LAPORAN PRAKTIKUM
Oleh:
Nama : Ni Kadek Diah Meilyanti
Nomor : 20
Kelas : XI MIA 8
SMA NEGERI 1 GIANYAR
TAHUN AJARAN
2015/2016
KATA PENGANTAR
Om swastyaastu.
Puji syukur saya
panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa
/ Ida Sang Hyang Widihi Wasa berkat rahmat – Nya laporan ini dapat di
selesaikan dalam rangka memenuhi tugas yang diperikan oleh Bapak selaku guru
pembimbing mata pelajaran fisika kelas XI Mia8.
Saya membuat laporan
ini dengan judul “karakteristik gelombang” . dengan tujuan untuk mengetahui
karakteristik gelombang. Pada kesempatan ini saya ingin mengucapkan terima
kasih kepada pihak – pihak yang telah mendukung pembuatan laporan ini antara
lain :
1.
Bapak selaku pembimbing mata pelajaran fisika di kelas XI Mia8
2.
Serta teman – teman XI Mia8
yang sudah membantu dan mendukung
lancarnya pembuatan laporan ini.
Namun demikian saya menyadari keterbatasan yang saya miliki
sehingga masih ada kekurangan dalam laporan ini. Oleh karena itu, saya
mengharapkan saran dan kritikan dari pembaca guna menyempurnakan laporan ini,
untuk pedoman dalam laporan selanjutnya. Akhir kata semoga laporan ini
bermaanfaat bagi kita semua. Sekian dan terima kasih.
Om Santih, Santih, Santih, Om
Penulis,
LAPORAN
HASIL PENGAMATAN
I.
Judul
‘Karakteristik dan Gejala Gelombang’
II.
Tujuan Praktikum :
Adapun tujuan
dari percobaan karakteristik dan gejala gelombang adalah sebagai berikut:
§ Mempelajari gejala difraksi gelombang pada dua celah
sempit.
§ Mempelajari gejala difraksi gelombang pada sebuah
celah sempit.
§ Mempelajari gejala pembiasan gelombang.
§ Mempelajari gejala pemantulan gelombang datar.
§ Mempelajari gejala pemantulan gelombang lengkung.
§ Mempelajari gejala interferensi dua gelombang yang
koheren.
III.
Alat dan Bahan :
-
Wadah baik air
-
Papan
-
Kaca
-
Lampu atau OHP
-
Air
-
Meja kerja
-
Katrol kecil
-
Neraca pegas
-
Benang nilon
-
Mistar 1 meter
IV.
Hasil Pengamatan
1.
Muka gelombang datar
Pada peristiwa pemantulan gelombang dikenal istilah
muka gelombang dan sinar gelombang. Muka gelombang (Front wave) didefinisikan sebagai tempat kedududkan titik
– titik yang memiliki fase yang sama pada gelombang. Dalam pengamatan, tangki
riak terdiri atas tangki air yang dasarnya terbuat dari kaca, motor listrik
sebagai sumber getar yang diletakkan di atas papan penggetar dan akan
menggetarkan papan penggetar yang berupa plat/keping untuk pembangkit gelombang
lurus dan pembangkit berbentuk bola kecil untuk membangkitkan gelombang
lingkaran. Di bawah tangki riak diletakkan kertas putih untuk mengamati bentuk
gelombang pada permukaan air. Puncak dan dasar gelombang akan terlihat pada
kertas putih (layar) berupa garis gelap dan terang.
Apabila dalam percobaan menggunakan keping getar, maka pada permukaan air
akan terlihat garis lurus yang bergerak ke tepi dan jika menggunakan bola
sebagai penggetarnya, maka pada permukaan akan timbul lingkaran-lingkaran yang
bergerak ke tepi. Sekumpulan garis-garis atau lingkaran-lingkaran itu yang
dinamakan front gelombang atau muka gelombang.
Tempat kedudukan titik yang mempunyai fase yang sama dengan jarak 1 λ, 2 λ,
3 λ, ..., dan seterusnya, sehingga jarak antar front gelombang yang saling
berdekatan sebesar 1 λ gambar diatas. Muka gelombang lurus seperti ditunjukkan
dalam gambar. Setiap gelombang merambat menurut arah tertentu. Arah rambatan
gelombang disebut sinar gelombang. Sinar gelombang arahnya selalu tegak lurus
muka gelombang.
2.
Muka
gelombang lingkaran
Apabila dalam percobaan menggunakan bola sebagai penggetarnya, maka pada
permukaan akan timbul lingkaran-lingkaran yang bergerak ke tepi. Sekumpulan
garis-garis atau lingkaran-lingkaran itu yang dinamakan front gelombang atau
muka gelombang. Seperti pada gambar hasil pengamatan berikut ini.
3.
Pemantulan
gelombang
Pemantulan (refleksi) adalah peristiwa
pengembalian seluruh atau sebagian dari suatu berkas partikel atau gelombang
bila berkas tersebut bertemu dengan bidang batas antara dua medium. Suatu garis
atau permukaan dalam medium dua atau tiga dimensi yang dilewati gelombang
disebut muka gelombang.
Untuk mengamati
pemantulan gelombang dapat dilakukan dengan menempatkan balok kaca atau logam
pada tangki riak sebagai penghalang gelombang yang mempunyai muka gelombang
lurus. Sinar gelombang tersebut akan dipantulkan pada saat mengenai dinding
penghalang tersebut. Dalam pemantulan gelombang tersebut berlaku hukum
pemantulan gelombang yaitu :
a. Sudut
datang gelombang sama dengan sudut pantul gelombang.
b. Gelombang
datang, gelombang pantul, dan garis normal terletak dalam satu bidang datar.
4.
Pembiasan
Pembiasan adalah
peristiwa dimana terjadinya pembelokan gelombang. Peristiwa pembelokan
gelombang terjadi karena perubahan panjang gelombang. Perubahan panjang
gelombang terjadi akibat gelombang menjalar atau merambat melalui dua medium
yang berbeda yang mana cepat rambat pada kedua medium itu berbeda.
Untuk mempelajari
pembiasan gelombang dapat dilakukan dengan menempatkan balok kaca atau logam
pada tangki riang yang seluruhnya berada di dalam air, sehingga akan membedakan
kedalaman permukaan air dalam tangki riak. Hal ini menggambarkan adanya dua
medium rambatan gelombang, permukaan dalam menggambarkan medium yang rapat dan
permukaan air yang dangkal menggambarkan medium yang kurang rapat. Sinar
gelombang yang melewati bidang batas antara kedalaman air terlihat dibelokkan
atau dibiaskan dimana front gelomangnya menjadi lebih rapat. Hal ini
menunjukkan adanya perubahan panjang gelombang, akan tetapi frekuensinya tetap
yaitu sama dengan frekuensi sumber getarnya.
Pembiasan ini akan
menyebabkan perbedaan cepat rambat gelombang dan panjang gelombang sesuai
dengan Hukum Sneillius pada peristiwa pembiasan yaitu :
·
Gelombang datang, garis normal, dan
gelombang bias berada pada satu bidang datar.
·
Perbandingan sinus sudut datang dengan
sinus sudut bias merupakan bilangan konstan yang disebut dengan indeks bias
bahan. Secara matematis dapatdirumuskan :
= konstan
n2-1= = = =
Keterangan :
i :
sudut datang gelombang
r :
sudut bias gelombang
n1 : indeks bias medium asal gelombang
n2 : indeks bias medium tujuan gelombang
n2-1 : indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1
v1 : cepat rambat gelombang pada medium 1 (m/s)
v2 : cepat rambat gelombang pada medium 2 (m/s)
1 : panjang gelombang pada medium 1
(m)
2 : panjang
gelombang pada medium 2 (m)
c : konstanta bias ( 3.108 ms-1)
5.
Difraksi
Difraksi yaitu
pelenturan gelombang. Untuk menunjukan adanya difraksi gelombang dapat
dilakukan dengan meletakkan penghalang pada tangki riak dengan penghalang yang
mempunyai celah, yang lebar celahnya dapat diatur. Difraksi gelombang adalah
peristiwa pembelokan atau penyebaran (lenturan) gelombang jika gelombang
tersebut melalui celah. Gejala difraksi akan semakin tampak jelas apabila lebar
celah semakin sempit. Dengan sifat inilah ruangan daalam rumah kita menjadi
terang pada siang hari dikarenakan ada lubang kecil pada genting. Serta suara
alunan musik dari tape recorder dapat sampai ke ruangan lain, meskipun kamar
tempat tape tersebut pintunya tertutup rapat.
6. Interfrensi
Interferensi adalah
penjumlahan superposisi dari gelombang cahaya atau lebih yang menimbulkan pola
gelombang yang baru. Interferensi mengacu kepada interaksi gelombang yang
saling berkorelasi dan koheren satu sama lain, karena cahaya tersebut berasal
dari sumber yang sama atau mempunyai frekuensi yang sama. Interferensi celah
ganda adalah perpaduan dua atau lebih sumber cahaya sehingga menghasilkan
keadaan yang lebih terang (interferensi maksimum) dan dalam keadaan yang gelap
(interferensi minimum). Interferensi celah ganda terjadi apabila cahaya
tersebut koheren. Koheren merupakan dua sumber cahaya atau lebih yang mempunyai
frekuensi, amplitudo, dan beda fase yang tetap.
Untuk mendapat cahaya
koheren dapat digunakan beberapa metode yaitu :
·
Percobaan cermin Fresnell.
·
Percobaan Young.
·
Cincin Newton.
·
Interferensi cahaya pada selaput tipis.
Pada gelombang tali,
jika dua buah gelombang tali merambat berlawanan arah, saat bertemu keduanya
melakukan interferensi. Setelah itu, masing-masing melanjutkan perjalanannya
seperti semula tanpa terpengaruh sedikit pun dengan peristiwa interferensi yang
baru dialaminya. Sifat khas ini hanya dimiliki oleh gelombang.
Jika dua buah gelombang
bergabung sedemikian rupa sehingga puncaknya tiba pada satu titik secara
bersamaan, amplitudo gelombang hasil gabungannya lebih besar dari gelombang
semula. Gabungan gelombang ini disebut saling menguatkan (konstruktif). Titik
yang mengalami interferensi seperti ini disebut perut gelombang. Akan tetapi,
jika puncak gelombang yang satu tiba pada suatu titik bersamaan dengan dasar
gelombang lain, amplitudo gabungannya minimum (sama dengan nol). Interferensi
seperti ini disebut interferensi saling melemahkan (destruktif). Interferensi
pada gelombang air dapat diamati dengan menggunakan tangki riak dengan dua
pembangkit gelombang lingkaran.
Berdasarkan gambar, S1
dan S2 merupakan sumber gelombang lingkaran yang berinterferensi. Garis tebal
(tidak putus-putus) menunjukkan muka gelombang yang terdiri atas puncak-puncak
gelombang, sedangkan garis putus-putus menunjukkan dasar-dasar gelombang.
Perpotongan garis tebal
dan garis putus-putus diberi tanda lingkaran kosong (O). Pada tangki riak,
garis sepanjang titik perpotongan itu berwarna agak gelap, yang menunjukkan
terjadinya interferensi yang saling melemahkan (destruktif). Di antara
garis-garis agak gelap, terdapat pitapita yang sangat terang dan gelap secara
bergantian. Pita sangat terang terjadi jika puncak dua gelombang bertemu
(perpotongan garis tebal), dan pita sangat gelap terjadi jika dasar dua
gelombang bertemu (perpotongan garis putus-putus). Titik-titik yang paling
terang pada pita terang dan titik-titik yang paling gelap pada pita gelap
merupakan titik-titik hasil interferensi saling menguatkan.
Interferensi ada dua
yaitu, interferensi maksimum dan interferensi minimum. Interferensi maksimum
terjadi apabila dua gelombang bertemu dan saling menguatkan, maka akan
terjadiinterferensi maksimum dan terbentuk pola garis terang. Pada celah ganda,
interferensi ini akan terjadi apabila kedua gelombang memiliki fase yang sama
(safase), yaitu apabila keduanya berfrekuensi sama dan titik-titik yang
bersesuaian berada pada tempat yang sama selama osilasi pada saat yang sama.
Interferensi saling menguatkan jika amplitudo resultan atau amplitudo superposisi
bernilai ±1. Dengan demikian :
cos = ±1
Hal ini terjadi saat θ = 0, 2π, 4π, ... dan
seterusnya.
Interferensi minimum terjadi apabila dua gelombang tidak bertemu,dan akan
saling meniadakan , sehingga terbentuk pola garis gelap. Interferensi ini terjadi
pada dua gelombang yang tidak sefase. Interferensi akan melemah jika amplitudo
resultan atau amplitudo hasil preposisi bernilai ±0. Dengan demikian :
cos = ±0
Hal ini terjadi saat θ = π, 3π,
5π, ... dan seterusnya.
7.
Polarisasi
Polarisasi adalah suatu peristiwa
perubahan arah getar gelombang pada cahaya yang acak menjadi satu arah getar.
Dari sumber lain mengatakan bahwa, polarisasi adalah peristiwa penyerapan arah
bidang getar dari gelombang. Gejala polarisasi hanya dapat dialami oleh
gelombang transversal saja, sedangkan gelombang longitudinal tidak mengalami
gejala polarisasi. Fakta bahwa cahaya dapat mengalami polarisasi sehingga
cahaya merupakan gelombang transversal.
Pada umumnya, gelombang
cahaya mempunyai banyak arah getar. Suatu gelombang yang mempunyai banyak arah
getar disebut gelombang tak terpolarisasi, sedangkan gelombang yang memiliki
satu arah getar disebut gelombang terpolarisasi. Gejala polarisasi dapat digambarkan
dengan gelombang yang terjadi pada tali yang dilewatkan pada celah. Apabila
tali digetarkan searah dengan celah maka gelombang pada tali dapat melewati
celah tersebut. Sebaliknya, jika tali digetarkan dengan arah tegak lurus celah
maka gelombang pada tali tidak bisa melewati celah tersebut.
8.
Gelombang
stasioner
Gelombang stasioner
disebut juga gelombang berdiri atau gelombang tegak. Gelombang stasioner
merupakan jenis gelombang yang bentuk gelombangnya tidak bergerak melalui
medium, namun tetap diam. Gelombang ini berlawanan dengan gelombang berjalan
atau gelombang merambat, yang bentuk gelombangnya bergerak melalui medium
dengan kelajuan gelombang. Gelombang diam dihasilkan bila suatu gelombang
berjalan dipantulkan kembali sepanjang lintasan sendiri.
Jika ujung tali O terus
menerus digetarkan, pada tali akan merambat gelombang ke kanan yang disebut
gelombang datang. Setelah mencapai titik P gelombang dipantulkan kembali ke O
yang disebut gelombang pantul.
Getaran tiap titik yang
dilalui oleh gelombang merupakan perpaduan (interferensi) antara gelombang
datang dengan gelombang pantul, dan menghasilkan gelombang baru yang disebut gelombang stasioner atau
gelombang berdiri.
Titik yang bergetar
dengan amplitudo terbesar diseebut simpul(s). Gelombang stasioner ini dapat
ditunjukkan dengan percobaan Melde.
Pemantulan gelombang
stasioner ada dua, yaitu :
1.
pemantulan ujung bebas
Pada ujung bebas, beda
fasenya adalah nol (∆x = 0) dan terjadi simpangan maksimum (perut).
a.
Persamaan simpangan pada ujung bebas
Keterangan :
yd = persamaan gelombang datang
yp = persamaan gelombang pantul
x = panjang tali dari ujung bebas (m)
f = frekuensi gelombang
λ = panjang gelombang (m)
A = amplitudo
yc = simpangan ujung
bebas di C (m)
L = panjang tali OB (m)
b. Amplitudo pada pemantulan ujung bebas
c. Syarat terjadi perut pada ujung bebas
Keterngan :
n = 0, 1, 2, 3...
xp = panjang tali saat
terjadi perut (m)
λ = panjang gelombang (m)
d. Syarat terjadi simpul pada ujung bebas
Keterangan :
n = 0, 1, 2, 3...
xs = panjang tali saat
terjadi perut (m)
2. Pemantulan ujunng tetap
Pada ujung tetap beda fasenya adalah 1/2(∆φ = ½) karena terjadi pembalikan
fase dan terjadi simpul.
a. Persamaan simpangan pada ujung tetap
Keterangan :
yc =
simpangan gelombang stasioener pada ujung tetap
x = panjang
tali dari ujung tetap (m)
λ = panjang
gelombang (m)
t = lama
gelombang bergetar (s)
L = panjang
tali OP (m)
b. Amplitudo pada pemantulan ujung tetap
c. Syarat terjadi perut di C
Keterangan :
n = 0, 1, 2,
3...
xp =
panjang tali saat terjadi perut (m)
d. Syarat terjadi simpul di C
Keterngan :
n = 0, 1, 2, 3...
xs = panjang tali saat
terjadi perut (m)
V.
KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang dapat ditarik
dari pengamatan yang telah dilakukan adalah sebagai berikut :
1. Pada
pengamatan tentang interferensi gelombang yang koheren diperoleh hasil, yaitu
bentuk gelombangnya semakin lama semakin besar, sudut interferensi gelombangnya
juga semakin lama akan semakin besar dan terbentuk sudut.
2. Pada
pengamatan tentang difraksi gelombang pada dua celah sempit diperoleh hasil,
yaitu pada gelombang keluaran dari dua celah sempit bentuk gelombangnya semakin
lama semakin besar.
3. Pada
pengamatan difraksi gelombang pada satu celah diperoleh hasil, yaitu terdapat gelombang
masuk (gelombang koheren) ketika gelombang melewati satu celah dan mengubah
gelombang menjadi gelombang tunggal.
4. Pada
pengamatan tentang pembiasan gelombang diperoleh hasil, yaitu gelombang yang
menuju bidang miring dipantulkan berlawanan arah dengan gelombang datang.
5. Pada
pengamatan tentang pemantulan ada bidang datar diperoleh hasil, yaitu gelombang
yang koheren dipantulkan sejajar dan sama besar dengan gelombang masuknya.
6. Pada
pengamatan tentang pemantulan pada bidang miring diperoleh hasil, yaitu
gelombaang koheren dipantulkan oleh sudut lengkungan dan gelombang pantulnya
akan menjadi dua gelombang yang terpisah
dan semakin lama akan terbentuk gelombang yang koheren pula.
VI.
Saran
Sebaiknya dalam melakukan
percobaan eksplorasi sifat-sifat gelombang pada bidang lebih hati-hati dan
teliti serta menggunakan kamera yang auto fokusnya bagus sehingga gambar yang
dihasilkan bagus dan data yang dihasilkan valid.