Gelombang

Gelombang adalah getaran yang merambat. Getaran dan gelombang merupakan dua hal yang tidak dapat dipisahkan. Dalam kehidupan sehari-hari, tentu kita telah mengenal istilah gelombang, seperti gelombang air laut, gelombang Tsunami, gelombang radio, dan sebagainya. Apa yang dimaksud dengan gelombang? Secara sederhana dapat didefinisikan bahwagelombang adalah getaran yang merambat. Terjadi gelombang karena adanya peristiwa getaran, namun terjadinya getaran belum tentu menyebabkan gelombang.

Proses Terjadinya Gelombang

Syarat perlu agar suatu gelombang terjadi adalah adanya medium dan energi. Sedangkan, gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya adalah gelombang elektromagnetik.

Gelombang adalah getaran yang merambat

Pada gambar di atas terlihat tali diikatkan pada sebuah paku di tembok. Tali tersebut kemudian diusik oleh tangan yang digerakkan naik-turun. Mengapa tali tersebut bergelombang? Hal ini terjadi karena ada perpindahan energi dari tangan ke partikel pada tali. Kemudian, energi tali sehingga terjadi perpindahan energi dari satu ujung tali ke ujung yang lain. Partikel-partikel tali tersebut tidak ikut berpindah, yang berpindah hanyalah energi. Karena hal tersebut, maka gelombang disebut pula energi yang merambat.

Sebagai bukti bahwa partikel-partikel tali tidak ikut berpindah, dapat diikatkan beberapa pita yang berbentuk cincin (ikat longgar) pada tali tersebut seperti pada gambar berikut.

Gelombang tidak disertai dengan perpindahan medium

Walaupun pita-pita tersebut diikat secara longgar, saat tali bergelombang pita tidak berpindah tempat menjadi makin maju. Pita-pita tersebut hanya bergerak naik-turun saja.

Jenis-Jenis Gelombang

Gelombang yang memindahkan energi ketika sedang merambat dari sumber usikan disebut gelombang berjalan. Berdasarkan arah rambat dan getarannya, gelombang berjalan dibedakan ke dalam dua jenis, yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.

Gelombang Transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatannya. Pada gambar dibawah, arah getaran dari tali adalah ke atas dan ke bawah, sedangkan arah rambat gelombang ke arah kanan.

Gelombang Transversal

Pada saat gelombang mencapai simpangan maksimum ke arah atas, titik ini disebut titik puncak gelombang. Sedangkan, pada saat gelombang mencapai simpangan maksimum ke arah atas, titik ini disebut titik lembah gelombang. Jarak antara garis normal dan puncak atau lembah disebut amplitudo. Panjang satu gelombang adalah jarak antara dua titik yang memiliki fase gelombang yang sama. Contoh dari panjang satu gelombang adalah jarak antara dua puncak gelombang, jarak antara dua lembah gelombang, atau seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut ini.

Bagian Gelombang Transversal

Contoh dari gelombang transversal adalah gelombang air. Jika kita perhatikan pada saat kerikil dilemparkan ke kolam, maka pada air kolam akan terjadi gelombang transversal. Arah getaran air naik-turun, sedangkan arah rambat gelombang menyebar membentuk lingkaran ke arah sisi.

Contoh lain dari gelombang transversal adalah gelombang listrik dan gelombang elektromagnetik.

Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarannya sejajar dengan arah rambatannya. Gelombang longitudinal dapat diamati pada pegas.

Gelombang Longitudinal

Terlihat pada gambar di atas, arah getaran dari pegas adalah ke kanan dan ke kiri, dan arah rambat gelombang ke arah kanan.

Jika pada gelombang transversal dikenal puncak dan lembah, maka pada gelombang longitudinal terdapat regangan dan rapatan. Panjang satu gelombang pada gelombang longitudinal adalah jarak antara dua rapatan, atau jarak antara dua regangan.

Bagian-Bagian Gelombang Longitudinal

Contoh dari gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi.

Besaran-Besaran Dalam Gelombang

Besaran-besaran yang terkait dengan gelombang adalah sebagai berikut.

Panjang Gelombang

Panjang gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu periode. Pada gelombang transversal dan gelombang longitudinal, panjang gelombang adalah jarak antara dua titik yang memiliki fase gelombang yang sama. Panjang gelombang dilambangkan dengan λ (dibaca: lambda). Dalam Sistem Internasional (SI), satuan panjang gelombang adalah meter (m).

Periode Gelombang

Periode adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu gelombang. Periode dilambangkan T, dan dalam Sistem Internasional (SI), satuannya adalah detik (s).

Frekuensi Gelombang

Frekuensi adalah jumlah gelombang yang terbentuk selama satu detik. Frekuensi dilambangkan dengan f. Dalam Sistem Internasional (SI), satuan frekuensi adalah Hertz (Hz).

Cepat Rambat Gelombang

Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang selama satu detik. Cepat rambat gelombang dilambangkan dengan v, dan dalam Sistem Internasional (SI), satuannya adalah m/s.

Hubungan antara cepat rambat gelombang (v), panjang gelombang (λ), periode (T), dan frekuensi (f) adalah:

dengan:

T = periode (s)
f = frekuensi (Hz)
v = cepat rambat gelombang (m/s)
λ = panjang gelombang (m)