Perubahan Fasa Gelombang

FI1202-11-2019-2 26 Maret 2020, Bandung, Indonesia 1
25 |Perubahan fasa
gelombang
Sparisoma Viridi
Prodi Fisika, Institut Teknologi Bandung
Jalan Ganesha 10, Bandung 40132, Indonesia
V20200326_5

Kerangka
• Fungsi gelombang
• Perbedaan posisi
• Pembiasan
• Pemantulan 1
• Pemantulan 2
• Dua sumber
.

Fungsi gelombang

Fungsi gelombang
• Bentuk fungsi gelombang yang digunakan
, (25.1)
dengan
y simpangan (bergantung besaran fisisnya),
A amplitudo (bergantung besaran fisisnya),
x posisi (m), t waktu (s), φ0 fasa awal (rad),
k bilangan gelombang (rad/m),
ω frekuensi angular (rad/s)
   0sin,   tkxAtxy
.

Perbedaan posisi

Perbedaan posisi
• Fungsi gelombang (25.1) menggambarkan
simpangan suatu besaran fisis pada setiap po-
sisi x dan setiap saa t yang dilalui gelombang
• Bila sumber diambil terletak pada x = x0 maka
osilasi pada sumber adalah
(25.2)
dengan (25.3)
   
   000
000
sinsin
sin




tAkxtA
tkxAty
  000 kx

Perbedaan posisi (lanj.)
• Pada suatu posisi lain x = x1 = x0 + Δx osilasi di
titik tersebut akan menjadi
(25.4)
dengan (25.5)
• Atau dapat dinyatakan bahwa
(25.6)
   
   110
011
sinsin
sin




tAkxtA
tkxAty
  101 kx
xk 01 

• Beda fasa pada (25.6) menggambarkan beda
fasa antara osilasi pada posisi x1 dengan osi-
lasi pada posisi x0 (sumbernya)
• Perambatan osilasi dari posisi x1 ke posisi x2
merupakan fenomena gelombang, yang di-
gambarkan sebagai
x
0x
1x
T
v

 
 0
0
sin  

tA
ty
 

xk
tA
ty


0
1
sin



• Dengan demikian bila terdapat sumber pada
posisi xs dengan fungsi osilasi
(25.7)
akibat gelombang dari sumber, pada jarak l
dari sumber akan terdapat fungsi osilasi
(25.8)
   ss tAty   sin
   kltAty sls  sin

• Bila ditinjau dua posisi dari satu sumber
2l
v
   ss tAty   sin
1l
 
 2sin
2
kltA
ty
s
ls



   1sin1
kltAty sls  
v
T
v



Soal 25.1 Terdapat suatu sumber bunyi yang de-
ngan fungsi perbedaan tekanan udara terhadap
tekanan rata-rata pdiff(t) = 2 sin(100πt) mPa.
a. Tentukan amplitudo A, periode T, dan freku-
ensi f sumber bunyi tersebut.
b. Tentukan λ , bila vbunyi = 300 m/s.
c. Tentukan pdiff(t) untuk titik yang berjarak 3 m
dari sumber bunyi..

Pembiasan

Pembiasan
• Perubahan fasa tidak terjadi pada peristiwa
pembiasan, terlepas dari kerapatan medium
sebelum dan sesudah terjadi peristiwa pembi-
asan
• Bila gelombang dari dari medium dengan in-
deks bias ni dan dibiaskan ke medium dengan
indeks bias nr, perubahan fasa gelombang
adalah nol

Pembiasan (lanj.)
• Berkas datang (incident i), bias (refracted r)
i
r
1n
2n
r
i
i
r
n
n



sin
sin
   ii tAty   sin
   
 ty
tAty
i
ir

 sin

Pembiasan (lanj.)
Soal 25.2 Suatu gelombang datang dari medium
n1 dan dibiaskan ke medium n2.
a. Tentukan perubahan fasa bila n2 < n1.
b. Tentukan perubahan fasa bila n2 > n1.
.

Pemantulan 1

Pemantulan 1
• Secara umum gelombang dapat dipantulkan
oleh permukaan, yang bergantung pada sifat
bahan permukaan pemantul tersebut
• Secara sederhana, untuk saat ini, bila dipan-
tulkan oleh suatu permukaan fasa osilasi sete-
lah dipantulkan l akan berbeda sebesar π di-
bandingkan dengan sebelumnya i
(25.9)
    / tyty il

Pemantulan 1 (lanj.)
• Berkas datang (incident i), pantul (reflected l)
   tytA ii sin    
 





/
sin
sin















ty
tA
tAty
i
i
il
i l
il  

Soal 25.3 Sebelum mengenai pemantul osilasi
gelombang bunyi memiliki bentuk fungsi
pdiff(t) = 4 sin(100πt) mPa.
a. Tentukan fungsi pdiff(t) setelah dipantulkan
oleh permukaan pemantul.
b. Nyatakan hasil sebelumnya seperti pada
(25.9).
.

Pemantulan 2

Pemantulan 2
• Pada (25.9) dikatakan bahwa perubahan fasa
selalu sebesar π, yang sebenarnya tidak terlalu
tepat
• Hubungan (25.9) benar bila gelombang da-
tang dari medium kurang rapat ke medium
yang lebih rapat, seperti pada contoh bunyi
datang dari udara dan dipantulkan oleh suatu
permukaan (padat)

• Bila gelombang menjalar sebaliknya, dari me-
dium yang lebih rapat dan dipantulkan oleh
batas medium yang kurang rapat, maka pada
gelombang pantul tidak terjadi perubahan
fasa atau beda fasa 0
• Ilustrasi hal ini digambarkan pada ketiga hala-
man berikutnya

• Berkas datang (incident i), pantul (refracted l)
i l
1n
2n
il  
   tytA ii sin    
 

/
sin
12
12


ty
tAty
i
ir

• Beda fasa akibat pemantulan
(25.10)






,,
,,0
12
12
12
nn
nn



1n
12 nn 
1n
12 nn 
 tyi
 tyi
    / tyty ir
   tyty ir 

Soal 25.4 Ambil kasus pelat kaca sejajar berikut.
Jelaskan bagaimana hubungan antar yi(t) -- yl(t),
yr(t) -- yl2(t), dan yl(t) -- yr3(t). Anggap amat tipis.
 tyi  tyl  tyr3
 tyr  tyl2
 tyr4
kacan

Dua sumber

Dua sumber
• Bila terdapat dua sumber (atau lebih) pada
suatu titik akan terdapat beda fasa akibat
masing-masing sumbernya
• Bila kedua sumber memiliki frekuensi angular
osilasi yang sama ω, seperti
(25.11)
dan
(25.12)
   011 sin   tAtys
   022 sin   tAtys

Dua sumber (lanj.)
• Dapat didefinisikan
(25.13)
sehingga
(25.14)
    
 
 






/
sin
sin
sin
1
01
01
0102012












 



ty
tA
tA
tAty
s
s
0102  

Dua sumber (lanj.)
• Atau
(25.15)
• Dengan menggunakan (25.13) dapat dihu-
bungkan antara sumber pertama ys1(t) de-
ngan sumber kedua ys2(t) dan sebaliknya
• Bila terdapat jarak pisah kedua sumber, beda
fasa akibar perbedaan posisi pada (25.6) perlu
diperhitungkan
    /21  tyty ss

Dua sumber (lanj.)
• Terdapat kasus yang lebih umum dari dua
sumber (atau lebih), yaitu saat frekuensi ke-
duanya tidak sama
, (25.16)
yang sulit untuk menyatakan beda fasa antar
keduanya karena selalu berubah dengan
waktu
. (25.17)
21  
 t 

Dua sumber (lanj.)
Soal 25.5 Terdapat dua sumber bunyi yang me-
miliki frekuensi angular yang sama ω. Kedua
sumber dapat dianggap berhimpit. Bila sumber
kedua dinyalakan kemudian setelah Δt dari
sumber pertama dinyalakan, hitunglah beda fasa
kedua sumber dengan menyatakan ys2(t) dalam
ys1(t + Δϕ).

Terima kasih

https://de.slideshare.net/sparisoma/presentations
.

Perubahan Fasa Gelombang

Recommended

Recommended

More Related Content

More from Sparisoma Viridi

More from Sparisoma Viridi (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Perubahan Fasa Gelombang