KATA PENGANTAR

Alhamdullilah, puji Syukur kami panjatkan kepada Allah SWT atas

rahmat dan hidyah-Nya kami dapat menyelesaikan modul Simulasi PhET

“Gelombang “.

Sesuai dengan judul modul dan penyajian. Modul ini kami tujukan untuk

menarik siswa SMP untuk mempelajari materi gelombang dengan simulasi.

Penyajian materi tidak berbelit-belit atau kompleks agar memudahkan siswa

memahami materi gelombang. Selain itu, penyajian materi dibantu dengan

PhET. PhET sendiri adalah simulasi yang dibuat oleh Universitas Colorado

untuk menggambarkan gelaja-gelaja sains.

Kami Ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu

penulisan modul ini. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam

penulisan modul ini. Karena itu saran dan kritik demi kesempurnaan modul

ini sangat kami harapkan.

April 2011

Tim penulis

PETA KONSEP

URAIAN MATERI

Gelombang

Ketika melihat gelombang pada kolam renang, seolah-lah tampak bahwa

gelombang tersebut membawa air keluar dari kolam. Atau ketika melihat

gelombang laut bergerak ke pantai, mungkin kamu berpikir gelombang

membawa air laut menuju ke pantai.

Sebenarnya yang kamu lihat adalah setiap partikel air tersebut berosilasi

(bergerak naik-turun terhadap titik setimbangnya). Jadi, air hanya berfungsi

sebagai medium bagi gelombang untuk merambat. Ombak dapat

menghancurkan rumah disekitarnya tentunya dikarenakan ombak memiliki

energi. Jadi, Gelombang merupakan energi yang merambat.

Gelombang sendiri dibagi ke dalam beberapa jenis. Setiap jenis gelombang

memiliki bentuk yang berbeda-beda.Kita telah mengetahui beberapa bentuk

gelombang, yaitu cahaya, dan gelombang pada air. Termasuk ke dalam jenis

apakah kedua gelombang tersebut? Mari kita simak penjelasan berikut.

1. Jenis-Jenis Gelombang

a. Berdasarkan arah rambat dan arah getar

Pertama, gelombang transversal yaitu gelombang yang arah rambat tegak

lurus pada arah getarnya. Contohnya gelombang air, tali dan cahaya.

Kedua, gelombang longitudinal yaitu gelombang yang arah rambat dan

arah getarnya sejajar. Contohnya gelombang pegas dan bunyi.

b. Berdasarkan mediumnya

Berdasarkan mediumnya, gelombang juga dapat dibagi menjadi dua.

Gelombang mekanik yaitu gelombang yang membutuhkan media dalam

merambat. Contohnya gelombang tali dan bunyi. Sedangkan gelombang

yang tidak membutuhkan media dalam merambat. Gelombang ini

dinamakan gelombang elektromagnetik. Contohnya cahaya, gelombang

radio dan sinar-X.

c. Berdasarkan amplitudonya

Berdasarkan amplitudonya, ternyata ada dua jenis juga. Ada gelombang

yang amplitudonya tetap yaitu gelombang berjalan. Dan ada gelombang

yang amplitudonya berubah sesuai posisinya yaitu gelombang stasioner

Uuntuk lebih memahami jenis-jenis gelombang, kerjakanlah

kegiatan berikut :

Kegiatan 1

1. Aktifkanlah PhET-Simulations-Physics-Sound and Waves-Wave Interference

2. Identifikasilah diantara gelombang berikut mana yang termasuk gelombang transversal dan mana yang longitudinala. Gelombang Bunyi termasuk ke dalam……………………………………..

Alasannya…………………………………………………………………………………b. Gelombang Air termasuk ke dalam…………………………………………..

Alasannya…………………………………………………………………………………c. Gelombang Cahaya termasuk ke dalam…………………………………….

Alasannya………………………………………………………………………………….3. Sebutkan contoh lain dari gelombang transversal dan longitudinal !

…………………………………………………………………………………………………………..………

2. Besaran Pada Gelombang

Tahukah kalian apa saja yang dapat kita ukur dalam gelombang?

Sebelumnya, mari kita mencari tahu apakan 1 gelombang itu.

Definisi satu gelombang pada gelombang transversal adalah jarak yang

sama antara dua puncak berurutan atau dua lembah berurutan. Sedangkan

pada gelombang longitudinal, satu gelombang merupakan jarak yang sama

dengan jarak antara dua pusat renggangan ataudua pusat rapatan yang

berdekatan.

Gelombang sebagai rambatan

energi getaran memiliki besaran-

besaran yang sama dan ada beberapa

tambahan.

a. Panjang Gelombang ()

Jarak yang ditempuh

untuk satu kali

gelombang, seperti

contoh diats disebut

panjang gelombang.

b. Frekuensi () dan Periode (T)

Frekuensi gelombang adalah banyaknya gelombang yang terjadi tiap detik.

Sedangkan periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk satu panjang

gelombang.

c. Cepat Rambat ()

Jarak yang ditempuh gelombang per satuan waktu disebut cepat rambat

gelombang.

3. Persamaan Umum Gelombang

Setiap gelombang memiliki periode (T), frekuensi (), dan cepat rambat

gelombang (). Hubungan ketiganya secara matematis dituliskan sebagi

berikut :

Keterangan :

: Cepat rambat gelombang (m/s)

: Frekuensi gelombang (Hz)

T : Periode gelombang (s)

: Panjang gelombang (m)

v=❑T

atau v=f

CONTOH SOAL

1. Dalam selang 4 sekon terbentuk 2 gelombang dan panjangnya 1 cm.

Berapa periode dan panjang gelombang tersebut?

Diketahui : t= 4s n = 2 X= 1 cm = 0,01 m

Ditanya : T, λ =?

Jawab :T= tn

= 4

2¿¿= 2 s

λ =Xn

= 0,01

2 = 0,005 m

2. Pada saat satu tetesan (one Drip) air, panjang gelombang yang dihasilkan

sebesar 0,5 cm dalam waktu 2 sekon. Berapa cepat rambat gelombang

tersebut?

Diketahui :λ = 0,5 cm = 5 x 10-3 m T = 2 s

Ditanya : v=?

Jawab :

V¿ λT

= 5× 10−3

2 = 2,5 x 10 -3 m

s

4. Sifat-Sifat Gelombang

a. Pemantulan gelombang

 Menurut Hukum Snellius, gelombang datang, gelombang pantul, dan

garis normal berada pada satu bidang dan sudut datang akan sama

dengan sudut pantul.

b. Pembiasan gelombang

 Pada pemantulan gelombang, gelombang yang tiba di batas medium

akan dipantulkan ke arah semula. Pada pembiasan, gelombang yang

mengenai bidang batas antara dua medium, sebagian akan dipantulkan

dan sebagian lagi akan diteruskan atau dibiaskan. Gelombang yang

dibiaskan ini akan mengalami pembelokan arah dari arah semula

tergantung pada mediumnya. Pada medium kedua, cepat rambat

gelombang mengalami perubahan dan perubahan ini pun tergantung

pada mediumnya. Dengan kata lain, pembiasan gelombang adalah

pembelokan arah lintasan gelombang etelah melewati bidang batas

antara dua medium yang berbeda.

c. Interferensi gelombang

Pertemuan kedua gelombang akan mengalami interferensi. jika

pertemuan kedua gelombang saling menguatkan, disebut interferensi

maksimum atau interferensi konstruktif. Peristiwa ini terjadi jika pada

titik pertemuan tersebut kedua gelombang sefase. Akan tetapi, jika

pertemuan gelombang saling melemahkan, disebut interferensi

minimum atau interferensi destruktif. Peristiwa ini terjadi jika pada

titik pertemuan tersebut kedua gelombangnya berlawanan fase.

Dua gelombang disebut .sefase. jika kedua gelombang tersebut

memiliki frekuensi sama dan pada setiap saat yang sama memiliki arah

simpangan yang sama pula. Adapun dua gelombang disebut

berlawanan fase, jika kedua gelombang tersebut memiliki frekuensi

sama, dan pada setiap seal yang sama memiliki arah simpangan yang

berlawanan.

d. Difraksi gelombang

Peristiwa difraksi atau lenturan dapat terjadi jika sebuah gelombang

melewati sebuah penghalang atau melewati sebuah celah sempit. Pada

suatu medium yang serba sama, gelombang akan merambat lurus. Akan

tetapi, jika pada medium tersebut gelomhang terhalangi, bentuk dan

arah perambatannya dapat berubah

e. Disperse gelombang

Perubahan bentuk gelombang ketika melewati suatu medium disebut

disperse gelombang.

Kegiatan 2

Aktifkanlah PhET-Simulations-Physics-Sound and Waves-Wave Interference

Letakkan penghalang pada masing-masing jenis gelombang Ubahlah penghalang:

Menjadi ‘one slit’Pengamatan :……………………………………………………………………………

Menjadi ‘two slit’ Pengamatan :…………………………………………………………………………… Dengan lebar celah diperbesar/diperkecil Pengamatan :…………………………………………………………………………… Dengan jarak penghalang dari sumber( mendekati/menjauhi) Pengamatan :……………………………………………………………………………

1 2

3 4

41

5 6 7

21 61

LATIHAN SOAL

1. Faktor penting yang mendukung

terbentuknya gelombang

transversal adalah

(A) gaya, tali elastis, dan tali

bersifat kelembaman

(B) energi, tali kendur, dan tali

bersifat kelembanan

(C) energi, tali kendur, dan tali

elastis

(D) gaya, energi, dan medium

lentur

2. Tali gelombang harus bersifat

kelembamam, sehingga akan

menghasilkan

(A) getaran yang tampak terlihat

(B) getaran yang harmonis

(C) getaran yang bergerak

(D) getaran yang merambat

3. Pada peristiwa perambatan

gelombang, maka yang

merambatnya adalah

(A) zat antara yang merambatnya

(B) gelombang yang

merambatnya

(C) materi benda yang

merambatnya

(D) semua unsure yang

merambatnya

4. Di bawah ini merupakan contoh

gelombang longitudinal, kecuali

(A) gelombang bunyi

(B) gelombang slinki yang

melintang

(C) gelombang slinki yang

searah dengan

kepanjangannya

(D) garpu tala yang digetarkan

Untuk soal nomor 5 – 8.

Perhatikan gambar!

5. Gambar di atas menyatakan

gelombang

(A)Medium

(B)Translasi

(C)Longitudinal

(D)Transversal

6. Angka yang menunjukkan

amplitudo adalah

(A)2 – 21

(B)1 – 21

(C)1 - 61

(D)1 – 3

7. Yang menyatakan satu

gelombang adalah

(A) 1 – 2 – 3 – 4 – 5

(B) 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6

(C) 2 – 3 – 4 – 5 – 7

(D) 2 – 21 dan 6 - 61

8. Yang disebut 1 gelombang,

terdiri dari

(A) 1 gunung 2 lembah

(B) 2 lembah 1 gunung

(C) 1 gunung 1 lembah

(D) 2 lembah 2 puncak

9. Di antara keempat

macam gelombang

di bawah ini yang

menunjukkan satu

gelombang penuh

adalah

(A) (C)

(B) (D)

10. Diagram yang

menunjukkan 0,5

gelombang

transversal adalah …

(A) (C)

(B) (D)

Rapatan(Rp)

Rapatan(Rp)

Rapatan(Rp)

Renggangan(Rg)

Renggangan(Rg)

Untuk soal nomor 11 – 13.

Perhatikan gambar!

11. Gambar tersebut adalah contoh

gelombang

(A) Longitudinal

(B) Periode

(C) Transversal

(D) Amplitudo

12. Yang menyatakan 1 gelombang

adalah

(A) Rp – Rg

(B) Rp – Rg – Rp

(C) Rg – Rg – Rp – Rp

(D) Rp – Rp – Rp - Rp

13. 1 gelombang terdiri dari

(A) 1 rapatan, 1 renggangan

(B) 1 renggangan, 1 rapatan

(C) 1 rapatan, 1 rapatan

(D) 2 rapatan, 1 renggangan

14. Keadaan materi medium yang

bisa dirambati gelombang

(A) Berpindah c.tidak

berpindah

(B) Bergerak d. berubah

15. Waktu yang diperlukan untuk 1

gelombang disebut

(A) Amplitudo

(B) Periode

(C) Frekuensi

(D) Hertz

PETUNJUK PENGGUNAAN PHET

WAVE INTERFERENCE

Tool-Tool pada Tool Box

ToolBox diatas menampilkan gelombang yang akan kita amati

Water untuk gelombang air

Sound untuk gelombang bunyi

Light untuk gelombang cahaya

Tampilan untuk gelombang bunyi

1. Tombol ON/OFF untuk

mengatur keluar tidaknya

tetesan air

2. Frequency untuk mengatur

jumlah tetesan air

3. Amplitud untuk mengatur

besar kecilnya tetesan

air/mengatur simpangan

terjauh gelombang

4. Garis putus-putus untuk

melihat posisi gelombang yang

diamati

Tampilan untuk gelombang bunyi

1. Tombol ON/OFF untuk mengatur ada tidaknya bungi

2. Frequency untuk mengatur frekunsi

3. Amplitude untuk mengatur besar amplitude

4. Grayscale/particle unttuk mengatur tampilan gelombang suara dalam

bentuk gelombang atau partikel

5. Garis putus-putus untuk melihat posisi gelombang yang diamati

Tampilan untuk gelombang cahaya

1. Tombol ON/OFF untuk mengatur ada tidaknya cahaya

2. Wavelength untuk mengatur panjang/warna gelombang yang diamati

3. Amplitude untuk mengatur amplitude

4. Show screen untuk menampilkan layar kemudian akan muncul intensity

graph untuk menampilkan grafik intensitas

5. Garis putus-putus untuk melihat posisi gelombang yang diamati

1. Measuring tape untuk mengukur panjang gelombang (memiliki fungsi

seperti penggaris)

2. Stopwatch untuk menghitung waktu

3. Add detector untuk melihat gelombang pada posisi satu titik

4. Resert all untuk mengulang percobaan dari awal

1. Rotate view untuk mengatur tampilan gelombang. Top jika

gelombang diamati secara horizontal, side jika gelombang di amati

secara vertical

2. One light/drips dan two light.drips untuk mengatur banyaknya

sumbergelombang

3. Spacing untuk mengatur jarak antar dua sumber gelombang

1. Untuk mengatur ada tidaknya celah dan jumlah celah

2. Slit width untuk mengatur lebarnya celah

3. Barrier location untuk mengatur letak celah dari sumber

4. Slit separation untuk mengatur jarak antar celah

5. Add wall untuk menambahkan penghalang

DAFTAR PUSTAKA

Kanginan, Marthen. 2004. Sains Fisika SMP. Jakarta: Eralangga.

Universitas Colorado. 200x. phet