi kita, juga disebabkan karena gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh matahari merambatkan/meradiasikan energi panas ke bumi. Sementara itu, pemindahan energi melalui gelombang elektromagnetik tanpa disadari, manfaatnya sudah biasa dinikmati dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya, seseorang dapat menikmati alunan musik daristasiun radio yang jauh letaknya karena adanya gelombang radio yang mengangkut energi bunyi musik itu. Berkat gelombang mikro, seseorang dapat memberi perintah pada para karyawannya dan mengendalikan perusahaannya hanya dari sebuah telepon gengggamnya. Semua cara berkomunikasi ini dapat terlaksana berkat gelombang elektromagnetik, yang dapat mengangkut energi informasike berbagai tempat.

63. Contoh lain bahwagelombangmembawasejumlahenergiadalahterjadinyakerusakandimana-manaketikaterjadigempa. Kekuatangempabiasanyadinyatakanolehskala Richter yang diusulkanoleh Charles Richter. Richter mengaitkankekuatangempadenganlogaritma (basis 10) amplitudomaksimumsuatugetaran yang diukurdalammikrometer. Amplitudomaksimumituharusdiukurpadajarak 100 km daripusatgempa. Jadimisalkanrekamangempa yang diperolehdari seismometer yang dipasang 100 km daripusatgempamenunjukkanamplitudomaksimum 1 mm = 103 m; makainiberartibahwakekuatangempaitu (berhubungandenganenerginya) adalah

64. Log (10)3 = 3 skala RichterPerhatikanlahenergi yang terkaitdengankekuatangempa yang dinyatakandalamskala Richter dalamTabel 10.2 berikutini.