FI-1201 Fisika Dasar IIA

1
FI-1201Fisika Dasar IIA
Kuliah-16 Superposisi Gelombang
2
SUPERPOSISI GELOMBANG
3
Topik Kuliah ini

• Prinsip superposisi gelombang mekanik
• Refleksi dan Transmisi gelombang
• Gelombang berdiri

4
Penjalaran Gelombang

• Suatu fungsi matematik yang menggambarkan
  gelombang disebut fungsi gelombang.
• Salah satu bentuk fungsi gelombang

y is a function of the quantity (x - vt). y is a
function of two variables.
5
Penjalaran fungsi gelombang

• Gelombang yang merambat ke kiri dengan laju v
  dapat dinyatakan denga fungsi gelombang berikut

• Gelombang yang merambat ke kanan dengan laju v
  dapat dinyatakan denga fungsi gelombang berikut

6
Prinsip Superposisi

• Dua atau lebih gelombang yang saling tumpang
  tindih dalam ruang selama perjalanannya mempunyai
  perpindahan total yang merupakan jumlah vektor
  dari perpindahan individual masing-masing
  gelombang pada titik itu.
• Yr(x,t) y1(x,t)y2(x,t)yn(x,t)
• Gelombang yang memenuhi prinsip ini disebut
  linear waves. Sedangkan yang tidak memenuhi
  disebut nonlinear waves.

7
Superposisi Interferensi

• Superposisi dari dua atau lebih gelombang dalam
  ruang pada titik yang sama menghasilkan gelombang
  resultan yang disebut interferensi.

8
Ilustrasi Interferensi gelombang
Dua bola dilempar dalam kolam. Gelombang tidak
saling menghilangkan, malah saling menguatkan
satu sama lain.
9
Interferensi dua gelombang

• Amplitudo, panjang gelombang frekuensi sama.

10
Interferensi dua gelombang

• Aplitudo bergantung pada beda fasa, ?
• Jika ? 0 dan amplitudo 2A, disebut
  interferensi konstruktif
• Jika ? ? maka amplitudo 2A, dan kedua
  gelombang saling menghilangkan. Ini disebut
  interferensi destruktif

11
Interferensi dua gelombang
12
Interferensi konstruktif
13
(Interferensi konstruktif)
14
(Interferensi konstruktif)
Dua pulsa (gelombang) saling menguatkan satu sama
lain dan menghasilkan pulsa yang lebih
besar. Kita katakan kedua pulsa mengalami
Interference konstruktif.
15
(Interferensi konstruktif)
16
(Interferensi konstruktif)
Kedua pulsa menjalar tanpa saling mempengaruhi.
17
Interferensi destruktif
18
Interferensi destruktif
19
Interferensi destruktif
Dua pulsa (gelombang) saling menghilangkan satu
sama lain. Kita katakan kedua pulsa mengalami
Interference desstruktif. .
20
Interferensi destruktif
Kedua pulsa menjalar tanpa saling mempengaruhi.
21
Refleksi dan Transmisi dari Gelombang

• Ketika penjalaran gelombang mencapai suatu batas
  medium (misalnya, pada ujung tali, atau pada
  lokasi dimana terjadi perubahan medium), sebagian
  atau seluruh gelombang akan dipantulkan
  (direfleksikan). Sebagian dari gelombang yang
  tidak dipantulkan disebut ditransmisikan
  melewati batas.

22
Refleksi Gelombang pada ujung tetap
Refleksi dari suatu pulsa gelombang pada ujung
tetap dari tali yang digetarkan. Pulsa yang
dipantulkan adalah terbalik, tetapi bentuknya
tetap sama
23
Refleksi pada ujung bebas
Refleksi dari suatu pulsa gelombang pada ujung
bebas dari tali yang digetarkan. Pulsa yang
dipantulkan adalah tidak terbalik.
24
Transmisi gelombang
Transmisi gelombang. (a) Sebuah pulsa menjalar ke
kanan pada suatu tali ringan yang dihubungkan
dengan suatu tali yang lebih berat (b) Sebagian
dari pulsa yg datang akan dipantulkan (dan
terbalik), dan sebagian lagi diteruskan
(ditransmisikan) kepada tali yang lebih berat.
25
Transmisi gelombang
Transmisi gelombang (a) Sebuah pulsa menjalar ke
kanan pada suatu tali berat yang dihubungkan
dengan suatu tali yang lebih ringan (b) Sebagian
dari pulsa yg datang akan dipantulkan tapi tidak
terbalik.
26
Gelombang berdiri (Standing Waves)

• Dua gelombang yg sama, menjalar dalam arah
  berlawanan

k bilangan gelombang 2p / l
27
Gelombang berdiri
28
Gelombang berdiri

• Syarat batas untuk menentukan panjang gelombang
• y 0, pada x 0 dan x L untuk semua t.
• sin(kL) 0
• kn np/L untuk n 1, 2, 3,
• Karena k 2p/l, maka
• ln 2p/ kn
• 2L/n untuk n 1, 2, 3,