Gelombang adalah perambatan energi atau informasi melalui medium atau ruang tanpa perpindahan massa secara keseluruhan. Mereka dapat ditemukan dalam berbagai bentuk dan memiliki karakteristik khusus yang membedakan satu gelombang dari yang lain.
Gelombang adalah perambatan energi atau informasi melalui medium atau ruang tanpa perpindahan massa secara keseluruhan. Gelombang dapat ditemukan dalam berbagai bentuk, seperti gelombang suara, gelombang air, gelombang elektromagnetik, dan masih banyak lagi. Mereka dapat digambarkan oleh karakteristik seperti panjang gelombang, frekuensi, amplitudo, dan kecepatan perambatan. Gelombang memiliki peran penting dalam berbagai aspek kehidupan, dari komunikasi hingga ilmu pengetahuan.
Gelombang muncul karena osilasi dan getaran materi.
Apa itu gelombang?
Dalam fisika, perambatan energi (dan bukan massa) di ruang angkasa akibat gangguan beberapa sifat fisiknya, seperti massa jenis, tekanan, medan listrik, atau medan magnet, dikenal dengan istilah gelombang. Fenomena ini dapat terjadi di ruang kosong atau di ruang yang berisi materi (udara, air, tanah, dll).
Gelombang dihasilkan sebagai konsekuensi dari osilasi dan getaran materi, yang merambat dalam waktu seperti yang dijelaskan oleh Teori Gelombang , cabang fisika yang bertanggung jawab untuk memahami fenomena ini, yang sangat umum terjadi di alam semesta.
Menurut asal muasal gelombang atau sifat medium yang dilaluinya, pengaruh kemunculan dan karakteristiknya akan bergantung. Jadi, kita dapat berbicara tentang gelombang cahaya, gelombang suara, dll., yang masing-masing memiliki sifat fisik dan frekuensi yang berbeda, antara lain bergantung pada media perambatannya dan berapa banyak energi yang diangkutnya.
Beberapa gelombang, seperti gelombang suara, tidak dapat diangkut dalam ruang hampa; mereka memerlukan media fisik. Lainnya, seperti gelombang elektromagnetik, dapat melakukannya dengan sempurna dan cepat: beginilah cara kerja satelit buatan yang mengirimkan informasi kembali ke Bumi menggunakan gelombang mikro.
Lihat juga: Medan gravitasi
Pengertian Gelombang
Gelombang adalah osilasi atau getaran yang bergerak melalui ruang atau medium. Gelombang dapat dibedakan berdasarkan cara mereka merambat dan jenis energi yang mereka bawa. Secara umum, gelombang membawa energi dan informasi dari satu tempat ke tempat lain.
Jenis gelombang
Gelombang gravitasi adalah perubahan ruang-waktu.
Kita dapat mengklasifikasikan gelombang berdasarkan kriteria yang berbeda.
Menurut media penyebarannya :
- gelombang mekanik. Mereka memerlukan media elastis (cair, gas atau padat) dan kondisi suhu dan tekanan tertentu, agar dapat merambat secara efektif. Misalnya: gelombang bunyi yang merambat melalui udara atau air.
- Gelombang elektromagnetik. Mereka tidak memerlukan media karena dapat merambat dalam ruang hampa. Misalnya: ringan.
- Gelombang gravitasi. Perubahan ruang-waktu (baru-baru ini dikonfirmasi oleh sains).
Menurut periodisitasnya :
- Gelombang periodik. Mereka menghadirkan siklus yang berulang.
- Gelombang non-periodik. Mereka mempunyai siklus yang tidak teratur.
Sesuai dengan dimensinya :
- Gelombang satu dimensi. Mereka tersebar di satu dimensi dalam ruang.
- Gelombang dua dimensi. Mereka menyebar melalui dua dimensi dan juga sering disebut dangkal.
- Gelombang tiga dimensi. Mereka menyebar dalam tiga dimensi dan biasa disebut bola .
Menurut pergerakan medium :
- Gelombang memanjang. Partikel-partikel medium bergerak searah dengan arah rambat gelombang.
- Gelombang transversal. Partikel-partikel tersebut bergetar tegak lurus terhadap arah rambat gelombang.
Bagian dari gelombang
Gelombang terdiri dari bagian-bagian berikut:
- Puncak. Ini adalah titik maksimum dalam undulasi.
- Lembah. Ini adalah titik terendah dari suatu gelombang (kebalikan dari puncaknya).
- Periode. Ini adalah waktu yang dibutuhkan gelombang untuk berpindah dari satu puncak ke puncak berikutnya, yaitu berulang. Itu diwakili oleh huruf T.
- Amplitudo. Ini mewakili variasi maksimum perpindahan, jarak vertikal antara puncak dan titik tengah gelombang. Itu diwakili oleh huruf A.
- Frekuensi. Ini adalah berapa kali gelombang berulang dalam satuan waktu tertentu, oleh karena itu dihitung berdasarkan rumus f = 1/T . Dilambangkan dengan huruf f.
- Panjang gelombang. Ini adalah jarak antara dua puncak bergelombang yang berurutan. Dilambangkan dengan simbol λ (lamda).
- Siklus. Ini adalah undulasi yang lengkap, dari awal hingga akhir.
Sifat-Sifat Gelombang
- Panjang Gelombang (λ):
- Panjang gelombang adalah jarak antara dua titik yang berurutan pada fase yang sama dalam gelombang, seperti puncak ke puncak atau lembah ke lembah.
- Frekuensi (f):
- Frekuensi adalah jumlah osilasi atau gelombang yang melewati titik tertentu dalam satu detik. Satuan frekuensi adalah Hertz (Hz).
- Amplitudo:
- Amplitudo adalah besar maksimum dari gangguan atau getaran dari posisi keseimbangan. Amplitudo menentukan energi gelombang.
- Kecepatan Gelombang (v):
- Kecepatan gelombang adalah laju perambatan gelombang melalui medium. Kecepatan gelombang tergantung pada jenis gelombang dan sifat mediumnya.
- Perioda (T):
- Perioda adalah waktu yang diperlukan untuk satu siklus lengkap gelombang. Perioda berhubungan invers dengan frekuensi (T = 1/f).
- Interferensi:
- Interferensi adalah fenomena di mana dua atau lebih gelombang bertemu dan berinteraksi, menghasilkan pola baru. Interferensi dapat konstruktif (meningkatkan amplitudo) atau destruktif (mengurangi amplitudo).
- Difraksi:
- Difraksi adalah pembelokan gelombang ketika melewati celah atau rintangan. Difraksi lebih jelas terlihat ketika ukuran celah atau rintangan sebanding dengan panjang gelombang.
- Refraksi:
- Refraksi adalah perubahan arah perambatan gelombang ketika memasuki medium yang berbeda dengan kecepatan gelombang yang berbeda.
Bagaimana gelombang merambat?
Gelombang elektromagnetik tidak memerlukan media material untuk merambat.
Gelombang biasanya membutuhkan media material untuk merambat, meskipun ada juga yang dapat melakukannya dengan sempurna dalam ruang hampa (tergantung pada sifat gelombangnya).
Misalnya, gelombang elektromagnetik, yang merupakan osilasi medan listrik dan magnet dan merambat dengan kecepatan cahaya, tidak memerlukan media material untuk merambat.
Di sisi lain, gelombang mekanik memerlukan media fisik untuk merambat, seperti air, logam, atau udara. Misalnya ketika kita melempar batu ke dalam kolam, batu tersebut menimbulkan gelombang yang merambat melalui air.
Aplikasi Gelombang dalam Kehidupan Sehari-Hari dan Teknologi
- Komunikasi:
- Gelombang radio digunakan dalam berbagai aplikasi komunikasi, termasuk siaran radio, televisi, dan komunikasi seluler. Gelombang mikro digunakan dalam komunikasi satelit dan jaringan Wi-Fi.
- Medis:
- Gelombang ultrasonik digunakan dalam pencitraan medis (ultrasonografi) untuk melihat organ dalam tubuh. Gelombang elektromagnetik seperti sinar-X dan sinar gamma digunakan dalam diagnosis dan pengobatan kanker.
- Navigasi:
- Gelombang sonar digunakan dalam navigasi kapal selam dan penentuan kedalaman laut. Gelombang radar digunakan dalam navigasi pesawat dan sistem penghindaran tabrakan.
- Penerangan dan Penglihatan:
- Cahaya tampak adalah gelombang elektromagnetik yang memungkinkan kita melihat. Teknologi seperti laser digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk pembacaan barcode, operasi mata, dan komunikasi serat optik.
- Energi:
- Gelombang laut dapat digunakan sebagai sumber energi terbarukan melalui teknologi pembangkit listrik tenaga gelombang.
- Seismologi:
- Gelombang seismik digunakan untuk mempelajari struktur internal bumi dan mendeteksi gempa bumi. Informasi yang diperoleh dari gelombang seismik membantu dalam mitigasi bencana dan eksplorasi sumber daya alam.