Jelaskan dengan rumus Bagaimanakah hubungan antara cepat rambat gelombang panjang gelombang dan frekuensi gelombang pada gelombang elektromagnetik?

By On Saturday, October 22nd, 2022 Categories : Tanya Jawab

Jelaskan dengan rumus Bagaimanakah hubungan antara cepat rambat gelombang panjang gelombang dan frekuensi gelombang pada gelombang elektromagnetik? – Halo teman-teman semua, Makasih banyak sudah mau datang di web Trend Wisata ini. Malam ini, kami di blog trendwisata.com akan menampilkan tanya jawab yang mantab yang akan menunjukkan tentang Jelaskan dengan rumus Bagaimanakah hubungan antara cepat rambat gelombang panjang gelombang dan frekuensi gelombang pada gelombang elektromagnetik?. Ini dia sobs menyimaknya di bawah ini:

KOMPAS.com – Gelombang adalah getaran yang merambat. Ada banyak sekali jenis gelombang seperti gelombang bunyi, gelombang mekanik, hingga gelombang elektromagnetik.

Semua gelombang memiliki karakteristik yang berbeda. Karakteristik fisik gelombang diwakili oleh panjang gelombang, frekuensi, amplitudo, arah getar, dan juga arah rambat.

Panjang gelombang atau wavelength adalah jarak satu gelombang dan diwakili dalam huruf Yunani Lambda (λ).

Pada gelombang transversal, panjang dapat dihitung sebagai jarak puncak gelombang (peak) ke puncak gelombang sebelahnya, atau lembah (trough) gelombang ke lembah di sebelahnya.

Sedangkan pada gelombang longitudinal, panjang gelombang dapat dihitung dari satu regangan ke regangan setelahnya, atau jarak dari satu rapatan ke rapatan sebelahnya.

Baca juga: Spektrum Gelombang Elektromagnetik

opentextbc.ca Panjang gelombang pada gelombang transversal
Dari gambar terlihat gelombang transversal pada ombak di lautan. Satu panjang gelombangnya adalah jarak antarpuncak gelombang.

Satu gelombang pada ombak tersebut juga dapat dihitung sebagai jarak antara burung camar dengan lembah titik –A pada gambar.

Dilansir dari BCcampus Open Publishing, panjang gelombang berkaitan langsung dengan frekuensi. Frekuensi adalah karakteristik fisik yang menyatakan banyaknya gelombang dalam satuan waktu.

Hubungan panjang gelombang dan frekuensi berbandung terbalik. Semakin besar panjang gelombang, maka akan semakin rendah frekuensinya. Adapun semakin pendek panjang gelombang, maka akan semakin tinggi frekuensinya.

Misalkan pada gelombang bunyi. Jika dua gelombang dengan panjang gelombang yang berbeda dibunyikan, maka akan terdengar bunyi yang berbeda.

Baca juga: Perbedaan Gelombang Transversal dan Gelombang Longitudinal

Gelombang suara memiliki kecepatan yang sama. Sehingga jika bunyi dikeluarkan pada waktu yang sama, suaranya juga akan didengar oleh kuping dalam waktu bersamaan.

Terlihat dari gambar bahwa panjang gelombang yang pendek memiliki lebih banyak gelombang dibandingkan dengan panjang gelombang yang besar.

Semakin pendek panjang gelombang, maka gelombang akan sering terjadi dan frekuensinya menjadi banyak. Adapun semakin besar panjang gelombangnya, gelombang yang terjadi akan lebih semakin sedikit dan frekuensinya semakin kecil.

Gelombang bunyi dengan panjang gelombang yang pendek akan terdengar sebagai nada tinggi. Semakin pendek panjang gelombangnya maka semakin tinggi nada yang didengar oleh telinga.

Sedangkan gelombang bunyi dengan panjang gelombang yang besar akan terdengar sebagai nada rendah. Sehingga semakin besar panjang gelombangnya, semakin rendah juga nada suara yang terdengar.

Baca juga: Rumus Cepat Rambat Gelombang

Rumus panjang gelombang

Panjang gelombang dapat dicari dengan rumus sebagai berikut:

λ = s/n = v.T = v/fλ = panjang gelombang (m)s = jarak suatu gelombang (m)n = banyaknya gelombangv = cepat rambat gelombang (m/s)T = periode (s)

f = frekuensi (Hz) 

Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram “Kompas.com News Update”, caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.

Berdasarkan ilmu fisika, gelombang didefinisikan sebagai perambatan energi dari satu tempat ke tempat lain tanpa menyeret materi yang dilewatinya. Pengertian gelombang tersebut tercantum dalam buku “Getaran dan Gelombang – Persiapan Olimpiade Fisika” oleh Prof. Yohanes Surya, Ph.D. 

Misalnya, pada gelombang air, jika sebutir batu dijatuhkan pada air, maka akan timbul gangguan pada permukaan air. Gangguan tersebut tidak membawa atau menyeret materi yang dilewati pada permukaan air. Inilah yang disebut gelombang.

Beberapa jenis gelombang lain adalah gelombang tali, gempa, bunyi, radio, mikro dan cahaya. Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibedakan menjadi dua, yaitu mekanik dan elektromagnetik.

Gelombang mekanik contohnya gelombang air, bunyi, tali, dan gempa merambat melalui suatu medium yang dapat berupa zat padat, cair atau gas.

Sedangkan gelombang elektromagnetik contohnya adalah gelombang cahaya, radio dan mikro yang tidak membutuhkan medium untuk perambatannya.

Rumus Kecepatan Gelombang

Kecepatan gelombang atau cepat rambat gelombang merupakan perbandingan antara perpindahan satu panjang gelombang dan periodenya. Besar kecepatan gelombang merupakan perbandingan antara jarak satu panjang gelombang dan periodenya.

Rumus kecepatan gelombang adalah panjang gelombang dibagi periode gelombang atau ditulis dengan v = λ/T. Lambang λ (lambda) adalah panjang gelombang yang memiliki satuan meter (m). Sedangkan T adalah periode gelombang memiliki satuan detik (s). Maka, satuan kecepatan gelombang adalah m/s.

Panjang gelombang (λ) adalah jarak antara puncak ke puncak yang berurutan atau jarak antara dasar ke dasar yang berurutan. Sedangkan periode gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan untuk terjadinya satu gelombang, yaitu waktu yang berlalu antara satu titik puncak berurutan yang melewati titik yang sama pada ruang.

Menghitung kecepatan gelombang juga dapat menggunakan frekuensi (ƒ), yaitu jumlah gelombang dalam satu sekon. Satuan frekuensi adalah Hertz (Hz), rumusnya adalah T = 1/ƒ atau ƒ = 1/T sehingga rumus kecepatan gelombang juga dapat ditulis v = λƒ.

Contoh soal 1

Salah satu ujung seutas tali diikat, sedangkan ujung yang lain digetarkan naik-turun dengan periode 0,2 s sehingga terbentuk dua bukit dan satu lembah. Jika jarak penggetar dengan tiang pengikat 1,5 m, tentukan kecepatan gelombang yang terbentuk!

Pembahasan:

Diketahui: T = 0,2 s

Cari frekuensi gelombang menggunakan rumus periode gelombang.

T = 1/ƒ

0,2 = 1/ƒ

ƒ = 5 Hz

Diketahui terbentuk dua bukit dan satu lembah dengan panjang 1,5 meter. Ingat, panjang gelombang adalah satu bukit dan satu lembah, maka panjang gelombang adalah 3/2 λ.

Hitung panjang satu gelombang sebagai berikut.

 3/2λ = 1,5 m

λ = ⅔ (1,5) = 1 m

Jadi, panjang λ adalah 1 meter. Hitung kecepatan gelombang menggunakan rumus berikut.

v = λƒ

v = 1 × 5 = 5 m/s

Maka, kecepatan gelombang adalah 5 m/s.

Contoh soal 2

Pada permukaan air laut terdapat dua buah gabus yang terpisah satu sama lain sejauh 60 cm. Keduanya naik turun bersama permukaan air laut sebanyak 20 kali selama 10 sekon.

Jika salah satu gabus di puncak gelombang dan gabus yang lain di lembang gelombang, sedangkan di antara kedua gabus terdapat satu bukit gelombang, maka kecepatan gelombangnya adalah…

Pembahasan:

Diketahui n = 1,5; l = 60 cm; ƒ = 2 Hz.

nλ = l

1,5λ = 60

λ = 40 cm

Gunakan rumus kecepatan gelombang.

v = λƒ

v = 40 × 2 = 80 cm/s.

Jadi, kecepatan gelombang tersebut adalah 80 cm/s.

Pengertian Gelombang

Gelombang didefinisikan sebagai getaran yang merambat atau berjalan. Definisi tersebut tercantum dalam buku “Hafalan Rumus Fisika SMA” oleh penerbit Cmedia.

Untuk memahami gelombang, perhatikan gambar berikut.

Gambar Gelombang (Katadata)

Keterangan:

  • Titik B-B’ adalah amplitudo (simpangan terbesar).
  • Titik B-F dan titik D-H adalah satu panjang gelombang.
  • Titik A-I adalah panjang tali.
  • Titik A-B-C dan E-F-G adalah bukit.
  • Titik C-D-E dan E-F-G adalah lembah.
  • Satu gelombang terdiri dari satu bukit dan satu lembah. Hubungan antara panjang tali dengan panjang gelombang adalah: nλ = l. n adalah banyak gelombang, λ adalah panjang gelombang dan l adalah panjang tali.
  • Periode gelombang (T) adalah t/n.

Contoh soal

Gelombang air laut menyebabkan permukaan air naik turun dengan periode 2 sekon. Jika jarak antara dua puncak gelombang 5 m, maka gelombang akan mencapai jarak 10 m dalam waktu…

Pembahasan:

Diketahui: t = 2 sekon; l = 5 m; n = 1.

T1 = T2

t1÷n1 = t2÷n2

t2 = t1 ÷ n1 × n2

t2 = 2 ÷ 1 × 2 = 2

Jadi, gelombang akan mencapai jarak 10 m dalam waktu 2 sekon.

Macam-Macam Gelombang

Gelombang dibagi menurut medium perambatan serta arah getar dan rambat sebagai berikut.

Berdasarkan medium perambatannya:

  • Gelombang mekanik: Jenis gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium. Contohnya, gelombang bunyi dan gelombang tali.
  • Gelombang elektromagnetik: Jenis gelombang yang dalam perambatannya tidak memerlukan medium. Contohnya, gelombang cahaya

Berdasarkan arah getar dan arah perambatannya:

  • Gelombang transversal: Arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatannya. Contohnya gelombang tali dan gelombang cahaya.
  • Gelombang longitudinal: Gelombang yang arah getarannya searah dengan arah rambatannya. Contohnya, gelombang bunyi.

Sifat-Sifat Gelombang

Sifat-sifat gelombang dijelaskan sebagai berikut.

a. Dapat dipantulkan (Refleksi)

Hukum pemantulan menyatakan bahwa “sudut datang sama dengan sudut pantul gelombang”. Secara matematis dituliskan θi = θr.

b. Dapat dibiaskan (Refraksi)

Pembiasan adalah fenomena pembelokan gelombang akibat adanya perbedaan indeks bias zat perantara. Contohnya, sinar laser yang berada di darat ditembakkan ke dalam air.

Menurut hukum Snellius tentang teori pembiasan, menyatakan bahwa:

  1. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar.
  2. Sinar datang membentuk sudut θi terhadap garis normal dan sinar pantul membentuk sudut θr terhadap garis pantul. Rumusnya adalah n1×Sinθi = n2×Sinθr. Untuk mencari n gunakan rumus n = c/v dengan n adalah indeks bias, c adalah cepat rambat gelombang di ruang hampa, dan v adalah cepat rambat gelombang di dalam medium.

c. Interferensi (Perpaduan Gelombang)

Interferensi adalah perpaduan antara dua gelombang cahaya. Interferens terjadi jika kedua gelombang bersifat koheren dan akan dikatakan koheren jika kedua gelombang memiliki amplitudo, frekuensi yang sama, dan fase gelombang yang bersifat tetap.

d. Difraksi (Pelenturan Cahaya)

Difraksi adalah peristiwa dimana cahaya melewati celah sempit (dimana lebar celah sempit lebih kecil dari pada panjang gelombangnya).

e. Polarisasi

Polarisasi adalah peristiwa penyerapan arah bidang getar dari sebuah gelombang transversal. Konsep polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal.

Itulah penjelasan tentang rumus kecepatan gelombang serta contoh soal dan pembahasannya.

Jelaskan dengan rumus Bagaimanakah hubungan antara cepat rambat gelombang panjang gelombang dan frekuensi gelombang pada gelombang elektromagnetik? | admin | 4.5
shopee flash sale gratis ongkir
x