1. BERDASARKAN ARAH GETARANNYA
GELOMBANG TRANSVERSAL
Sebuah gerakan gelombang, di mana partikel-partikel medium berosilasi di sekitar posisi
rata-rata mereka di sudut kanan ke arah rambat gelombang, disebut gelombang transversal.
Dalam gelombang transversal, media memiliki partikel yang bergetar dalam arah tegak lurus
terhadap arah perambatan gelombang. Berikutnya akan berlangsung terbentuk puncak dan
lembah. Polarisasi gelombang transversal adalah mungkin.
Gelombang ini dapat merambat melalui benda padat dan cairan tetapi tidak melalui gas, karena
gas tidak memiliki sifat elastis. Contoh gelombang ini adalah: getaran dalam dali, riak di
permukaan air dan gelombang elektromagnetik.
Dalam gelombang transversal, partikel medium berosilasi dalam arah tegak lurus terhadap arah
perambatan seperti yang ditunjukkan pada gambar. Sebagai contoh jika diberikan gelombang
tranversal bergerak di arah x maka osilasi akan terjadi pada bidang Y’z.
Partikel dari medium berosilasi dalam arah tegak lurus terhadap arah perambatan
Jadi, selama osilasi mereka, partikel dapat bergerak ke atas atau ke bawah dari bidang
yang melewati posisi rata-rata mereka. Titik paling atas gelombang, yaitu, posisi perpindahan
positif maksimum adalah puncak dan titik terendah, yaitu posisi perpindahan maksimum disebut
lembah. Jadi dalam sebuah gelombang transversal puncak dan lembah muncul bergantian.
Sebagai contoh: gelombang tali, getaran tali, gelombang permukaan yang dihasilkan pada
permukaan padat dan cair. Berikut arah perambatan energi tegak lurus terhadap arah osifikasi.
Selalu ada dua arah yang merupakan independen satu sama lain yang dapat digunakan sebagai
arah gelombang. Misalnya Anda memegang pita di tangan dan menggerakan ke atas dan ke
bawah dapat membuat gelombang transversal. Juga memindahkan sisi samping dapat melakukan
pekerjaan.
2. Jenis Gelombang transversal
Ada dua jenis gelombang transversal. Meskipun secara ilmiah tidak ada klasifikasi tetapi untuk
tujuan memahami gelombang transversal dibagi menjadi dua jenis:
a) Gelombang Elektromagnetik
b) Gelombang terpolarisasi
Gelombang elektromagnetik: Keberadaan media tidak penting untuk perambatan. Perubahan
periodik terjadi pada listrik dan medan magnet maka, hal itu disebut gelombang elektromagnetik.
Dalam vakum, gelombang E.M bergerak dengan kecepatan cahaya. Gelombang elektromagnetik
dapat terpolarisasi dan dapat transversal di alam. Sedang tidak diperlukan medium untuk
menyebarkan gelombang EM. Gelombang elektromagnetik memiliki momentum.
Contoh: Gelombang radio, gelombang cahaya, radiasi termal, Sinar-X dll.
Gelombang terpolarisasi: Gelombang dua dimensi dapat disebut gelombang terpolarisasi.
Gelombang dua dimensi menunjukkan proses atau fenomena polarisasi. Gelombang juga dapat
linear terpolarisasi. Jika kita menggerakkan tangan kita dalam satu garis, naik dan turun maka
kita dapat mencapai gelombang terpolarisasi. Ada juga bisa membuat gelombang terpolarisasi
melingkar.
contoh: ketika kita menggerakkan tangan secara melingkar kita bisa mendapatkan gelombang
terpolarisasi melingkar.
GELOMBANG LONGITUDINAL
Gelombang adalah suatu usikan atau gangguan dari sumber getar yang merambat tanpa
disertai perpindahan partikelnya. Salah satu jenis gelombang jenis – jenis gelombang
berdasarkan arah rambat dan arah getarnya yaitu gelombang longitudinal.
Gelombang longitudinal adalah osilasi atau getaran yang bergerak dalam media secara
paralel atau sejajar ke arah getaran. Gelombang longitudinal juga dapat diartikan sebagai
gelombang yang memiliki arah getaran yang sama dengan arah rambatan. Artinya arah gerakan
medium gelombang sama atau berlawanan arah dengan perambatan gelombang.
Ketika satu partikel getaran terganggu, melewatkan gangguan ke partikel berikutnya, serta
mengangkut energi gelombang. Ketika energi sedang diangkut, medium partikel bisa tergeser
dengan gerakan kiri dan kanan. Misalnya, jika gelombang longitudinal bergerak ke Timur
melalui media, gangguan akan bergetar secara paralel ke arah kiri dan kearah kanan bergantian.
3. Contoh Gelombang Longitudinal
1. Gelombang Pada Pegas (Slinki)
Panjang gelombang pada gelombang longitudinal didefinisikan sebagai jarak antara dua
pusat rapatan yang berdekatan atau jarak antara dua regangan yang berdekatan. Gelombang pada
pegas atau slinki yang ditarik atau ditekan dan Ketika slinki digerakkan maju-mundur maka pada
slinki akan terbentuk rapatan dan renggangan .
Pada gelombang longitudinal, satu gelombang (1λ) terdiri dari 1 rapatan dan 1 renggangan.
Panjang gelombang didefinisikan sebagai sebagai jarak antara dua pusat rapatan yang berdekatan
atau jarak antara dua pusat renggangan yang berdekatan. Jarak antara pusat rapatan dan
renggangan yang berdekatan adalah setengah panjang gelombang atau ½ λ.
Gelombang Seismik
Gelombang seismik adalah rambatan energi yang disebabkan karena adanya gangguan di
dalam kerak bumi, misalnya adanya patahan atau adanya ledakan. Energi ini akan merambat ke
seluruh bagian bumi dan dapat terekam oleh seismometer. Gelombang seismik dapat dikatakan
sebagai salah satu contoh gelombang longitudinal karena gelombang seismik memiliki arah
getaran yang sama dengan arah rambatan.
Gelombang Bunyi
Gelombang bunyi di udara. misalnya jika kamu sedang menyentuh loudspeaker yang
sedang berbunyi, Semakin besar volume lagu yang diputar, semakin keras loudspeaker bergetar.
Kalau diperhatikan secara seksama, loudspeaker tersebut bergetar maju mundur. Dalam hal ini
loudspeaker berfungsi sebagai sumber gelombang bunyi dan memancarkan gelombang bunyi
(gelombang longitudinal) melalui medium udara.
4. BERDASARKAN AMPLITUDONYA
GELOMBANG BERJALAN
Pengertian Gelombang Berjalan
Gelombang berjalan adalah gelombang yang amplitude dan fasenya sama di setiap titik
yang dilalui gelombang. Suatu gelombang dimana setiap titik yang dilalui oleh gelombang tersebut
bergetar harmonis dengan amplitude yang sama besar. Amplitude pada tali yang digetarkan terus
menerus akan selalu tetap, oleh karenanya gelombang yang memiliki amplitude yang tetap setiap
saat disebut gelombang berjalan.
B. Persamaan Gelombang Berjalan
Seutas tali AB yang yang kita bentangkan mendatar (Gambar 1.9). ujung B diikatkan pada
tiang, sedangkan ujung A kita pegang. Apabila ujung A kita getarkan naik turun terus-menerus,
maka pada tali tersebut akan menjadi rambatan gelombang dari ujung A ke ujung B. Misalkan
amplitude getarannya A dan gelombang merambat dengan kecepatan v dan periode getarannya T.
persamaan simpangan titik P pada saat itu dapat dinyatakan sebagai berikut :
Yp = A sin ω tp
Yp = A sin ω = A sin
Di mana ω = 2 f = maka persamaan tersebut dapat ditulis menjadi :
Yp = A sin = sin .
Jika , di mana k didefinisikan sebagai bilangan gelombang maka persamaan simpangan dapat
dituliskan menjadi :
Yp = A sin ( )
5. keterangan :
A = amplitudo gelombang (m)
t = lamanya titik 0 (sumber getar) bergetar (s)
x = jarak titik P dari sumber getar (m)
ω = frekuensi sudut
k = bilangan gelombang
yp = simpangan di titik P (m)
v = cepat rambat gelombang (m/s)
Persamaan tersebut yang sebagai persamaan gelombang berjalan yang secara umum dapat
dituliskan :
Yp = A sin ( )
Dalam persamaaan diatas dipakai nilai negative (-) jika gelombang berasal dari sebelah kiri titik
P atau gelombang merambat ke kanan dan dipakai positif (+) jika gelombang berasal sebelah
kanan titik P atau gelombang merambat ke kiri.
GELOMBANG DIAM ( STASIONER )
Gelombang Berjalan merupakan jenis gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah
ubah antara nol sampai nilai maksimum tertentu.
Gelombang stasioner dibagi menjadi dua, yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung
terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas.
Persamaan umum gelombang Stasioner :
Karena gelombang stasioner terdiri lebih dari satu gelombang baik yang dapat maupun terpantul
maka persamaannya mengalami berbagai perubahan .
y1= A sin 2π/T (t- (l-x)/v) untuk gelombang datang,
y2= A sin 2π/T (t- (l+x)/v+ 1800) untuk gelombang pantul
6. untuk gelombang stasioner dengan ujung terikat :
y = 2 A sin kx cos ωt .
untuk gelombang stasioner dengan ujung bebas :
y = 2 A cos kx sin ωt.
Kejadian Pemanfaatan Gelombang Stasioner :
1. Dawai gitar.
Saat memetik dawai maka terjadi sebuah gelombang dan kemudian dipantulkan pada ujung dawai
yang terikat pada kedua ujungnya.
2. Permukaan Kulit Gendang atau Drum.
Ketika kita memukul sebuah gendang maka timbulah gelombang stasioner yang mengalami
superposisi dan pemantulan gelombang pada ujung permukaan gendang.
3. Gelombang Radio dan Telepon Seluler.
Pada pemancar radio atau sinyal telepon seluler, gelombang dikirim dari stasiun pemancar ke
stasiun pemancar lain sehingga terjadi pemantulan dan superposisi gelombang.
4. Gelombang Air Laut.
Gelombang air laut adalah jenis gelombang tetap atau stasioner dan mengalami pemantulan ujung
bebas. Gelombang air laut akhir-akhir ini sering dimanfaatkan sebagai Pembangkit Listrik Tenaga
Gelombang. Hal ini memanfaatkan gerak air laut untuk menggerakan motor dengan sistem fluida
hidrolik.
7. BERDASARKAN MEDIUM PERAMBATANNYA
GELOMBANG MEKANIK
Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan media untuk
merambat. Gelombang yang terjadi pada slinky atau tali merupakan contoh gelombang
mekanik. Gejala gelombang pada slinky atau tali tersebut terjadi karena getaran yang merambat
pada slinky atau tali.
Jenis – Jenis Gelombang Mekanik
Berdasarkan arah rambat dan arah getarnya, gelombang dibedakan atas gelombang transversal dan
longitudinal.
Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya.
Contoh gelombang jenis ini adalah gelombang pada tali.
Sedangkan gelombang longitudinal adalah gelombang yang memiliki arah rambat sejajar dengan
arah getarnya. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang pada slinky.
Karakteristik Gelombang
Sebelum kita membahas lebih lanjut tentang konsep gelombang mekanik, akan lebih baik bila
kita mengetahui karakteristik-karakteristik yang berhubungan dengan gelombang sebagai berikut.
1. Panjang Gelombang
Untuk memahami pengertian panjang gelombang, perhatikan gambar berikut.
abc, efg adalah bukit gelombang cde, ghi adalah lembah gelombang titik b, f adalah puncak
gelombang titik d, h adalah dasar gelombang abcde, bcdef, cdefg, dan seterusnya adalah satu
gelombang. Panjang a–e, b–f, c–g, d–h, dan seterusnya adalah panjang satu gelombang atau sering
disebut panjang gelombang (λ = dibaca lamda). Pada gambar di atas maka λ = l .
Untuk gelombang longitudinal, panjang satu gelombang adalah panjang satu rapatan dan satu
regangan atau jarak antardua rapatan yang berurutan atau jarak antara dua regangan yang berurutan
seperti pada gambar gelombang longitudinal pada slinky berikut.
8. 2. Periode Gelombang
Periode gelombang (T), yaitu waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang. Pada gambar
panjang gelombang diatas yang dimaksud T adalah waktu yang diperlukan gelombang untuk membentuk
satu gelombang dari titik a – e (l).
3. Frekuensi Gelombang
Frekuensi gelombang (f), yaitu jumlah gelombang tiap sekon. Yaitu berapa banyak satu siklus gelombang
penuh (dari titik a-f) yang terbentuk dalam 1 detik.
4. Cepat Rambat Gelombang
Cepat rambat gelombang (v), yaitu jarak yang ditempuh gelombang tiap sekon. Secara matematis, cepat
rambat gelombang dirumuskan:
Jika s = λ maka persamaan cepat rambat gelombang diatas menjadi:
atau dapat juga dituliskan sebagai berikut :
v = λ . f
Keterangan:
s : jarak yang ditempuh dalam t sekon
t : periode (t = T)
Berdasarkan pembahasan di atas kita dapat mengetahui tentang gelombang secara umum dan istilah yang
berkaitan dengan gelombang serta pengertian gelombang mekanik.
GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada
medium. Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang
9. bisa diukur, yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitude/amplitude, kecepatan.
Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua
puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu.
Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi
elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi
berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan
semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya.
Energi elektromagnetik dipancarkan, atau dilepaskan, oleh semua masa di alam semesta pada
level yang berbedabeda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah
panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan
karakteristik energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik.
Ciri-ciri gelombang elektromagnetik :
Dari uraian tersebut diatas dapat disimpulkan beberapa ciri gelombang elektromagnetik adalah
sebagai berikut:
1. Perubahan medan listrik dan medan magnetik terjadi pada saat yang bersamaan, sehingga
kedua medan memiliki harga maksimum dan minimum pada saat yang sama dan pada tempat
yang sama.
2. Arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus
terhadap arah rambat gelombang.
3. Dari ciri no 2 diperoleh bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang
transversal.
4. Seperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang elektromagnetik mengalami
peristiwa pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi. Juga mengalami peristiwa polarisasi
karena termasuk gelombang transversal.
5. Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat-sifat listrik dan
magnetik medium yang ditempuhnya.
Cahaya yang tampak oleh mata bukan semata jenis yang memungkinkan radiasi
elektromagnetik. Pendapat James Clerk Maxwell menunjukkan bahwa gelombang
elektromagnetik lain, berbeda dengan cahaya yang tampak oleh mata dalam dia punya panjang
gelombang dan frekuensi, bisa saja ada. Kesimpulan teoritis ini secara mengagumkan diperkuat
oleh Heinrich Hertz, yang sanggup menghasilkan dan menemui kedua gelombang yang tampak
oleh mata yang diramalkan oleh Maxwell itu. Beberapa tahun kemudian Guglielmo Marconi
memperagakan bahwa gelombang yang tak terlihat mata itu dapat digunakan buat komunikasi
tanpa kawat sehingga menjelmalah apa yang namanya radio itu. Kini, kita gunakan juga buat
televisi, sinar X, sinar gamma, sinar infra, sinar ultraviolet adalah contoh-contoh dari radiasi
elektromagnetik. Semuanya bisa dipelajari lewat hasil pemikiran Maxwell.
10. SUMBER GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Osilasi listrik.
menghasilkan sinar X
(digunakan untuk rontgen).
Inti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma.
Contoh spektrum elektromagnetik
Gelombang Radio
Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang
gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio
mulai dari 30 kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya. Gelombang radio
dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-
muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator. Gelombang radio ini
dipancarkan dari antena dan diterima oleh antena pula. Kamu tidak dapat mendengar radio secara
langsung, tetapi penerima radio akan mengubah terlebih dahulu energi gelombang menjadi
energi bunyi.
Gelombang mikro
Gelombang mikro (mikrowaves) adalah gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi yaitu
diatas 3 GHz. Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul efek
pemanasan pada benda itu. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, maka makanan
menjadi panas dalam selang waktu yang sangat singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam
microwave oven untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis.
Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada pesawat RADAR (Radio Detection and Ranging)
RADAR berarti mencari dan menentukan jejak sebuah benda dengan menggunakan gelombang
mikro. Pesawat radar memanfaatkan sifat pemantulan gelombang mikro. Karena cepat rambat
glombang elektromagnetik c = 3 X 108 m/s, maka dengan mengamati selang waktu antara
pemancaran dengan penerimaan.
Sinar Inframerah
11. Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 1011Hz sampai 1014 Hz atau daerah panjang
gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm. jika kamu memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh
sebuah lampu pijar dengan detektor yang dihubungkan pada miliampermeter, maka jarum
ampermeter sedikit diatas ujung spektrum merah. Sinar yang tidak dilihat tetapi dapat dideteksi
di atas spektrum merah itu disebut radiasi inframerah.
Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda
diipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar inframerah. Jumlah sinar
inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda.
Cahaya tampak
Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan
sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata
manusia. Panjang gelombang tampak nervariasi tergantung warnanya mulai dari panjang
gelombang kira-kira 4 x 10-7 m untuk cahaya violet (ungu) sampai 7x 10-7 m untuk cahaya
merah. Kegunaan cahaya salah satunya adlah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang
telekomunikasi dan kedokteran.
Sinar ultraviolet
Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi dalam daerah 1015 Hz sampai 1016 Hz atau dalam daerah
panjang gelombagn 10-8 m 10-7 m. gelombang ini dihasilkan oleh atom dan molekul dalam
nyala listrik. Matahari adalah sumber utama yang memancarkan sinar ultraviolet dipermukaan
bumi,lapisan ozon yang ada dalam lapisan atas atmosferlah yang berfungsi menyerap sinar
ultraviolet dan meneruskan sinar ultraviolet yang tidak membahayakan kehidupan makluk hidup
di bumi.
Sinar X
Sinar X mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz . panjang gelombangnya sangat
pendek yaitu 10 cm sampai 10 cm. meskipun seperti itu tapi sinar X mempunyai daya tembus
kuat, dapat menembus buku tebal, kayu tebal beberapa sentimeter dan pelat aluminium setebal 1
cm.
Sinar Gamma
Sinar gamma mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz atau panjang gelombang antara
10 cm sampai 10 cm. Daya tembus paling besar, yang menyebabkan efek yang serius jika
diserap oleh jaringan tubuh.
12. Contoh penerapan gelombang elektromagnetik dalamkehidupan sehari-hari :
Radio
Radio energi adalah bentuk level energi elektromagnetik terendah, dengan kisaran panjang
gelombang dari ribuan kilometer sampai kurang dari satu meter. Penggunaan paling banyak
adalah komunikasi, untuk meneliti luar angkasa dan sistem radar. Radar berguna untuk
mempelajari pola cuaca, badai, membuat peta 3D permukaan bumi, mengukur curah hujan,
pergerakan es di daerah kutub dan memonitor lingkungan. Panjang gelombang radar berkisar
antara 0.8 – 100 cm.
Microwave
Panjang gelombang radiasi microwave berkisar antara 0.3 – 300 cm. Penggunaannya terutama
dalam bidang komunikasi dan pengiriman informasi melalui ruang terbuka, memasak, dan sistem
PJ aktif. Pada sistem PJ aktif, pulsa microwave ditembakkan kepada sebuah target dan
refleksinya diukur untuk mempelajari karakteristik target. Sebagai contoh aplikasi adalah
Tropical Rainfall Measuring Mission’s (TRMM) Microwave Imager (TMI), yang mengukur
radiasi microwave yang dipancarkan dari Spektrum elektromagnetik Energi elektromagnetik
atmosfer bumi untuk mengukur penguapan, kandungan air di awan dan intensitas hujan.
Infrared
Kondisi-kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki pancaran inframerah dari
tubuh. Foto inframerah khusus disebut termogram digunakan untuk mendeteksi masalah sirkulasi
darah, radang sendi dan kanker. Radiasi inframerah dapat juga digunakan dalam alarm pencuri.
Seorang pencuri tanpa sepengetahuannya akan menghalangi sinar dan menyembunyikan alarm.
Remote control berkomunikasi dengan TV melalui radiasi sinar inframerah yang dihasilkan oleh
LED ( Light Emiting Diode ) yang terdapat dalam unit, sehingga kita dapat menyalakan TV dari
jarak jauh dengan menggunakan remote control.
Ultraviolet
Sinar UV diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapat membunuh kuman-kuman penyakit
kulit.
Sinar X
Sinar X ini biasa digunakan dalam bidang kedokteran untuk memotret kedudukan tulang dalam
badan terutama untuk menentukan tulang yang patah. Akan tetapi penggunaan sinar X harus
hati-hati sebab jaringan sel-sel manusia dapat rusak akibat penggunaan sinar X yang terlalu lama.
