▷ Gelombang (fisika)

Artikel ini menjelaskan apa itu gelombang dalam fisika dan apa saja ciri-cirinya. Nah itulah tadi pengertian gelombang dalam fisika, contoh gelombang, apa saja unsur gelombang, dan terakhir apa saja jenis-jenis gelombang dalam fisika.

Apa yang dimaksud dengan gelombang dalam fisika?

Dalam fisika, gelombang adalah gangguan yang merambat melalui ruang dengan membawa energi tetapi tanpa mengangkut materi. Dengan kata lain, gelombang adalah suatu pergolakan yang merambat melalui suatu ruang yang setelah lewatnya gelombang tetap sama seperti keadaan awalnya.

Secara umum, gelombang yang dipelajari dalam fisika adalah gelombang harmonik dan periodik, yang berarti grafiknya berulang secara siklis dari waktu ke waktu dan dapat ditentukan oleh fungsi sinus atau kosinus.

Beberapa gelombang memerlukan media material untuk diangkut, sementara gelombang lainnya mampu diangkut dalam ruang hampa. Di bawah ini kita akan melihat apa saja jenis-jenis gelombang.

Contoh gelombang

Setelah kita mengetahui pengertian gelombang dalam fisika, mari kita lihat beberapa contoh gelombang sehari-hari untuk lebih memahami konsepnya.

Contoh gelombang:

Gelombang suara.
Riak yang dihasilkan pada permukaan air ketika batu dilempar.
Gelombang yang dihasilkan oleh getaran seutas tali.
Gelombang menyebar melintasi dermaga.
Gelombang elektromagnetik.

Elemen gelombang

Unsur-unsur atau bagian-bagian gelombang adalah:

Perpanjangan (y) : adalah jarak antara posisi gelombang dengan posisi setimbangnya.
Amplitudo (A) : adalah jarak antara perpanjangan maksimum dan posisi setimbangnya.
Puncak : masing-masing titik tertinggi gelombang.
Lembah : masing-masing titik terendah gelombang.
Siklus atau osilasi : merupakan lintasan gelombang dari satu titik ke titik ekuivalen berikutnya.
Panjang gelombang (λ) : adalah jarak yang memisahkan dua titik ekuivalen yang berurutan.
Periode (T) : adalah waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu getaran penuh.
Frekuensi (f) : adalah banyaknya osilasi atau getaran yang dilakukan gelombang per satuan waktu.

$f=\cfrac{1}{T}$

Frekuensi sudut (atau denyut) (ω) : ini adalah kecepatan gelombang melakukan osilasi.

$\omega=\cfrac{2\cdot \pi}{T}=2\cdot \pi \cdot f$

Bilangan gelombang (k) : didefinisikan sebagai banyaknya siklus yang dilakukan sepanjang 2π meter.

$k=\cfrac{2\cdot \pi}{\lambda}$

Kecepatan rambat (v) : ini adalah kecepatan rambat gelombang.

$v=\cfrac{\lambda}{T}=\cfrac{\omega}{k}$

persamaan gelombang

Dalam fisika, persamaan gelombang adalah y(x,t) = A sin(k x ± ω t + φ ₀ ). Rumus ini digunakan untuk menghitung perpanjangan gelombang pada posisi tertentu dan waktu tertentu.

$y(x,t)=A\cdot \text{sin}(k\cdot x\pm w\cdot t+\phi_0)$

Emas:

$y$

adalah perpanjangan gelombang.
$A$

adalah amplitudo gelombang.
$x$

adalah jarak dari titik yang diteliti ke asal gelombang.
$k$

adalah bilangan gelombang.
$\omega$

adalah frekuensi sudut atau pulsasi.
$t$

adalah momen waktu.
$\phi_0$

adalah fase awal gelombang.

Tanda di depan kecepatan sudut menentukan arah rambat gelombang. Jika tandanya negatif berarti gelombang merambat ke arah kanan, sebaliknya jika tanda positif berarti gelombang merambat ke kiri.

Catatan: Perlu diingat bahwa ada beberapa cara untuk menyatakan persamaan gelombang dalam fisika, sehingga dapat juga dinyatakan dengan fungsi kosinus. Namun, rumus yang paling banyak digunakan adalah fungsi yang dijelaskan dalam artikel ini.

Jenis gelombang

Dalam ilmu fisika terdapat beberapa cara untuk mengklasifikasikan gelombang, maka di bawah ini kita akan melihat apa saja jenis-jenis gelombang menurut kriteria yang digunakan untuk mengklasifikasikannya.

Menurut dimensi propagasi

Gelombang satu dimensi : gelombang merambat hanya dalam satu arah.
Gelombang dua dimensi : gelombang merambat dalam dua dimensi, yaitu sepanjang suatu permukaan.
Gelombang tiga dimensi : gelombang merambat dalam tiga dimensi, yaitu melalui ruang.

Tergantung pada arah osilasi

Gelombang longitudinal : arah getarnya sama dengan arah rambat gelombang.
Gelombang transversal : arah getarnya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.

Tergantung pada medianya

Gelombang Mekanik : Gelombang membutuhkan media material untuk merambat.
Gelombang elektromagnetik : gelombang dapat merambat dalam ruang hampa.

Menurut frekuensinya

Gelombang periodik : grafik gelombang berulang secara siklis.
Gelombang non-periodik : Gelombang berosilasi bebas tanpa mengikuti pola siklus.

Untuk penjelasan lebih detail serta contoh masing-masing jenis gelombang, klik link berikut:

➤ Lihat: Jenis-jenis gelombang dalam fisika