Gelombang dapat diartikan sebagai usikan atau gangguan yang merambat. Usikan merupakan salah satu bentuk energi. Jadi, gelombang merupakan fenomena perambatan energi. Fisika Gelombang adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang gelombang Bunyi atau Suara . Fenomena fisika yang selalu kita alami sehari-hari. Dalam fisika, Bunyi atau suara adalah gelombang longitudinal yang merambat melalui medium, yang dihasilkan oleh getaran mekanis dan merupakan hasil perambatan energi. Sumber bunyi sebagai sumber getar memancarkan gelombang-gelombang longitudinal ke segala arah melalui medium baik padat, cair maupun gas. Gelombang berdasarkan mediumnya dibedakan menjadi 2 macam Gelombang mekanik yaitu gelombang yang dalam perambatannya membutuhkan medium. Contoh gelombang mekanik adalah gelombang bunyi. Gelombang elektromagnetik yaitu gelombang yang dalam perambatannya tidak membutuhkan medium. Contoh gelombang elekromagnetik adalah gelombang cahaya. Menurut urutannya, gelombang elektromagnetik: Gelombang radio dan televise Gelombang mikro Sinar inframerah Sinar tampak Sinar ultraviolet Sinar X Sinar gamma ()Gelombang berdasarkan arah rambatnya dibedakan menjadi 2 macam Gelombang Longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarnya. Contohnya adalah gelombang bunyi. Gelombang Transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya. Contohnya gelombang cahaya.

Besaran dalam gelombang hampir sama dengan besaran dalam getaran. Besarannya adalah sebagai berikut ini:1. Periode (T) adalah banyaknya waktu yang diperlukan untuk satu gelombang.2. Frekuensi (f) adalah banyaknya gelombang yang terjadi dalam waktu 1 sekon.3. Amplitudo (A) adalah simpangan maksimum suatu gelombang.4. Cepat rambat (v) adalah besarnya jarak yang ditempuh gelombang tiap satuan waktu.5. Panjang gelombang () adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam 1 periode. Atau besarnya jarak satu bukit satu lembah.Persamaan yang digunakan dalam gelombang adalah sebagai berikut :T = t/n f = n/t dan T = 1/f f = 1/Tdimana : T adalah periode (s)t adalah waktu (s)n adalah banyaknya gelombang (kali)f adalah frekuensi (Hz)Untuk menentukan cepat rambat gelombang digunakan persamaan ;v = .f atau v = /TDimana adalah panjang gelombang (m)v adalah cepat rambat gelombang (m/s)Berdasarkan konstan tidaknya amplitude:1. Gelombang Berjalan, yakni gelombang yang amplitudonya tetap2. Gelombang Stasioner, yakni gelombang yang amplitudonya tidak tetap besarnya

Sifat-Sifat Gelombang

(a) Dispersi GelombangKetika Anda menyentakkan ujung tali naik-turun (setengah getaran), sebuah pulsa transversal merambat melalui tali (tali sebagai medium). Sesungguhnya bentuk pulsa berubah ketika pulsa merambat sepanjang tali, pulsa tersebar atau mengalami dispersi (perhatikan Gambar 1.16). Jadi, dispersi gelombang adalah perubahan bentuk gelombang ketika gelombang merambat suatu medium.Kebanyakan medium nyata di mana gelombang merambat dapat kita dekati sebagai mediumnon dispersi. Dalam medium non dispersi, gelombang dapat mempertahankan bentuknya. Sebagai contoh medium non dispersi adalah udara sebagai medium perambatan dari gelombang bunyi..Gelombang-gelombang cahaya dalam vakum adalah nondispersi secara sempurna. Untuk cahaya putih (polikromatik) yang dilewatkan pada prisma kaca mengalami dispersi sehngga membentuk spektrum warna-warna pelangi. Apakah yang bertanggungjawab terhadap dispersi gelombang cahaya ini? Tentu saja dispersi gelombang terjadi dalam prisma kaca karena kaca termasuk medium dispersi untuk gelombang cahaya.

(b)Pemantulan gelombang lingkaran oleh bidang datarBagaimanakah jika yang mengenai bidang datar adalah muka gelombang lingkaran? Gambar 1.17 menunjukkan pemantulan gelombang lingkaran sewaktu mengenai batang datar yang merintanginya. Gambar 1.18 adalah adalah analisis dari Gambar 1.17.

Sumber gelombang datang adalah titikO. Dengan menggunakan hukum pemantulan, yaitu sudut datang =sudut pantul, kita peroleh bayanganOadalahI. TitikImerupakan sumber gelombang pantul sehingga muka gelombang pantul adalah lingkaran-lingkaran yang berpusat diI, seperti ditunjukkan pada gambar 1.18.

Contoh:

Sebuah pembangkit bola digetarkan naik dan turun pada permukaan air dalam tangki riak dengan frekuensi tertentu, menghasilkan gelombang lingkaran seperti pada Gambar 1.36. Suatu keping logamRQSbertindak sebagai perintang gelombang. Semua muka gelombang pada Gambar 1.36 dihasilkan oleh pembangkit bola dalam waktu 0,6 s. Perintang keping logam berjarak 0,015m dari sumber gelombangP. Hitung (a) panjang gelombang, (b) frekuensi, dan (c) cepat rambat gelombang.Pembahasan:(a) Jarak dua muka gelombang yang berdekatan = 1.Dengan demikian, jarakPQ= 3(1)0,015 m = 3 = 0,005 m(b) Selang waktu yang diperlukan untuk menempuh dua muka gelombang yang berdekatan =1/T, denganTadalah periode gelombang. Gelombang datang (garis utuh) dari P ke Q menempuh 3T, sedangkan gelombang pantul (garis putus-putus) dari Q ke P menempu waktu 3T.Jadi, selang waktu total = 3T + 3T0,6 s = 6TT = 0,1 s.Frekuensifadalah kebalikan periode, sehingga:f=1/(0,1s) = 10 Hz.(c) Cepat rambatv =f= (0,005m)(10 Hz) = 0, 05 m/s.

(c) Pembiasan Gelombang

Pada umumnya cepat rambat gelombang dalam satu medium tetap. Oleh karena frekuensi gelombang selalu tetap, maka panjang gelombang (=v/f) juga tetap untuk gelombang yang menjalar dalam satu medium. Apabila gelombang menjalar pada dua medium yang jenisnya berbeda, misalnya gelombang cahaya dapat merambat dari udara ke air. Di sini , cepat rambat cahaya berbeda. Cepat rambat cahaya di udara lebih besar daripada cepat rambat cahaya di dalam air. Oleh karena (=v/f), maka panjang gelombang cahaya di udara juga lebih besar daripada panjang gelombang cahaya di dalam air. Perhatikansebanding denganv.Makin besar nilaiv, maka makin besar nilai,demikian juga sebaliknya.Perubahan panjang gelombang dapat juga diamati di dalam tangki riak dengan cara memasang kepinggelas tebal pada dasar tangki sehingga tangki riak memiliki dua kedalaman air yang berbeda, dalam dan dangkal, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.19. Pada gambar tampak bahwa panjang gelombang di tempat yang dalam lebih besar daripada panjang gelombang di tempat yang dangkal (1>2). Oleh karenav=f,maka cepat rambat gelombang di tempat yang dalam lebih besar daripada di tempat yang dangkal (v1> v2).

Gambar 1.19. Panjang gelombang di tempat yang dalam lebih besar daripada panjang gelombang di tempat yang dangkal (1>2)

Perubahan panjang gelombang menyebabkan pembelokan gelombang seperti diperlihatkan pada foto pembiasan gelombang lurus sewaktu gelombang lurus mengenai bidang batas antara tempat yang dalam ke tempat yang dangkal dalam suatu tangki riak Pembelokan gelombang dinamakanpembiasan.

Diagram pembiasan ditunjukkan pada Gambar 1.20. Mula-mula, muka gelombang datang dan muka gelombang bias dilukis sesuai dengan foto. Kemudian sinar datang dan sinar bias dilukis sebagai garis yang tegaklurus muka gelombang datang dan bias.

Selanjutnya, garis normal dilukis. Sudut antara sinar bias dan garis normal disebut sudut bias (diberi lambangr). Pada Gambar 1.20 tampak bahwa sudut bias di tempat yang dangkal lebih kecil daripada sudut datang di tempat yang dalam (r < i). Dapat disimpulkan bahwa sinar datang dari tempat yang dalam ke tempat yang dangkal sinar dibiaskan mendekati garis normal (r < i). Sebaliknya, sinar datang dari tempat yang dangkal ke tempat yang dalam dibiaskan menjauhi garis normal (r>i).

(d) Difraksi GelombangDi dalam suatu medium yang sama, gelombang merambat lurus. Oleh karena itu, gelombang lurus akan merambat ke seluruh medium dalam bentuk gelombang lurus juga. Hal ini tidak berlaku bila pada medium diberi penghalang atau rintangan berupa celah. Untuk ukuran celah yang tepat, gelombang yang datang dapat melentur setelah melalui celah tersebut. Lenturan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah dinamakandifraksi gelombang.Jika penghalang celah yang diberikan oleh lebar, maka difraksi tidak begitu jelas terlihat. Muka gelombang yang melalui celah hanya melentur di bagian tepi celah, seperti ditunjukkan pada gambar 1.22. Jika penghalang celah sempit, yaitu berukuran dekat dengan orde panjang gelombang, maka difraksi gelombang sangat jelas. Celah bertindak sebagai sumber gelombang berupa titik, dan muka gelombang yang melalui celah dipancarkan berbentuk lingkaran-lingkaran dengan celah tersebut sebagai pusatnya seperti ditunjukkan pada gambar 1.23.(e) Interferensi GelombangJika pada suatu tempat bertemu dua buah gelombang, maka resultan gelombang di tempat tersebut sama dengan jumlah dari kedua gelombang tersebut. Peristwa ini di sebut sebagaiprinsipsuperposisi linear. Gelombang-gelombang yang terpadu akan mempengaruhi medium. Nah, pengaruh yang ditimbulkan oleh gelombang-gelombang yang terpadu tersebut disebutinterferensi gelombang.Ketika mempelajari gelombang stasioner yang dihasilkan oleh superposisi antara gelombang datang dan gelombang pantul oleh ujung bebas atau ujung tetap, Anda dapatkan bahwa pada titik-titik tertentu, disebutperut, kedua gelombang salingmemperkuat(interferensi konstruktif), dan dihasilkan amplitudo paling besar, yaitu dua kali amplitudo semuala. Sedangkan pada titik-titik tertentu, disebutsimpul, kedua gelombangsaling memperlemahataumeniadakan(interferensi destruktif), dan dihasilkan amplitudo nol.Dengan menggunakan konsep fase, dapat kita katakan bahwainterferensi konstruktif(saling menguatkan) terjadi bila kedua gelombang yang berpadu memiliki fase yangsama. Amplitudo gelombang paduan sama dengan dua kali amplitudo tiap gelombang. Interferensi destruktif (saling meniadakan) terjadi bila kedua gelombang yang berpaduberlawananfase. Amplitudo gelombang paduan sama dengan nol. Interferensi konstruktif dan destruktif mudah dipahami dengan menggunakan ilustrasi pada Gambar 1.24.

n, difraksi, dan interferensi dapat terjadi pada gelombang tali (satu dimensi), gelombang permukaan air (dua dimensi), gelombang bunyi dan gelombang cahaya (tiga dimensi). Gelombang tali, gelombang permukaan air, dan gelombang cahaya adalah gelombang transversal, sedangkan gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal. Nah, ada satu sifat gelombang yang hanya dapat terjadi pada gelombang transversal, yaitupolarisasi. Jadi, polarisasi gelombangtidakdapat terjadi pada gelombang longitudinal, misalnya pada gelombang bunyi.Fenomena polarisasi cahaya ditemukan oleh Erasmus Bhartolinus pada tahun 1969. Dalam fenomena polarisasi cahaya, cahaya alami yang getarannya ke segala arah tetapi tegak lurus terhadap arah merambatnya (gelombang transversal) ketika melewati filter polarisasi, getaran horizontal diserap sedang getaran vertikal diserap sebagian (lihat Gambar 1.25). Cahaya alami yang getarannya ke segala arah di sebutcahaya tak terpolarisasi, sedang cahaya yang melewati polaroid hanya memiliki getaran pada satu arah saja, yaitu arah vertikal, disebutcahaya terpolarisasi linear.

Secara Umum Ciri-Ciri Gelombang adalah :

1.Dapat dipantulkan atau berbalik arah rambatannya(Pemantulan)2.Dapat dibiaskanatau dapat mengalami pembelokan arah rambatan (Pembiasan)3.Dapat di difraksikan atau dapat mengalami pelenturan.4.Dapatberinterferensiatau dapat berpadu (Penguatan atau Pelemahan)5.Dapat didisversikan atau diuraikan, contohnya cahaya putih (polykromatik) terurai menjadi cahaya monokromatik sbb : merah jingga kuning hijau biru - ungu (me ji ku hi bi u) setelah melewati prisma.6.Dapat dipolarisasikan (dapat mengalami pengutuban) ini khusus untuk gelombang transversal

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIKPengertian gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dalam perambatannya tidak memerlukan medium perantara. Cahaya yang kita nikmati setiap harinya adalah salah satu contoh gelombang elektromagnetik. Sifat gelombang elektromagnetik: Gelombang elektromagnetik dapat menjalar, melalui ruang hampa dengan kecepatan mendekati 300 juta meter per detik (m/s).Gelombang elektromagnetik terdiri atas medan listrik dan medan magnet, dan termasuk gelombang transversal. Gelombang elektromagnetik dihasilkan oleh getaran medan-medan listrik dan medan-medan magnet yang saling tegak lurus dan menghasilkan arah penjalaran gelombang saling tegak lurus satu dengan lainnya.Gelombang Radio dan tvGelombang radio dan televisi, memiliki frekuensi terkecil untuk semua spektrum gelombang elektromagnetik frekuensi dimulai dari 30 kHz . sumbernya adalah oscilator elektronik yang bergetar. Gelombang ini memiliki kegunaan serta dikelompokkan tergantung kepada panjang gelombangnya serta frekuensinya. Mulai dari alat komunikasi radio FM, Televisi serta telepon.Sinar inframerahSinar inframerah memiliki frekuensi 1011 Hz sampai 1014 Hz. Sinar ini tidak dapat dilihat oleh mata, hanya dapat dideteksi keberadaannya. Jika detektor didekatkan dengan sinar inframerah, maka detektor itu akan menunjukkan adanya pancaran sinar inframerah. Pemanfaatan pemantulan inframerah, antara lain digunakan pada pemanas air dalam rumah tangga serta dalam industri mobil untuk mempercepat pengeringan cat mobil.Cahaya TampakCahaya tampak memiliki panjang gelombang yang bervariasi, bergantung pada warnanya. Panjang gelombangnya berkisar dari 4.10-7 m sampai 7.10-7 m. Penggunaan cahaya tampak, misalnya sinar laser, yaitu pada bidang kedokteran dan telekomunikasi.Sinar UltravioletUltraviolet memiliki panjang gelombang lebih kecil daripada gelombang cahaya tampak, yaitu 10-9 m sampai 10-7 m. Sinar ini dapat dihasilkan oleh lapisan paling luar dari matahari. Sinar ultraviolet dapat memendarkan barium platina sianida dan menghitamkan pelat film. Jika kulit Anda terkena sinar ultraviolet secara terus-menerus, maka jaringan pada kulit Anda akan rusak. Untuk menghindari hal tersebut, pada siang hari biasanya orang menggunakan alat penutup kulit jika bepergian agar tidak terkena sinar ultraviolet secara langsung.Sinar-XSinar-X memiliki frekuensi antara 1016 Hz sampai 1020 Hz dan mempunyai daya tembus yang kuat. Karena daya tembusnya kuat, maka sinar-X digunakan di bidang kedokteran untuk memfoto jaringan tulang di dalam tubuh yang dikenal dengan foto Roentgen. Sinar-X memiliki sifat: merambat menurut garis lurus; tidak menyimpang dalam medan listrik dan medan magnet; dapat menembus bahan-bahan; menghitamkan pelat film; memendarkan beberapa bahan. Sinar GammaSinar gamma merupakan radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang sangat kecil, yaitu kurang dari 10 pm. Sinar gamma memiliki daya tembus sangat besar. Biasanya sinar ini digunakan untuk membunuh sel-sel kanker dan sterilisasi alat-alat kedokteran.