Pernakah kalian mengamati melemparkan benda-benda kecil ke permukaan air yang tenang? Gelombang di permukaan air yang terbentuk akan menjalar menjauhi pusat usikan yaitu tempat jatuh nya benda tadi. Apabila yang jatuh ke permukaan air adalah tetes-tetes air hujan dari pipa bocor akan menumbulkan usikan yang tiada henti. Dengan demikian gelombang permukaan air akan terjadi terus-menerus.
Sekarang bayangkan bila air yang menetes lebih dari satu, maka pola gelombang permukaan air yang saling melingkar akan berpadu dan menyatu. Peristiwa ini disebut Interferensi Gelombang. Interferensi hanyalah salah satu sifat dari gelombang.
Dalam bab ini kalian akan memperdalam Gejala Gelombang beserta ciri-ciri dan sifat-sifat gelombang. Selengkapnya silahkan download Modul Gejala Gelombang di Menu Download.
Sumber : http://www.scribd.com/doc/12902021/Fisika-Bab-i-SMAMASMK-Kelas-Xii-Gejala-Gelombang
A. DefinisiGelombang
didefinisikan sebagai getaran yang merambatkan energi dari satu tempat
ketempat yang lain, baik melalui medium ataupun tidak. Gelombang air,
gelombang tali, gelombang suara , gelombang elektromagnetik adalah
contoh dari bebeapa gelombang. Jenis jenis gelombang dapat dibedakan:
a. Berdasar Arah getar terhadap arah rambatnya:
- Gelombang Transversal:
gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan rambatnya. Contohnya
antara lain: gelombang tali, gelombang elektromagnetik cahaya.
- Gelombang Longitudinal: Gelombang lyang arah getanya searah dengan arah rambatnya. Contohnya adalah gelombang suara.
b. Berdasar Medium perambatan:
- Gelombang mekanik: gelombang yang merambatnya membutuhkan medium. Contohnya: gelombang tali, gelombang suara, gelombang air.
- Gelombang Elektromagnetik:
gelombang yang merambatanya tidak membutuhkan medium/zat antar.
Contohya: gelombang cahaya, gelombang partikel alha, beta dan gama.
c. Berdasar Amplitudonya:
- Gelombang berjalan, yaitu gelombang dengan amplitude yang
 berubah di setiap titiknya. Gelombang cahaya, gelombangtali dll.
- Gelombang Diam/stasioner: gelombang yang amplitudonya disetiap titik adalah tetap. Gelombang stasioner aadalah
 gelombang hasil perpaduan dua buah geloambang berjalan.
---------------------------------------------------
B. Besaran Besaran Gelombang:
Dalam konsep gelombang ada beaaran, besaran fisika , yaitu:
- Simpangan(y) : adalah jarak titik/posisi pada gelombang dihitung dari titik keseimbangan pada saat tertentu.(satuan SI meter)
- Amplitudo (A): yaitu simpangan maksimum getaran yang dihitung dari titik kesetimbangan( satuan SI meter)
- Periode (T) : waktu yang diperlukan untuk menempuh untuk satu gelombang penuh. (satuan SI sekon)
- Frekwensi (f): jumlah gelombang yang melewati suatu titik tiap detik.(satuan SI adalah persekon atau Hertz). Hubungan T dan f adalah:
- Panjang gelombang (l): jarak yang ditempuh untuk satu gelombang.(satuan SI meter)
Cepat rambat gelombang (v): jarak yang ditempuh gelombangper satuan waktu. Hubungan cepat rambat (v), frekwensi (f) dan panjang gelombang (l) adalah :
-------------------------------------------------
C. Energi gelombang
Gelombang pada saat merambat juga membawa energi yang besarnya tergantung dari kuadrat Amplitudonya.
Dengan:
E :energi gelombang (joule)
k : konstanta gaya (Ns2/m.)
m :massa kg
f :frekwnsi(Hz)
A : Amplitudo (m)
----------------------------------------
D. Sifat-sifat Umum Gelombang
Gelombang secara umum mengalami:
a. Pemantulan (Refleksi)
Contohnya gelombang cahaya dipantulkan oleh cermin. Pada pemantulan berlaku hokum Snelius tentang pemantulan:
• Sudut datang sudut pantul dan garis normal berada paa sutu bidang
• Sudut datang sama dengan sudut pantul.
b. Pembiasan(Refraksi),
Contohnya
pembiasan pada air, lensa. Pembiasan adalah peristiwa gelombang yang
mengalami pembelokan arah karena melewati dua medium yang berbeda. Pada
pembiasan berlaku hukum snelius tentang pembiasan.
• Sudut datang sudut pantul dan garis normal berada paa sutu bidang
• Sudut datang sama dengan sudut pantul memiliki hubungan
Dengan :
i : sudut dating
r : sudut bias
v1 : cepat rambat gelombang di medium 1
v2 : cepat rambat gelombang di medium 2
1 : panjang gelombang di medium 1
2 : panjang gelombang di medium 2
c. Mengalami Penggabungan (Interferensi).
Peristiwa
interferensi dapat diamati pada terlihatnya warna-warni pada permukaan
air sabun, warna warninya permukaan CD. Peristiwa interferensi terjadi
karena perpaduan dua buah gelombang yang memiliki frekwensi dan beda
fase yang sama, saling bertemu.
d. Mengalami Lenturan (defraksi)
•
Peristiwa defraksi dapat dialami ketika kita mendengar suara yang
berasal dari balik tembok, atau bukit. Meskipun tidak ada benda yang
memantulkan suara itu disekitar kita.
• Peristiwa defraksi terjadi
karena gelombang melenturkan energinya . Perhatikan contoh defraksi pada
gelombang air yang melewati celah sempit. Sebagi berikut.
e. Dispersi (penguraian)
Peristiwa
disperse dapat diamati pada terurainya gelombang cahaya polikromatik
menjadi komponen gelombang cahaya yang monokromatik ketika melewati
prisma.
Peristiwa disperse terjadi karena gelombang mengalami
perubahan bentuk ketika melewati suatu medium yang dispersif (medium
yang dapat merubah kecepatan yang tergantung frekwnsinya)
f. Mengalami Polarisasi.
•
Peristiwa polarisasi dapat dirasakan pada saat menggunkan kacamata
Polaroid kita tidak mengalami silau saat berjemur di terik matahari.
Peristiwa Polarisasi terjadi karena gelombang trasversal mengalami
penyerapan arah getarnya. Peristiwa Polarisasi hanya terjadi trasversal
saja. Perhatikan gambar berikut. Gelombang utuh yang tidak terpolarisasi
melalui filter yang akan meneruskan arah getas sesui orientasi filter
tersebut.
• Polarisasi dapat terjadi karena:
a. Pemantulan
b. Pembiasan
c. Absorpsi selektif
d. Bias kembar oleh kristal
e. Hamburan
g. Effek Dopler:
•
Peristiwa ini dapat diamati ketika kita mendengarkan suara ambulan yang
mendekati atau menjauhi kita., yang terdengar makin keras saat
mendekati kita dan makin lemah saat menjauhi kita.
•
Peristiwa Effek Dopler adalah peristiwa berubahnya frekwensi gelombang
akibat gerak relative antara sumber gelombang dengan pengamat. ----------------------------------------------------------
E. Gelombang Berjalan.1. Persamaan gelombang berjalanSeutas
tali OB . Titik O digetarkan terus menerus, sehingga gelombang merambat
menuju B dengan Amplitudo A , frekwensi f , panjang gelombang dan
cepat rambat v. Titik P berjarak x dari asal getaran O, maka waktu
yang digunakan untuk merambat dari titik O ke titik P adalah jarak
dibagi kecepatan atau (  ). Bila O telah bergetar t sekon maka titik p akan bergetar selama 
Persamaan gelombangnya menjadi Dalam bentuk yang lain persamaan gelombang tersebut menjadi:   Tanda pada amplitudo A menunjukan: -: gel. Merambat ke kiri +: gel. Merambat ke kanan Tanda pada konstanta x menunjukan: + : titik asal getaran keatas - : titik asal etaran ke bawah 2. Kecepatan dan percepatan simpanganKecepatan v adalah turunan dari simpangan  atau  dengan nilai kecepatan maksimum adalah  Percepatan a adalah  atau  dengan nilai percepatan maksimum  3. Sudut Fase, Fase dan beda fase
Persamaan dapat diubh menjadi
Beda fase
Contoh soal:
1. Seutas
tali OB panjangnya 4 meter. O digetarkan terus menerus dengan frekwensi
16 Hz. Gelombang yang terjadi beramplitudo 6 cm dan cepat rambat 12
m/s. Hitung simpangan di titik Q yang berada 2,4 m dari O setelah O
digetarkan 2,5 detik.
2. Sebuah gelombang berjalan
dengan persamaan Dengan y dan x dalam neter t dalam detik. Titik O
menjadi acuan dan titik P berjarak 2 m dari O.
Tentukan :
a. Frekwensi
b. Cepat rambat gelombang
c. Persamaan simpangan titik P
d. Besar simpangan titik P pada saat t = 4 sekon
e. Besar kecepatan simpangan titik P pada saat t = 4 sekon
f. Besar percepatan simpangan titik P pada saat t = 4 sekon
---------------------------------------F. Gelombang Stasioner
Gelombang
stasioner adalah gelombang hasil perpaduan atau interferensi dua
gelombang yang berlawananarah, yaitu gelombang datang dan gelombang
pantul yang memiliki amplitudo dan frekwensi sama. Pada gelombang
stasioner ada titik-titik yang selalu bersimpangan maksimum ( titik
Perut) dan ada titik-titik yang simpanganya selalu nol ( titik simpul).
Yang di bahas disini adalah gelombang pada tali .
1. Persamaan gelombang stasioner ujung terikat
a. Persamaan gelombang stasioner ujung terikat
Seuatas
tali panjangnya l dari OB , titik O digetarkan terus menerus dan titik B
diikat. Titik P berada X dari ujung terikat. Hasil perpaduan gelombang
datang dan gelombang Pantul adalah gelombag stasioner dan membentuk
simpul dan perut.
Akan kita tinjau perpaduan gelombang datang dan gelombang pantul di titik P
Gelombang merah adalah gelombang datang merambat ke kanan
Gelombang hijau adalah gelombang pantul merambat dari O - P - B - P dan Berubah fase 180 derajat maka sudut ditambah phi :
Perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul adalah: 
b. Titik Simpul dan Titik PerutDari persamaan didapat Titik Perut Titik Perut adalah titik yang aplitudonya selalu maksimum
cek gambar
2.Persamaan Gelombang Stasioner Ujung Bebas
a. Persamaan gelombang stasioner ujung bebas
Seuatas tali panjangnya l dari OB , titik O digetarkan terus menerus dan titik B diikat.
Titik P berada X dari ujung terikat. Hasil perpaduan gelombang datang dan gelombang
Pantul adalah gelombag stasioner dan membentuk simpul dan perut
Akan kita tinjau perpaduan gelombang datang dan gelombang pantul di titik P
Gelombang merah adalah gelombang datang merambat ke kanan
Gelombang hijau adalah gelombang pantul merambat dari O - P - B - P dan
Berubah fase 180 derajat maka sudut ditambah
Super posisinya menjadi
(coba anda turunkan sendiri yp=y1 +y2)
Ap adalah amplitudo dengan persamaan variabel cosinus
b.Titik Perut dan Titik Simpul
Titik Perut adalah titik yang aplitudonya selalu maksimum:
Titik simpul adalah titik yang amplitudonya selalu nol:
Silahkan Cek Gambar dimana titik perut dan titik simpulnya:
Contoh soal
1.
Seutas tali panjngnya 5 m direntangkan mendatar. Salah satu ujungya
digetarkan naik turun sedang ujung yang lain bebas begerak. Berapakah
panjang gelombang yang merambat pada tali jika simpul ke-8 berjarak 2 m
dari titik asal getaran. Dimanakah letak simpul ke-5?
2. Seutas kawat
panjngnya 255 cm direntangkan mendatar. Salah satu ujungya digetarkan
naik turun dengan frekwensi 1/4 Hz dan amplitudo 10 cm,sedang ujung yang
lain bebas bergerak. Gelombang menjalaar dengan kecepatan 9
cm/s.Tentukan
a. Amplitudo gelombang hasil perpaduan dititik yang berjarak 225 cm dari asal getaran.
b. Letak simpul ke-5 dan perut ke-7 dari asal getaran
3.
Seutas tali panjngnya 2 m direntangkan mendatar. Salah satu ujungya
digetarkan naik turun sedang ujung yang lain bebas bergerak berapakah
panjang gelomabang merambat jika perut ke-3 berjarak 15 cm dari titik
asal getaran. Dimanakah letak simpul ke-2 diukur dari asal getaran?
Sumber : Fisika12
| 
