BUNYI SUMBER NADA SIFAT BUNYI EFFEK DOPPLER ENERGI BUNYI TARAF INTENSITAS
DEFINISI
KETERANGAN Sumber nada : DAWAI, PIPA ORGANA TERBUKA PIPA ORGANA TERTUTUP
MACAM GELOMBANG GELOMBANG MEKANIS
KETERANGAN Sifat Bunyi : PEMANTULAN, RESONANSI, INTERFERENSI PELAYANGAN
GELOMBANG BERJALAN TRANSVERSAL PERSAMAAN GELOMBANG BERJALAN GELOMBANG STASIONER
KECEPATAN GELOMBANG TRANSVERSAL KECEPATAN GELOMBANG LONGITUDINAL GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
SOAL 4
SOAL 1
SOAL 5
SOAL 2
DIFRAKSI CAHAYA
SOAL 6
SOAL 3
POLARISASI CAHAYA
IR. STEVANUS ARIANTO
INTERFERENSI CAHAYA
1
DEFINISI • Gelombang adalah suatu usikan (gangguan) pada sebuah benda, sehingga benda bergetar dan merambatkan energi.
MACAM GELOMBANG Gelombang dibedakan menjadi : • Gelombang Mekanis : Gelombang yang memerlukan medium untuk perambatannya. Contoh : Gelombang pada tali • Gelombang Elektromagnetis : Gelombang yang tidak memerlukan medium untuk perambatannya. Contoh : Gelombang pada cahaya
IR. STEVANUS ARIANTO
2
GELOMBANG MEKANIS GELOMBANG MEKANIS DIBEDAKAN : * GELOMBANG TRANSVERSAL.
* GELOMBANG LONGITUDINAL
•Arah getar tegak lurus arah rambatannya. •Berupa gunung dan lembah •Menentang perubahan bentuk •Merambat pada zat padat •Arah getar berimpit dengan arah rambatannya. •Berupa rapatan dan regangan •Menentang perubahan volume •Merambat pada zat padat, cair dan gas.
GELOMBANG BERJALAN TRANSVERSAL Bila sebuah partikel yang bergetar menggetarkan partikel-partikel lain yang berada disekitarnya, berarti getaran itu merambat. Getaran yang merambat disebut Gelombang Berjalan.
v . T atau
IR. STEVANUS ARIANTO
V f
3
PERSAMAAN GELOMBANG BERJALAN TRANSVERSAL Misal pada seutas tali yang panjang :
Dari titik P merambat getaran yang amplitudonya A, periodenya T dan cepat rambat getarannya v. Bila titik P telah bergetar t detik, simpangannya :
yp
A sin
t
A sin
2
t T
Dari P ke Q yang jaraknya x getaran memerlukan
x v
Jika waktu getar P < dari x/v maka titik Q masih diam Jika waktu getar P > dari x/v maka titik Q telah bergetar.
LANJUTAN PERSAMAAN GELOMBANG BERJALAN jadi ketika P telah bergetar t detik, titik Q baru bergetar t detik x ) detik. Simpangan Q saat itu : titik Q baru bergetar ( t v
yQ
A sin
2 ( t T
x ) v
Jadi persamaan gelombang berjalan adalah : y
A sin 2
(
t T
x
)
Perbedaan phase antara titik P dan Q adalah :
x
IR. STEVANUS ARIANTO
t T
x ) v
(t T
4
GELOMBANG STASIONER Gelombang Stasioner (gelombang diam) adalah : Gelombang hasil perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul. Ada dua macam yaitu :
* Ujung bebas.
SUPERPOSISI
* Ujung terikat.
Antara gelombang datang dan gelombang pantul sefase
Antara gelombang datang dan gelombang pantul berbeda fase 1/2
Perpaduan dua Gelombang dapat Dilukiskan di atas
WAKTU GETAR GELOMBANG STASIONER PADA UJUNG BEBAS.
Pada saat A digetarkan maka simpangannya : dan waktu getar A >
L
yA
2
A sin
T
x
tA
v
Jika titik C mengalami gelombang datang dan pantul maka : Titik C menggetar selama : t c1
t
Simpangan C pada saat itu :
yC1 A sin
L x 2 (t ) T v
yC1 A sin 2 (
L
x v
t L x ) T vT .
Titik C mengalami gelombang pantul selama :
IR. STEVANUS ARIANTO
Gelombang datang C
yC1 A sin 2 ( tC 2
( t
L
x v
t L x ) T
)
5
PERSAMAAN GELOMBANG STASIONER UJUNG BEBAS Karena
yC2 A sin
= 0 Maka simpangan gelombang pantul titik C adalah :
Lx 2 (t ) T v
yC2 A sin 2 (
t L x ) T vT .
yC2 A sin 2 (
t L x ) T
Hasil superposisi kedua gelombang adalah : yC = yC1 + yC2 jadi : yC
A sin
y C A {sin
yC
L
2 ( t T
2 ( t T
A . 2 sin 2
yC 2 A cos 2 (
x v
)
L
2 ( t T
A sin
x v
)
2 L x L x ) sin ( t )} v T v 2 t 2L 2x . 21 ( ) cos 2 . 12 ( ) T
x
)sin 2 (
Jarak simpul keujung pantul :
x
(2n
1) 14
Jarak perut keUjung pantul :
t L ) T
x
2 n(
1 ) 4
PERSAMAAN GELOMBANG STASIONER UJUNG TETAP Karena
= ½ Maka simpangan gelombang pantul titik C adalah :
L x
yC 2 A sin {2 ( t
)
y C2
}
A sin 2 (
t T
L x
)
Hasil superposisi kedua gelombang adalah : yC = yC1 + yC2 jadi :
y C A sin 2 ( t y C A {sin 2
yC
L x
( t
L x
A . 2 cos 2
y C 2 A sin 2 (
IR. STEVANUS ARIANTO
(
x
L x
) A sin 2 ( t
t T
) sin 2
L
L x
( t
x
).sin 2
).cos 2 (
t T
L
)
) )}
Jarak simpul keujung pantul :
x
2. n 41 .
Jarak perut keUjung pantul :
x
2n 1 . 14
6
KECEPATAN GELOMBANG TRANSVERSAL PERCOBAAN MELDE Percobaan Melde digunakan untuk menyelidiki cepat rambat gelombang transversal dalam dawai. Perhatikan gambar di bawah ini.
v v= F= = k=
F
m
cepat rambat gelombang dalam kawat (tali, dawai) gaya tegangan kawat massa persatuan panjang kawat faktor pembanding, yang dalam SI harga k = 1.
KECEPATAN GELOMBANG LONGITUDINAL. •Pada Zat Padat :
v
E = modulus young
E
E
stress P strain
F L
A Lo
F Lo A L
•Pada zat Gas: v gas =
P
=
RT M
P = tekanan ; =tetapan Laplace; =massa jenis gas R = tetapan gas umum, M = massa molekul relatif
IR. STEVANUS ARIANTO
7
BUNYI Bunyi merupakan salah satu contoh gelombang longitudinal Yang merambat dalam medium gas/udara. Dibedakan dalam 2 macam. •Desah : Bunyi yang tidak teratur contoh bunyi kain/kertas robek. •Nada : Bunyi yang teratur contoh bunyi alat musik. Bunyi yang dapat ditangkap telinga manusia : 20 Hz 20.000 Hz disebut : Ultrasonik Fenomena yang terjadi setiap benda yang bergerak mendekati Kecepatan bunyi di udara terdengar suara ledakan disebut : SONIC BOOM.
SUMBER NADA DAWAI. Nada dasar
v 2L
Nada atas pertama
v 2v = L 2L dari data di atas dapat disimpulkan : fo : f1 : f2 : . . . = 1 : 2 : 3 : . . .
fo =
fn
IR. STEVANUS ARIANTO
n 1 2L
F .A
f1 =
nada atas ke-n terdapat : ( n+2 ) simpul ( n+1 ) perut.
8
SUMBER NADA PIPA ORGANA TERBUKA b. Nada dasar : fo=
v 2L
C. Nada atas pertama : f1 =
.
v 2v = L 2L
3v d. Nada atas kedua : f2 = 2L
Dari data di atas dapat disimpulkan bahwa : fo : f1 : f2 : f3 : . . . = 1 : 2 : 3 : 4 : . . .
fn
n 1 v 2L
nada atas ke-n terdapat : ( n+2 ) perut ( n+1 ) simpul
SUMBER NADA PIPA ORGANA TERTUTUP a. Nada dasar : f0 =
v 4L
b. Nada atas pertama : f1 = c. Nada atas kedua : f2 =
3v 4L
5v 4 L
Dari data di atas dapat disimpulkan : fo : f1 : f2 : f3 : . . . = 1 : 3 : 5 : 7 : . . .
fn
IR. STEVANUS ARIANTO
2n 1 v 4L
nada atas ke-n terdapat : ( n+1 ) simpul ( n+1 ) perut
9
SIFAT-SIFAT BUNYI PEMANTULAN DAN RESONANSI •PEMANTULAN
•RESONANSI ln Yaitu : ikut bergetarnya suatu benda. Syarat : frekwensinya sama.
d = ½ v. tpp ( tpp = waktu pergi-pulang)
ln = (2n – 1) ¼ n mulai 1, 2, 3 …… resonansi ke-1 n=1 dan seterusnya
SIFAT BUNYI INTERFERENSI DAN PELAYANGAN •INTERFERENSI : Perpaduan dua buah sumber bunyi, hasilnya adalah : Bunyi yang lebih kuat dan bunyi yang lemah Beda fase keduanya adalah : ½ Dapat dibuktikan dengan percobaan pipa Quinke
•PELAYANGAN/BEAT : interferensi dua getaran harmonis yang sama arah getarnya, tetapi mempunyai perbedaan frekwensi sedikit sekali.
= / f1 - f2 / = jumlah layangan.
IR. STEVANUS ARIANTO
10
EFFEK DOPPLER Effek Doppler adalah peristiwa berubahnya harga frekwensi bunyi yang diterima oleh pendengar (P) dari frekwensi suatu sumber bunyi (S) apabila terjadi gerakan relatif antara P dan S.
f
v v
P
vP . f vS
S
Tanda + untuk vP dipakai bila pendengar bergerak mendekati sumber bunyi. Tanda - untuk vP dipakai bila pendengar bergerak menjauhi sumber bunyi. Tanda + untuk vS dipakai bila sumber bunyi bergerak menjauhi pendengar. Tanda - untuk vS dipakai bila sumber bunyi bergerak mendekati penengar. Jika terdapat angin dengan kecepatan va dan menuju pendengar maka v menjadi (v+va) Jika angin menjauhi pendengar maka v menjadi (v-va)
ENERGI BUNYI SETIAP GELOMBANG MERAMBATKAN ENERGI Rambatan bunyi adalah rambatan gelombang, sedangkan rambatan gelombang adalah salah satu bentuk rambatan energi. Makin besar energi bunyi yang diterima makin nyaring suara yang kita dengar. INTENSITAS BUNYI. Yang dimaksud dengan intensitas bunyi ialah : Besar energi bunyi tiap satuan waktu tiap satuan luas yang datang tegak lurus.
I
P A
I I1 : I 2
IR. STEVANUS ARIANTO
P 4 1 2 R1
I
R :
2
1 2 R2
= Intensitas bunyi dalam watt/m2 atau watt/cm2 A = Luas bidang bola dalam m2 atau cm2 P = Daya bunyi dalam J/det atau watt. R = Jarak titik ke sumber bunyi dalam meter
11
TARAF INTENSITAS Logaritma perbandingan intensitas bunyi dengan harga ambang pendengaran Intensitas bunyi terkecil yang masih merangsang pendengaran disebut harga ambang pendengaran, besarnya 10-12 watt/m2.
T I
log
I I0
TI DALAM BELL
ATAU
T I
10 log
I I0
TI DALAM DESIBELL
CONTOH SOAL 1 Y = 10 sin (3t – 0,25 x) adalah suatu persamaan gelombang transversal, x dan y dalam cm. Carilah kecepatan gelombang tersebut.
IR. STEVANUS ARIANTO
12
JAWABAN CONTOH SOAL 1 Y
10 sin(3t 0,25 x ) t x y A sin 2 ( ) T
y
10 sin 2 (
3t 2
0,25 x ) 2
A = 10 CM
t T
f
v 3 Hz 2
0,25 x 2 2 cm 0,25
v
3 t 2 2 det 3
T
x
.f 2 3 . 0,25 2
12cm / det
CONTOH SOAL 2 Suatu gelombang transversal mempunyai persamaan : Y = 10 cos 0,25 x sin 3t x dan y dalam cm Hitunglah kecepatan gelombang tersebut.
IR. STEVANUS ARIANTO
13
JAWABAN CONTOH SOAL 2 y
10 cos 0,25 x sin 3t
y
2 A cos 2
y
10 cos 2
x
x
sin 2 (
0,25 3t x sin 2 ( ) 2 2
0 , 25 x 2 2 0,25
t T
v
L
t T
)
2 det 3
T
.f
8cm
8.
3t 2 f
3 2
3 Hz 2
12
cm/ s
CONTOH SOAL 3 Suatu tali panjangnya 5 m, amplitudo 10 cm, ujung A digetarkan dan ujung B bebas, kecepatan getar A 4 m/s dan periodenya ½ detik. Titik C terletak 3 meter dari ujung A. carilah simpangan A dan simpangan C saat A telah bergetar : 1 c . 1 det ik a. ½ detik 3 b.
IR. STEVANUS ARIANTO
5 det ik 6
d .1
5 det ik 6
14
JAWABAN CONTOH SOAL 3a Checking waktu getar A terhadap :
1. 2.
l
X v
L
x v
1 det 2
tA
5 2 3 1 det 4 4 5 2 3 det 4 4
L
x v
maka :
yC = 0
tA ) T
yA
A sin 2 (
yA
1 10 sin 2 ( .2) 2
0
JAWABAN CONTOH SOAL 3b 5 det 6
tA yC yC
yC
A sin 2 (
x
5 3
3 ) 2
x v
,tA
L
x v
tA ) T
)
yA
3 ) 2
yA
5 10 sin 2 ( .2) 6
5 3cm
yA
10 sin 240 o
5 10 sin 2 ( .2 6
10 sin 2 (
IR. STEVANUS ARIANTO
t T
L
A sin 2 (
5 3cm
15
JAWABAN CONTOH SOAL 3c 1 1 det 3
tA
yC
t T
x
x v
yA
4 10 sin 2 ( .2) 3
5 3cm
yA
10 sin 240 o
4 10 sin 2 ( .2 3
A sin 2 (
tA ) T
3 ) 2
yC
3 ) 2
v
L
,t A
yA
A sin 2 (
8 3
x
)
yC
10 sin 2 (
L
5 3cm
JAWABAN CONTOH SOAL 3d 5 1 det 6
tA x
L
x v
t T
L
yC
2 A cos 2
yC
2 11 2.10 cos 2 sin 2 ( .2 2 6
5 ) 2
yC
2.10 cos 2
2 11 sin 2 ( 2 3
5 ) 2
yC
2.10 cos 2
IR. STEVANUS ARIANTO
sin 2 (
)
2 1 sin 2 (1 ) 2 6
, maka : yC
20.1.sin 60 o
10 3cm
yA
A sin 2 (
yA
10 sin 2 (
y A 10sin 240o
tA ) T
11 .2) 6 5 3cm
16
CONTOH SOAL 4 Sebuah sumber bunyi dari 700 Hz bergerak dengan kecepatan 20 m/s menjauhi seorang pengamat yang diam. Berapa frekwensi yang di dengar oleh pengamat jika terdapat angin yang bergerak dengan kecepatan 10 m/s searah sumber bunyi dan kecepatan bunyi 340 m/s.
JAWABAN CONTOH SOAL 4 Vangin
P
S
VS
V=0
IR. STEVANUS ARIANTO
fP
V Va 0 . fS V Va V S
fP
340 10 700 340 10 20
660 Hz
17
CONTOH SOAL 5 Sebuah pipa organa tertutup panjangnya 80 cm, ditiup dan menghasilkan nada atas kedua. Berapakah panjang pipa organa terbuka yang dapat menghasilkan nada atas pertama yang beresonansi dengan nada atas kedua pipa organa tertutup tersebut.
JAWABAN COTOH SOAL 5 Syarat Resonansi : frekuensi sama
f POtertutup 2n 1 V 4 L1 2.2 1 2.80
L2
IR. STEVANUS ARIANTO
f POterbuka n 1 V 2 L2 1 1 L2
64cm
18
CONTOH SOAL 6 Suatu sumber bunyi memancarkan energi ke segala arah. Jika jarak sumber bunyi terhadap pendengar dibuat lebih jauh empat kali jarak semula. Berapakah berkurangnya taraf intensitasnya ?
JAWABAN CONTOH SOAL 6 I1 : I 2
I1 : I 2
I1 : I 2
I1
IR. STEVANUS ARIANTO
1 R1
2
:
1 R2
2
1 1 : R1 2 ( 4 R1 ) 2
16 : 1
16I 2
TI
TI
10(log
I1 Io
10(log
TI 10(log TI
log
I2 ) Io
I1 I o . ) Io I2
16 I 2 ) I2
(40 log 2) dB
19
DEFINISI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK P E
v
E
SIFAT-SIFATNYA : B 1. Pola gelombang elektromagnetik sama dengan pola gelombang transversal dengan vektor perubahan medan listrik tegak lurus pada vektor perubahan medan magnet.
i
i v
B E
GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK ADALAH : Perubahan medan listrik dan medan magnet Secara periodik yang merambat kesegala jurusan.
E
Q 2. Gelombang elektromagnetik menunjukkan gejala-gejala : Pemantulan, pembiasan, difraksi, polarisasi seperti halnya pada cahaya 3. Diserap oleh konduktor dan diteruskan oleh isolator
HUKUM-HUKUM KELISTRIKAN DAN KEMAGNETAN Gelombang elektromagnet berdasarkan hukum-hukum kelistrikan dan kemagnetan.
COULOMB
: : Muatan listrik menghasilkan medan : listrik yang kuat. BIOTSAVART : : Aliran muatan (arus) listrik menghasilkan medan magnet disekitarnya. FARADAY : : Perubahan medan magnet (B) dapat menimbulkan medan listrik (E). : Perubahan medan listrik (E) dapat menimbulkan medan magnet (B). MAXWELL
IR. STEVANUS ARIANTO
20
KECEPATAN CAHAYA Maxwell mendukung teori Huygens bahwa cahaya merupaKan gelombang dan melalui perhitungan matematika yang Cermat, maka Maxwell sampai pada suatu kesimpulan bahWa kecepatan gelombang cahaya bergantung dari nilai Kelistrikan ( o) dan kemagnetan ( o) :
1 0.
c
1 .10 4 .9
o
0
4 .10
o
7
9
C Nm 2
weber Didapat : A.m
c 3.108 m / s Gejala gelombang elektromagnetik baru dapat ditunjukkan beberapa tahun setelah Maxwell meninggal oleh : H.R. Hertz
INTENSITAS GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Energi rata-rata per satuan luas yang dirambatkan oleh gelombang elektromagnetik. Intensitas tersebut sebanding dengan harga maksimum medan magnet (B) dan sebanding pula dengan harga maksimun medan listriknya (E). y y o E
z
B
x
E
E sin(kx
.t )
Bz
Bo sin(kx
.t )
s
E y .Bz o
IR. STEVANUS ARIANTO
21
INTENSITAS RATA-RATA GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Eo .Bo
s
sin 2 (kx
.t )
karena Eo c.Bo dan c
0
o
smax jika sin 2 (kx
.t ) 1
smin jika sin 2 (kx
.t ) 0
_
sm ax
s
s m in
s
Eo .Bo 2 o
0
Maka: 1 2 0 E0 c s 2 _
2
E0 2c 0 _ s . A.t (dalam joule) s
2 _
1
E
Contoh soal
CONTOH SOAL INTENSITAS GEM Sebuah stasiun radio menerima gelombang elektromagnetik sinusoida dari satelit pemancar dengan kekuatan 50 KW. Berapakah amplitudo maksimum kuat medan listrik yang diterima satelit jika jarak antena stasiun radio dan satelit 100 Km ?
IR. STEVANUS ARIANTO
22
JAWABAN CONTOH SOAL INTENSITAS G E M Dengan menganggap gelombang merambat ke segala arah. sehingga titik-titik yang berjarak sama dalam ruang berupa luasan bola : A = 4 R2
A 4 (10 5 ) 2 _
s E
P A
5.104 4 .1010
2.4 .10 7.3.108.
4 .1010 m 2 5 10 4
5 .10 4
6
6
watt m2
10
2
3N / C
SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
IR. STEVANUS ARIANTO
23
SPEKTRUM CAHAYA TAMPAK PANJANG GELOMBANG
FREKWENSI
INTERFERENSI CAHAYA Perpaduan dua atau lebih sumber cahaya sehingga menghasilkan keadaan yang lebih terang (interferensi maksimum) dan keadaan yang gelap (interferensi minimum). Syarat
: Cahaya tersebut harus koheren.
Koheren : Dua sumber cahaya atau lebih yang mempunyai frekwensi, amplitudo dan beda fase yang tetap. Ada dua macam interferensi cahaya :
Interferensi maksimum : Pada layar didapatkan garis terang Interferensi minimum : Pada layar didapatkan garis gelap
IR. STEVANUS ARIANTO
24
CERMIN FRESNELL
INTERFERENSI MAKSIMUM/TERANG
d.p l
(2k )
1 2
INTERFERENSI MINIMUM/GELAP
d.p l
(2 k
1)
1 2
PERCOBAAN YOUNG p
INTERFERENSI MAKSIMUM/TERANG
d. p l
(2k )
1 2
INTERFERENSI MINIMUM/GELAP
d. p l
(2k 1)
1 2
CONTOH SOAL
IR. STEVANUS ARIANTO
25
CINCIN NEWTON INTERFERENSI MAKSIMUM/TERANG
2 k
r
1 R (2k 1) 2
INTERFERENSI MINIMUM/GELAP
rk2
R (2 k )
1 2
CONTOH SOAL
INTERFERENSI PADA LAPISAN TIPIS INTERFERENSI MAKSIMUM/TERANG
2n ' d cos
(2k 1)
1 2
INTERFERENSI MINIMUM/GELAP
2n ' d cos
(2k )
1 2
Dalam kehidupan sehari-hari dapat dilihat pada peristiwa : Warna-warna cahaya yang dipantulkan oleh buih sabun. Warna-warna cahaya yang dipantulkan oleh lapisan minyak di atas permukaan air. CONTOH SOAL
IR. STEVANUS ARIANTO
26
DIFRAKSI CAHAYA CELAH TUNGGAL Peristiwa pembelokan arah sinar jika sinar tersenut mendapat halangan. Penghalang yang dipergunakan biasanya berupa kisi, yaitu celah sempit. Interferensi maksimum/terang
d sin
d
(2k 1)
1 2
Interferensi minimum/gelap
d sin
(2k )
1 2
PERBESARAN SISTEM ALAT OPTIK DIBATASI OLEH DIFRAKSI Dengan memperbesar bukaan Akan mengurangi ukuran pola DIFRAKSI ini. Pola-pola difraksi dari empat sumber titik dengan bulat didepan lensa
Menurut Kriteria Rayleigh : Dua benda titik dapat dipisahkan (dibedakan) Jika pusat dari pola difraksi benda titik pertama berimpit dengan minimum Pertama daripada difraksi benda titik kedua. dm Batas sudut resolusi atau DAYA URAI ALAT OPTIK : Sudut resolusi minimum : m sangat sin m 1,22 d’ Kecil, maka dm m m D
sin
m
m
IR. STEVANUS ARIANTO
m
1,22
D
L
S’
dm
tg
m
dm L
m
1,22
L D
1,22
L D
27
DIFRAKSI CAHAYA PADA KISI Kisi adalah kepingan kaca yang digores, menurut garis sejajar sehingga dapat bekerja sebagai celah yang banyak jumlahnya.
d
d
Interferensi maksimum/terang
d sin
(2k )
1 2
N
d = tetapan Kisi Banyak garis-garis persatuan Panjang.
Interferensi minimum/gelap
d sin
(2k 1)
1 2
CONTOH SOAL
POLARISASI Polarisasi cahaya adalah : Pengkutuban daripada arah getar dari gelombang transversal. (Dengan demikian tidak terjadi polarisasi pada gelombang longitudinal). Cahaya terpolarisasi dapat terjadi karena : Peristiwa pemantulan. Peristiwa pembiasan. Peristiwa pembiasan ganda. Peristiwa absorbsi selektif.
IR. STEVANUS ARIANTO
28
POLARISASI KARENA PEMANTULAN
Polarisasi linier terjadi bila cahaya yang datang pada cermin dengan sudut 570
POLARISASI KARENA PEMANTULAN DAN PEMBIASAN Polarisasi linier terjadi bila sinar pantul oleh benda bening dengan sinar bias membentuk sudut 900.
i r
n sin i n sin i
IR. STEVANUS ARIANTO
n 'sin r n 'cos i
90
n sin i tg i p
n' n
r
90 i
n 'sin(90 i) Persamaan ini disebut : HUKUM BREWSTER. Ditemukan oleh : David Brewster (1781-1868)
29
POLARISASI KARENA ABSORBSI SELEKTIF
I
I o cos
2
Persamaan di atas dikenal dengan HUKUM MALUS, diketemukan oleh Etienne Louis Malus pada tahun 1809.
EFFEK DOPPLER GELOMBANG ELEKTROMAGNET Gelombang elektromagnetik juga mengalami efek Doppler, Tetapi rumusannya berbeda dengan gelombang bunyi, karena: 1. Gelombang bunyi memerlukan medium untuk rambatannya, gelombang elektromagnetik tidak. 2. Kecepatan bunyi berperan penting karena kecepatan ini bergantung medium, pada gelombang elektromagnetik gerak relatif antara sumber gelombang dan pengamatnya berperan penting. Ketika gelombang elektromagnetik, sumber gelombang dan Pengamat, ketiganya bergerak sepanjang garis lurus yang Sama melalui vakum (atau udara), persamaan efek Dopplernya:
fp
v f s (1 rel ) c
IR. STEVANUS ARIANTO
fp = frekwensi yang diterima pengamat (Hz) fs = frekwensi yang dipancarkan sumber gelombang (Hz) Vrel = kecepatan relatif sumber dan pengamat C = kecepatan cahaya dalam vakum (3.108 m/s)
30
CONTOH SOAL INTERFERENSI PERCOBAAN YOUNG Dalam percobaan interferensi menurut Young digunakan dua celah yang berjarak 1 mm ditempatkan sejauh 200 cm dari sebuah layar. Apabila jarak garis terang ketiga dan garis gelap kedua adalah 1,68 mm. Hitunglah panjang gelombang yang digunakan.
JAWABAN CONTOH SOAL INTERFERENSI PERCOBAAN YOUNG
pt 3
pg 2 2.3(
3
IR. STEVANUS ARIANTO
1,68
2k (
1 ) 2 d
( 2k 1)( d
1 ) 2
1,68
1 1 )2000 (2.2 1)( )2000 2 2 1,68 1 1 1,68.10 3 3
1,68.10
3
5,6.10
4
o
mm 5.600 A
31
CONTOH SOAL INTERFERENSI PADA CINCIN NEWTON Berkas sejajar sinar kuning datang pada permukaan datar dan lensa plankonveks dengan arah tegak lurus ternyata lingkaran gelap cincin newton yang kesepuluh 6 mm jika digunakan panjang gelombang 6000 A, hitunglah jari-jari cincin gelap Newton yang ke-40.
JAWABAN CONTOH SOAL INTERFERENSI PADA CINCIN NEWTON r n2
R (2 k )
(6.10 3 ) 2 R r40
1 2
1 R (2.10) 6.000.10 2
10
6 meter 1 6.(2.40) .6000.10 2
10
r40 12.10 3 m 12 mm
IR. STEVANUS ARIANTO
32
CONTOH SOAL INTERFERENSI PADA SELAPUT TIPIS Keping gelas dengan ketebalan 0,4 mikrometer disinari cahaya polikromatik dengan arah tegak lurus pada keping. Indeks bias kaca 1,5, jika panjang gelombang cahaya tampak dan 400 nm < < 700 nm, maka hitunglah panjang gelombang cahaya tampak yang dipantulkan terang sekali.
JAWABAN CONTOH SOAL INTERFERENSI PADA SELAPUT TIPIS
1 (2k 1) 2
2n ' d cos r 2.1,5.0, 4.10
0, 48.10
IR. STEVANUS ARIANTO
6
6
(2.3 1)
meter
1 2
480 nm
33
CONTOH SOAL DIFRAKSI PADA KISI Untuk mengukur panjang gelombang sinar merah dilakukan percobaan sebagai berikut : Sinar kuning panjang gelombang 5800 A dijatuhkan tegak lurus pada suatu kisi. Pola difraksi diterima di layar yang jaraknya 4 m dari kisi. Garis terang orde pertama berjarak 58 cm dari garis terang pusat. Sesudah itu sinar merah dijatuhkan tegak lurus pada kisi. Ternyata garis terang orde pertama berjarak 65 cm dari garis terang pusat. Hitunglah panjang gelombang sinar merah tersebut.
JAWABAN CONTOH SOAL DIFRAKSI PADA KISI p
tg
8, 2504 d sin d sin 8, 2504o
0,1435d
IR. STEVANUS ARIANTO
o
58 400
0,145
d tg
o
1 (2k ) 2 1 (2.1) 5.800 2
5.800
40418,1185 A p
65 400
0,1625
9, 2299 o 404181185sin 9, 2299o
(2.1)
1 2
o
6482, 9169 A
34
PROFICIAT KAMU TELAH MENYELESAIKAN PELAJARAN INI YAITU TENTANG GELOMBANG DAN PERLU KAMU MENGERJAKAN TUGAS , DAN KAMU AKHIRI DENGAN MENGERJAKAN SOAL-SOAL WEB.
IR. STEVANUS ARIANTO
35