BAB IPENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANGGelombang memiliki sifat-sifat yang berlaku
umum, yaitu pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), dispersi,
pelenturan (difraksi), perpaduan (interferensi), dan polarisasi.
Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering melihat sebuah gelombang
di air merambat dalam barisan gelombang yang lurus, seperti barisan
gelombang yang di pantai. Jika kita meletakkan penghalang benda
padat, misalnya pagar kayu yang rapat, yang menghalangi pergerakan
gelombang, kemudian kita memotong pagar tersebut, dan membuat
bukaan sempit di pagar, seperti sebuah pintu yang kecil, dari
bukaan tersebut, sebuah gelombang sirkular akan di mulai, dan akan
merambat ke berbagai tempat yang tidak garis lurus dari pembukaan
yang kita buat, tapi juga ke lokasi-lokasi yang ada di samping
pembukaan, sifat inilah disebut (sifat difraksi). Selain itu,
ketika kedua gelombang merambat pada bagian yang sama pada ruang
pada saat yang sama, dua buah gelombang misalnya saja pada
gelombang tali dimana pada gelombang tersebut merambat saling
mendekat, maka akan terjadi suatu interferensi gelombang,
interferensi gelombang yang terjadi disini dapat berupa
interferensi destruktif dan interferensi konstruktif.Tidak hanya
itu, ketika kita mengikat seutas tali dan kemudian digetarkan ke
segala arah dan celah dipasang secara vertikal, ternyata arah
getaran gelombang sama dengan arah posisi celah, yaitu arah
vertikal yang berupa gelombang tranversal dan tidak pernah berupa
gelombang longitudinal, peristiwa ini disebut sifat polarisasi.
Melalui makalah ini akan dijelaskan lebih rinci mengenai penyebab
maupun faktor-faktor yang mempengaruhi sifat-sifat gelombang yang
akan dijelaskan pada bab pembahasan selanjutnya.
1.2 Rumusan MasalahAdapun rumusan masalah dalam penulisan
makalah ini adalah sebagai berikut:1. Apakah yang dimaksud dengan
disperse gelombang?2. Apakah yang dimaksud dengan pemantulan
gelombang dan muka gelombang?3. Apakah yang dimaksud dengan
pembiasan gelombang dan menurunkan persaman umum pembiasan?4.
Apakah yang dimaksud dengan disfraksi gelombang dan factor yang
mempengaruhi disfraksi gelombang?
1.3 TujuanAdapun tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan
makalah ini adalah sebagai berikut:1. Menjelaskan tentang dispersi
gelombang dan menganalisis sudut disperse.2. Menganalisis
pemantulan gelombang dan menjelaskan tentang muka gelombang.3.
Menjelaskan tentang pembiasan gelombang dan menganalisi penurunan
persamaan umum pembiasan.4. Menjelaskan tentang disfraksi gelombang
dan mengetahui factor yang mempengaruhi disfraksi.
1.4 ManfaatAdapun manfaat yang ingin dicapai dalam penulisan
makalah ini, adalah sebagai berikut:1. Memberikan
pengetahuanmengenai sifat-sifat gelombang kususnya pada disperse
gelombang, pemantulan gelombang, pembiasan gelombang, disfraksi
gelombnag, interfrensi gelombang dan polirisasi gelombnag bagi
mahasiswa 2/B Jurusan Pendidikan Fisika Universitas Pendidikan
Ganesha.2. Menambah modul pembelajaran mengenai sifat-sifat
gelombang.3. Memberikan tambahan wawasan mengenai sifat-sifat
gelombang.
BAB IIPEMBAHASAN
2.1 DISPERSI GELOMBANGDispersi gelombang adalah perubahan bentuk
gelombang ketika gelombang merambat pada suatu medium.Medium nyata
yang gelombangnya merambat dapat disebut sebagai medium non
dispersi. Dalam medium non dispersi, gelombang mempertahankan
bentuknya. Contoh medium non disperse adalah udara sebagai medium
perambatan dari gelombang bunyi. Ketika kita 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 disperse pada gambar dibawah 2.1. Jadi, dispersi
gelombang adalah perubahan bentuk gelombang ketika gelombang
merambat suatu di medium.
Gambar 2.1.Kebanyakan medium nyata di mana gelombang merambat
dapat kita dekati sebagai medium non 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 yang terdapat dalam
vakum adalah nondispersi secara sempurna. Cahaya putih
(polikromatik) yang dirambatkan pada prisma kaca mengalami dispersi
sehingga membentuk spektrum warna-warna pelangi. Dispersi gelombang
yang terjadi dalam prisma kaca terjadi karena kaca termasuk medium
dispersi untuk gelombang cahaya.
Dispersi cahaya adalah penguraian cahaya putih atas komponen -
komponen warna pelangi. Dalam percobaan di laboratorium, penguraian
cahaya tersebut menggunakan sebuah kotak sinar dan sebuah prisma
kaca. Jika sebuah sinar yang keluar dari kotak diarahkan ke salah
satu bidang pembias prisma, maka sinar yang keluar dari bidang
prisma lainnya akan terpisah menjadi 7 warna pelangi. Dalam
kehidupan sehari hari , contoh penerapan dispersi adalah
pembentukan pelangi.selain itu, dispersi juga mempunyai pengertian
sebagai berikut:Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya
polikromarik (putih) menjadi cahaya-cahaya monokromatik (me, ji,
ku, hi, bi, ni, u) pada prisma lewat pembiasan atau
pembelokan.Halitumembuktikanbahwacahayaputihterdiriatasharmonisasiberbagaicahayawarnadenganpanjanggelombangyang
berbeda beda.
Pelangi adalah spektrum cahaya matahari yang diuraikan oleh
butir - butir air. Pelangi hanya dapat terlihat jika kita
membelakangi matahari dan hujan terjadi di depan kita. Jika
seberkas sinar matahari mengenai butir - butir air yang besar, maka
sinar itu akan dibiaskan oleh bagian depan permukaan air. Sinar
akan memasuki butir air. Sebagian kecil sinar akan dipantulkan oleh
bagian belakang butir air. Selamjutnya sinar pantul ini mengenai
permukaan depan dan dibiaskan oleh permukaan depan. Karena sinar
pantul ini dibiaskan, maka sinar ini pun diuraikan atas spektrum
spektrum matahari.Ketika cahaya merambat dalam suatu medium, maka
kecepatan rambat gelombang umumnya bergantung pada frekuensinya.
Dalam kaca misalnya, kecepatan rambat makin kecil bila panjang
gelombang nya makin kecil. Cahaya warna ungu merambat lebih lambat
daripada cahaya warna merah. Jika cahaya putih jatuh pada bidang
batas 2 medium dengan sudut tertentu, maka gelombang yang masuk ke
medium kedua mengalami pembiasan. Besarnya sudut bias bergantung
pada kecepatan rambat cahaya dalam medium tersebut.Karena gelombang
dengan frekuensi berbeda mempunyai v ( kecepatan) yang berbeda,
maka gelombang dengan frekuensi berbeda akan memiliki sudut bias
yang berbeda pula. Akibatnya, dalam medium kedua, berkas dengan
frekuensi yang berbeda bergerak dalam arah yang berbeda. Peristiwa
tersebut dapat dikatakan sebagai penguraian cahaya putih dari
spektrum - spektrum yang memiliki frekuensi yang berbeda atau
disebut dispersi.Sebuah prisma atau kisi kisi mempunyai kemampuan
untuk menguraikan cahaya menjadi warna warna spektralnya. Indeks
cahaya suatu bahan menentukan panjang gelombang cahaya yang dapat
diuraikan menjadi komponen - komponennya. Untuk cahaya ultraviolet
digunakan prisma dari Kristal, untuk cahaya putih digunakan prisma
dari kaca, dan untuk cahaya infrarot digunakan prisma dari garam
batu.Peristiwa dispersi ini terjadi karena perbedaan indeks bias
tiap warna cahaya. Cahaya berwarna merah mengalami deviasi terkecil
sedangkan warna ungu mengalami deviasi terbesar.
2.1.1 SUDUT DISPERSIBila cahaya putih (polikromatik) atau cahaya
matahari melewati suatu prisma maka cahaya yang keluar dari prisma
berupa spektrum cahaya matahari yang terdiri atas warna merah,
jingga, kuning, hijau, biru, nilla, dan ungu. Penguraian warna
polikromatik menjadi warna monokromatik yang disebabkan oleh
perbedaan cepat rambat dari masing masing warna disebut dengan
disperse. Setiap warna cahaya memiliki sududt deviasi minimum
masing masing. Selisih deviasi warna ungu dengan warna merah
disebut sudut dispersi. Jadi, lebar sudut disperse atau lebar
spectrum matahari dapat dinyatakan sebagai berikut:= (n- 1) - (nm-
1) atau= (n- nm )Dengan:n = indeks bias sinar ungunm = indeks bias
sinar merah = sudut disperse = sudut pembias prisma
Setiap warna mengalami pembiasan yang berbeda. Setiap warna
mengalami deviasi dari arah semula. Sudut yang dibentuk oleh sinar
yang keluar dengan sinar datang dinamakan sudu devisiasi .
Selisih sudut devisiasi ungu dengan sudut devisiasi merah
dinamakan sudut dispersi . untuk kondisi dimana terjadi devisiasi
menimum (D) dan sudut pembias kecil, maka berlaku hubungan sebagai
berikut : Devisiasi minimum = ungu ( Du)Devisiasi minimum = merah
(Dm)Sudut dispersi untuk kondisi ini adalah :
A. Susunan Prisma pandang lurusAdalah susunan prisma yang
menghilangkan devisiasi warna tertentu.Misalnya untuk sinar warna
kuning = Dk Dk = 0Sudut dispersi= u - m= (nu nm)
Keterangan :m = sudut deviasi merahu = sudut deviasi ungunu =
indeks bias untuk warna ungunm = indeks bias untuk warna merah
Catatan :Untuk menghilangkan dispersi antara sinar ungu dan
sinar merah kita gunakan susunan Prisma Akhromatik.
Ftot = F kerona - Fflinta = 0
Untuk menghilangkan deviasi suatu warna, misalnya hijau, kita
gunakan susunan prisma pandang lurus.
Dtot = Dkerona - Dflinta = 0
Besar sudut yang dibentuk antar sinar yang masuk ke prisma dan
yang keluar prisma disebut sudut defiasi yang besarnya dapat
ditulis sebagai berikut
Keterangan = Sudut pembiasan prismai = Besar sudut cahaya datang
ke prismar= Besar sudut cahaya saat meninggalkan prisma
2.2 PEMANTULAN GELOMBANGKetika sebuah gelombang menabrak sebuah
penghalang, atau sampai di ujung medium yang dirambatinya, sebagian
dari gelombang tersebut terpantul, seperti gelombang air yang
terpantul dari batu karang atau sisi kolam renang. Serta jika kita
mendengar teriakan yang dipantulkan dari tebing yang jauh yang
disebut gema. Berikut ini adalah contoh pemantulan pada gelombang
tali
Gambar ( 2.3 ) Pantulan dari pulsa gelombang pada tali ketika
ujung tali bebasGambar ( 2.4 ) Pantulan dari pulsa gelombang pada
tali ketika ujung tali tetap
A. PEMANTULAN GELOMBANG 1. Pemantulan pada ujung tetapDalam
keadaan di mana tali diikatkan erat pada penopang, saat sampai
ujung tetap, pulsa gelombang memberikan gaya pada penopang itu.
Akan tetapi, penopang dalam keadaan tegar dan tidak bergerak.
Menurut Hukum III Newton, penopang memberikan gaya yang sama
besarnya pada tali tapi berlawanan arah. Gaya reaksi ini
menghasilkan pulsa gelombang refleksi (pantulan) yang merambat
sepanjang tali dalam arah yang berlawanan dengan arah gelombang
datang. Jadi, pulsa gelombang yang menuju penopang telah
direfleksikan di titik ujung tetap tali. Gambar (2.3) menunjukkan
rangkaian peristiwa refleksi (pemantulan) gelombang pada ujung
tetap.Dalam hal ini, simpangan setiap titik pada tali merupakan
jumlah simpangan yang disebabkan oleh gelombang yang menuju titik
tetap dan gelombang refleksi. Karena ujungnya tetap, kedua
gelombang itu selalu berinterferensi destruktif sehingga memberikan
pergeseran nol di ujung tetap tersebut. Dengan demikian, gelombang
yang direfleksikan selalu berbeda fase sebesar 1800 dengan
gelombang yang menuju ujung tetap. Dengan kata lain, ketika terjadi
refleksi di ujung tetap, gelombang mengalami perubahan fase sebesar
1800.
2. Pemantulan pada ujung bebasBerbeda dengan refleksi pada ujung
tetap, gelombang yang menuju ujung bebas dan gelombang refleksi
akan berinterferensi konstruktif di titik itu. Jadi, gelombnag yang
direfleksiksn selalu sefase dengan gelombang datang. Dengan kata
lain, pada ujung bebas, gelombang yang direfleksikan tidak
mengalami perubahan fase. Andaikan sebagai ganti tali yang
diikatkan pada penopang, tali itu diikatkan pada tali yang berbeda
rapat massa liniernya. Pada titik batas yang menghubungkan kedua
tali itu, sebagian gelombang ditransmisikan dan sebagian lagi
direfleksikan. Jika tali kedua mempunyai rapat linier yang lebih
besar daripada tali pertama (Gambar 2.7), gelombang yang
direfleksikan kembali ke tali pertama masih akan mengalami
pergeseran fase sebesar 1800. Ketika pulsa gelombang ini mencapai
sambungan, ada bagian pulsa gelombang ditransmisikan ke tali kedua.
Amplitudo gelombang yang direfleksikan lebih kecil daripada
amplitude gelombang datang karena gelombang yang ditransmisikan
membawa sebagian energi gelombangnya.
2.2.1 Muka Gelombang (Front Wave)Muka Gelombang (front wave)
adalah permukaan-permukaan dimana melalui semua titik yang
mengalami gangguan dan dalam waktu tertentu akan memperlihatkan
pulsa menjalar yang berada dalam fase gerak yang sama. Dengan kata
lain, muka gelombang (front wave) dapat didefinisikan sebagai
tempat kedudukan titik-titik yang memiliki fase yang sama pada
gelombang. Muka gelombang dapat dibedakan menjadi dua, yaitu muka
gelombang berbentuk garis lurus (muka gelombang bidang) (Gambar
2.5) dan muka gelombang berbentuk lingkaran (Gambar 2.6).
Gambar 2.5 Muka gelombang bidang. (Sumber: Sifat Sifat Gelombang
12.1 - Crayonpedia.htm)Muka gelombang melingkar merambat terus ke
segala arah maka pada jarak yang jauh dari sumber gelombang, kita
akan melihat muka gelombang yang hampir lurus seperti halnya
gelombang air laut yang sampai di pantai. Muka gelombang (front
wave) yang seperti ini disebut sebagai muka gelombang bidang.
Gambar 2.6 Muka gelombang berbentuk lingkaran. (Sumber: Sifat
Sifat Gelombang 12.1 - Crayonpedia.htm)Gambar (2.6) disamping
menunjukkan lingkaran-lingkaran tersebut sebagai muka gelombang
(front wave). Jarak antara muka gelombang yang berdekatan sama
dengan satu gelombang (1) karena tempat kedudukan titik yang
mempunyai fase yang sama mempunyai jarak 1, 2,3, dan seterusnya.
Sinar gelombang adalah garis yang ditarik dengan tegak lurus
terhadap muka gelombang atau disebut arah merambat suatu gelombang.
Sinar gelombang pada gelombang lingkaran berbentuk garis lurus yang
berarah radial ke sumber gelombang.Untuk gelombang dua atau tiga
dimensi, seperti gelombang air, kita berhubungan dengan muka
gelombang yang dimaksudkan sebagai 1 lebar penuh puncak gelombang
(yang biasanya kita sebut sebagai gelombang, ketika berada di
pantai). Garis yang ditarik dengan arah gerak tegak lurus terhadap
muka gelombang disebut sinar gelombang, sebagaimana yang
ditunjukkan pada gambar (2.6). Perhatikan gambar (2.6), bahwa muka
gelombang yang jauh dari sumber telah kehilangan hampir semua
lengkungan mereka dan hampir lurus, sebagaimana gelombang laut,
gelombang yang hampir lurus ini disebut gelombang bidang. Untuk
pantulan gelombang bidang dua atau tiga dimensi seperti ditunjukkan
pada gambar (2.5), sudut yang dibuat gelombang datang terhadap
permukaan pantulan sama dengan sudut yang dibuat oleh gelombang
pantulan. Ini merupakan Hukum pantulan yang menyatakan bahwa, Sudut
pantulan sama dengan sudut datang. Sudut datang didefinisikan
sebagai sudut yang dibuat sinar datang terhadap garis yang tegak
lurus terhadap permukaan pantulan (atau yang dibuat muka gelombang
dengan tangen permukaan), dan. Sudut pantulan adalah sudut yang
sama tetapi untuk gelombang pantulan.B. Pemantulan Gelombang Oleh
Bidang Datar2.2.1 Pemantulan Gelombang Permukaan AirGelombang
permukaan air dapat berupa gelombang lurus atau gelombang
lingkaran. Pada Gambar (2.7), kita dapat menggambarkan muka
gelombang datang dan muka gelombang pantul. Dimana sudut datang (i)
sama dengan sudut pantul (r). Pernyataan inilah yang disebut dengan
Hukum pemantulan gelombang, yang berlaku untuk semua jenis
gelombang.Pemantulan gelombang pada tangki riak, pada pemantulan
ini diperoleh gelombang lingkaran yang pusatnya adalah sumber
gelombang S. Gelombang pantul yang dihasilkan oleh bidang lurus
juga berupa gelombang lingkaran S sebagai pusat lingkaran. Jarak S
ke bidang pantul sama dengan jarak s ke bidang pantul. Menurut
Hukum Snellius, gelombang datang, gelombang pantul, dan garis
normal berada pada satu bidang dan sudut datang (i) akan sama
dengan sudut pantul (r), seperti pada gambar (2.7).
Gambar (2.7) Hukum Pemantulan Gelombang (Hukum
Snellius).(Sumber: Gelombang_files/6-ba9791b940.jpg)
Contoh Soal dan Pembahasan:1. Sebuah pembangkit bola digetarkan
naik dan turun pada permukaan air dalam tangki riak dengan
frekuensi tertentu, menghasilkan gelombang lingkaran.Suatu keping
logam RQS bertindak sebagai perintang gelombang. Semua muka
gelombang pada Gambar 2.3 dihasilkan oleh pembangkit bola dalam
waktu 0,6 s. Perintang keping logam berjarak 0,015m dari sumber
gelombang P. Hitung (a) panjang gelombang, (b) frekuensi, dan (c)
cepat rambat gelombang.Pembahasan:(a) Jarak dua muka gelombang yang
berdekatan = 1.Dengan demikian, jarak PQ= 3(1)0,015 m = 3 = 0,005
m(b) Selang waktu yang diperlukan untuk menempuh dua muka gelombang
yang berdekatan =1/T, dengan T adalah 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.Frekuensi f adalah
kebalikan periode, sehingga:f = 1/(0,1s) = 10 Hz.(c) Cepat rambat v
=f = (0,005m)(10 Hz) = 0, 05 m/s.
2.2.2 Pemantulan gelombang lingkaran oleh bidang
datarBagaimanakah jika yang mengenai bidang datar adalah muka
gelombang lingkaran? Gambar (2.8) menunjukkan pemantulan gelombang
lingkaran sewaktu mengenai batang datar yang merintanginya. Gambar
(2.9) adalah adalah analisis dari Gambar (2.8). Sumber gelombang
datang adalah titik O. Dengan menggunakan hukum pemantulan
gelombang, yaitu sudut datang = sudut pantul, kita peroleh bayangan
O adalah I. Titik I merupakan sumber gelombang pantul sehingga muka
gelombang pantul adalah lingkaran-lingkaran yang berpusat di I,
seperti ditunjukkan pada Gambar (2.9).
Bayangan sumber gelombang datang O adalah I(sumber gelombang
pantul)
Pemantulan gelombang Lingkaran oleh bidang datar
2.3 PEMBIASAN GELOMBANG
2.3.1 PERSAMAAN PADA PEMBIASAN GELOMBANGUntuk keperluan
penurunan rumus, kita buat diagram skematik pembiasan seperti pada
Gambar 2.10
Gambar 2.10 Diagram skematik pembiasan. Medium 1 adalah
tempatyang dalam dan medium 2 adalah tempat yang dangkal.AP adalah
suatu muka gelombang dalam medium 1 yang memotong bidang batas di
titik A. Dalam waktu t gelombang dari P menempuh jarak v1t dan tiba
di titik B pada bidang batas yang memisahkan kedua medium dengan
sudut datang i. Pada waktu t yang sama, gelombang dari titik A
menempuh jarak v2t masuk ke dalam medium 2 dan tiba di titik B.
Muka gelombang baru BB tidak sejajar dengan muka gelombang AP
semula sebab cepat rambat v1 dan v2 berbeda (v2 < v1).Perhatikan
ABPsin1= sin1= AB = 1 = i, sehingga ;AB =
....................(i)Dengan cara yang sama, untuk DABB:sin2=
sin2= AB = 2 = r, sehingga ;AB = ....................(ii)Dengan
menyamakan ruas kanan persamaan (i) dan (ii) diperoleh: =
Jadi, persamaan umum yang berlaku untuk pembiasan gelombang
adalah : ...................................dengan: i = sudut
datangr = sudut biasv1 = cepat rambat gelombang dalam medium 1v2 =
cepat rambat gelombang dalam medium 2n = indeks bias medium 2
relatif terhadap medium 1.Perhatikan persaman di atas. Jika sinar
datang dari tempat yang dalam ke tempat yang dalam ke tempat yang
dalam ke tempat yang dangkal, maka:
sin i > sin r atau sin r < sin ir < iSudut bias <
sudut datang, dan hasil ini sesuai dengan Gambar 1.21.Jika indeks
bias medium 2 adalah n2 dan indeks bias medium 1 adalah n1, maka n
pada dapat ditulis . Selanjutnya, ambil sudut datang i = 1 dan
sudut bias r =2, maka persamaan 1.18, dapat ditulis:atau n1 sin1 =
n2 sin2Contoh Soal :Sebuah gelombang lurus datang pada bidang batas
antara dua medium dengan sudut datang 30o. Jika indeks bias medium
2 relatif terhadap medium 1 adalah , berapa sudut biasnya?
Penyelesaian:Diketahui :Sudut datang i = 30oIndeks bias n= =
Ditanya : r= ....?Jawab:Dengan menggunakan persamaan n1 sinq1 = n2
sinq2, maka diperoleh:sin1 = sin2sin 30o = sin r = sin rSin r = ,
atau r = 45o.
2.4 DIFRAKSI GELOMBANGDifraksi merupakan lenturan gelombang yang
disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah. Lenturan gelombang
yang dimaksud yaitu pada saat gelombang menemui sebuah penghalang
maka otomatis gelombang tersebut menabrak atau menumbuk sebuah
penghalang dimana akan ada gaya aksi-reaksi antara gelombang dengan
penghalang sehingga mengakibatkan adanya lenturan atau pantulan.
contohnya cahaya, karena adanya halangan. Semakin kecil halangan,
penyebaran gelombang semakin besar. Hal ini bisa diterangkan oleh
prinsip Huygens. Pada animasi pada gambar sebelah kanan atas
terlihat adanya pola gelap dan terang, hal itu disebabkan
wavelet-wavelet baru yang terbentuk di dalam celah sempit tersebut
saling berinterferensi satu sama lain.Gelombang-gelombang menyebar
sewaktu merambat dan ketika menemui penghalang, gelombang ini
berbelok mengitarinya dan memasuki daerah berikutnya seperti pada
Gb. 2.1.1 untuk gelombang air. Fenomena ini disebut difraksi
Gambar 2.11 Difraksi Gelombang.Difraksi (dan Lat.: diffringere;
pematahan). Pembelokan cahaya oleh penghalang. Bila seberkas
gelombang dengan sinar sejajar melalui suatu celah, maka sinar akan
melebar karena terjadi difraksi oleh celah tersebut. Difraksi
terjadi dengan kuat bila lebar celah tak banyak berbeda dengan
panjang gelombang. Difraksi terjadi pada semua gelombang, yaitu
gelombang pada permukaan air, gelombang bumi, cahaya, gelombang
mikro, dan sebagainya. Karena gelombang bunyi mempunyai panjang
gelombang antara 2 cm dan 20 m, yaitu kira-kira sama dengan ukuran
benda yang ada di sekitar kita, maka gelombang bunyi terdi fraksi
dengan kuat. Difraksi pada gelombang cahaya oleh celah sempit,
dapat diamati dengan mudah bila digunakan cahaya dengan sinan-sinar
yang sejajan dan kuat, misalnya sinar laser, dan digunakan celah
sempit kira-kira sepersepuluh milimeter, kemudian cahaya yang
keluar dan celah ditangkap dengan layan pada jarak 5 m dan celah.
Difraksi seperti mi disebut difnaksi Fraunhofer atau difnaksi medan
jauh. Bila jarak antara sumber dan celah, celah dan layar, atau
keduanya tak tenlalu besar, akan kita dapatkan pola bayangan yang
lain danipada difraksi Fnaunhofen. Difraksi yang terjadi pada
keadaan terakhir disebut difraksi Fresnel, diambil dan nama
Augustin Jaan Fresnel, yang pertama kali membahasnya secara
kuantitatif pada 1818. Peristiwa difraksi terjadi karena
penjumlahan atau interferensi gelombang-gelombang yang berasal dari
titik-titik di dalam celah. Bila celah sempit, maka pengaruh titik
bagian tepi adalah kuat, sehingga memberikan sinar arah yang masuk
daerah bayangan, yaitu membelok. Besarnya difraksi bergantung pada
panjang gelombang dan ukuran penghalang, seperti pada Gb.2.12.
Panjang gelombang yang ditunjukkan pada gambar merupakan jarak
antar satu gelombang dengan gelombang berikutnya, sedangkan ukuran
penghalang yang dimaksud adalah lebar celah yang dibentuk oleh
kedua benda yang dilewati gelombang. Jika panjang gelombang jauh
lebih besar dari benda tersebut, seperti halnya dengan bilah rumput
di Gb.2.12a, gelombang membelok mengitarinya seakan-akan rumput
tersebut tidak ada. Untuk benda yang lebih besarbagian (b) dan
(c)ada daerah bayangan di balik penghalang dimana kita tidak bisa
mengharapkan gelombang bisa menembus (tetapi bisa, paling tidak
sedikit). Tetapi perhatikan bagian (d), dimana penghalang sama
dengan (c) tetapi panjang gelombang lebih besar, sehingga difraksi
ke daerah bayangan lebih besar. Sebagai aturan praktis, hanya jika
panjang gelombang lebih kecil dari ukuran benda, aka nada daearah
bayangan yang cukup besar. Penting untuk dicatat bahwa aturan ini
berlaku juga untuk pantulan dari penghalang. Sangat sedikit dari
gelombang yang dipantulkan kecuali bila panjang gelombang lebih
kecil dari ukuran penghalang. Jadi, jika panjang gelombang lebih
besar dari ukuran benda, akan ada daerah bayangan yang cukup kecil
namun jika panjang gelombang lebih kecil dari ukuran penghalang,
akan ada daerah bayangan yang cukup besar.
Gambar 2.12 Gelombang air melewati benda dengan berbagai
ukuran.
Tuntunan kasar mengenai besarnya difraksi adalah (radian) =
Dimana secara kasar merupakan penyebaran sudut gelombang dibelakang
celah dengan lebar L atau mengitari penghalang dengan lebar
L.Gelombang dapat berbelok mengitari penghalangnya dan dengan
demikian membawa energi ke daerah di belakang penghambat tersebut,
hal ini jelas berbeda dengan energi yang dibawa partikel materi.
Kita ketahui bahwa suatu gelombang memiliki energi, dimana energi
yang dimiliki gelombang tersebut akan berubah ketika gelombang
telah menumbuk suatu penghalang. Energi gelombang tersebut akan
berkurang setelah menumbuk suatu penghalang. Contoh yang jelas
adalah sebagai berikut : jika Anda berdiri dibalik simpangan di
sisi sebuah gedung, Anda tidak bisa terkena oleh bola bisbol yang
dilempar dari sisi yang lain, tetapi Anda dapat mendengar teriakan
atau suara lain karena gelombang suara menyebar di
sisi-sisinya.
2.4.1 Beberapa Contoh Peristiwa Difraksi
Gambar 2.13(a) Difraksi Gelombang air Laut/sungai, (b) Cahaya
bila di jatuhkan pada celah sempit /penghalang, akan terjadi
peristiwa difraksi, dan (c) Difraksi pada gelombang air dilihat
dari atas
Difraksi cahaya yang dibentuk seperti warna pelangi
(MeJiKuHiBiU) terjadi karena untuk hasil difraksi yang dihasilkan
warna merah terjadi karena panjang gelombang cahayanya besar dan
frekuensinya kecil, untuk hasil difraksi warna jingga terjadi
karena panjang gelombang cahayanya lebih kecil dari panjang
gelombang yang mempunyai hasil difraksi warna merah dan
frekuensinya lebih besar dari frekuensi yang mempunyai difraksi
warna merah. Begitu juga seterusnya. sehingga difraksi yang
menghasilkan warna ungu memiliki panjang gelombang cahaya yang
lebih kecil dan memiliki frekuensi yang lebih besar dibandingkan
dengan hasil difraksi warna lainnya.
BAB IIIKESIMPULAN
Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa :1. Sesungguhnya
disperse merupakan bentuk pulsa yang berubah ketika pulsa merambat
sepanjang tali dan pulsa tersebar atau mengalami disperse. Jadi,
dispersi gelombang adalah perubahan bentuk gelombang ketika
gelombang merambat suatu medium.2. Menurut Hukum Snellius tentang
pembiasan: sinar datang garis normal dan sinar bias terletak pada
suatu hitungan datar dan sinar yang datang dari medium dengan
indeks bias kecil ke medium dengan indeks medium yang lebih besar
dibiaskan mendekati garis normal.3. Besarnya difraksi dapat
dipengaruhi oleh panjang gelombang dan ukuran penghalang. Jika
panjang gelombang lebih besar dari ukuran benda, akan ada dearah
bayangan yang cukup kecil namun jika panjang gelombang lebih kecil
dari ukuran penghalang, akan ada daerah bayangan yang cukup
besar.
SaranBerdasarkan pembahasan dalam makalah penulis, maka yang
dapat dijadikan saran adalah sebagai berikut:1. Mahasiswa hendaknya
menguasai dan memahami materi tentang gelombang yang kususnya
sifat-sifat gelombang mengenai disperse gelombnag, pemantulan
gelombang, pembisan gelombang, disfraksi gelombang, interfrensi
gelombang dan polarisasi gelombang. 2. Mahasiswa henhaknya mampu
menerapkan konsep sifat-sifat gelombang dalam kehidupan
sehari-hariDAFTAR PUSTAKA
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Edisi Kelima Jilid 1.
Erlangga: JakartaTipler.1998.Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1.
Edisi ketiga. Jakarta: ErlanggaSupiyanto.2006.Fisika untuk SMA/MA
Kelas XII Jilid 3.Jakarta: Phieta Anonim. 2010. Fenomena Difraksi
Online :
(http://tienkartina.wordpress.com/2010/08/13/difraksi-cahayapembelokan-cahaya/
diakses tanggal 21 Maret 2013)
25
