Fisika SMA: Difraksi Gelombang
Fisika SMA: Difraksi Gelombang - Bila sebagian gelombang membentur atau di batasi oleh suatu penghalang, maka penjalaran gelombang menjadi lebih rumit.
Bagian muka gelombang yang tidak terhalang tidak segitu saja menjalar dalam arah berkas lurus seperti yang kita perkirakan, gambar 1 menunjukkan gelombang bidang dalam tangki riak yang mengenai suatu perintang dengan lubang (celah) kecil.
Gelombang pada sebelah kanan perintang tidak terbatas hanya pada sudut sempit berkas dari sumber yang dapat melewati lubang, sebaliknya gelombang - gelombang tersebut menjadi lingkaran, seolah-olah ada sumber titik gelombang pada lubang tersebut.
Demikian juga, penjalaran gelombang sungguh berbeda dengan penjalaran aliran partikel, pada gambar 2 ini anak-anak panah menunjukkan aliran partikel yang mengenai perintang dengan lubang kecil, atau celah. Partikel - partikel yang menembus lubang ini akan terbatas hanya pada suatu sudut yang kecil, sedangkan pada gambar 3 anak-anak panah menunjukkan berkas - berkas yang menyatakan penjalaran gelombang lingkaran menuju perintang.
Setelah melewati perintang, berkas akan membelok melengkungi pinggir - pinggir lubang kecil tersebut. Pembelokan atau penyebaran gelombang karena melewati suatu celah kecil atau ujung sebuah penghalang disebut difraksi.
Tangki riak dapat digunakan untuk menunjukkan difraksi gelombang bidang dihasilkan dengan menggunakan sebuah batang penggetar, dan kemudian gelombang - gelombang bidang ini tiba pada celah yang kemudian akan di difraksikan. Seberapa meluasnya berkas - berkas didifraksikan bergantung pada lebar celah. Hal ini di ilustrasikan pada gambar 4.
Ketika lebar celah lebih besar dibandingkan dengan panjang gelombang dari berkas-berkas gelombang, efek difraksinya kecil. Ketika celah lebih sempit, efek difrkasinya menjadi lebih terlihat. Efek difraksi terbesar adalah saat lebar celah sama dengan panjang gelombang berkas. Namun jika celah diperkecil lagi, maka kita akan kesulitan untuk mengamati difraksi karena berkas-berkas gelombang yang datang sulit melewati celah.
Efek difraksi menghadirkan keterbatasan pada kemampuan untuk menentukan lokasi benda - benda kecil atau mengidentifikasi detail - detail dengan pemantulan gelombang dari benda - benda tersebut. Tidak akan terjadi refleksi (pemantulan) gelombang yang berarti kecuali benda setidaknya harus selebar panjang gelombang.
Jadi, tidak ada detail yang dapat di amati pada skala yang lebih kecil dari pada panjang gelombang yang digunakan. Karena panjang gelombang terkecil bunyi yang terdengar dengan lebih baik dari pada kurang lebih 2 cm. Karena itulah gelombang bunyi dengan frekuensi di atas 20000 Hz yang disebut gelombang ultrasonik, banyak digunakan oleh kapal-kapal untuk mendeteksi kapal - kapal selam dan benda - benda di bawah laut lainnya dengan sudut peranti yang disebut sonar (Sound Navigation and Ranging).
Sumber:
Foster, Bob, (2004). Fisika SMA Terpadu. Jakarta: Erlangga
Bagian muka gelombang yang tidak terhalang tidak segitu saja menjalar dalam arah berkas lurus seperti yang kita perkirakan, gambar 1 menunjukkan gelombang bidang dalam tangki riak yang mengenai suatu perintang dengan lubang (celah) kecil.
Gelombang pada sebelah kanan perintang tidak terbatas hanya pada sudut sempit berkas dari sumber yang dapat melewati lubang, sebaliknya gelombang - gelombang tersebut menjadi lingkaran, seolah-olah ada sumber titik gelombang pada lubang tersebut.
 |
| Gambar 1: Gelombang bidang dalam tangki riak mengenai suatu penghalang dengan lubang kecil |
 |
| Gambar 2: Pada celah sempit, berkas partikel yang ditransmisikan terbatas hanya pada sudut sempit |
 |
| Gambar 3: Gelombang ditransmisikan secara sirkular dengan sudut yang jauh lebih lebar dari pada partikel |
Tangki riak dapat digunakan untuk menunjukkan difraksi gelombang bidang dihasilkan dengan menggunakan sebuah batang penggetar, dan kemudian gelombang - gelombang bidang ini tiba pada celah yang kemudian akan di difraksikan. Seberapa meluasnya berkas - berkas didifraksikan bergantung pada lebar celah. Hal ini di ilustrasikan pada gambar 4.
Ketika lebar celah lebih besar dibandingkan dengan panjang gelombang dari berkas-berkas gelombang, efek difraksinya kecil. Ketika celah lebih sempit, efek difrkasinya menjadi lebih terlihat. Efek difraksi terbesar adalah saat lebar celah sama dengan panjang gelombang berkas. Namun jika celah diperkecil lagi, maka kita akan kesulitan untuk mengamati difraksi karena berkas-berkas gelombang yang datang sulit melewati celah.
 |
| Lebar celah mempengaruhi efek difraksi yang dihasilkan |
Jadi, tidak ada detail yang dapat di amati pada skala yang lebih kecil dari pada panjang gelombang yang digunakan. Karena panjang gelombang terkecil bunyi yang terdengar dengan lebih baik dari pada kurang lebih 2 cm. Karena itulah gelombang bunyi dengan frekuensi di atas 20000 Hz yang disebut gelombang ultrasonik, banyak digunakan oleh kapal-kapal untuk mendeteksi kapal - kapal selam dan benda - benda di bawah laut lainnya dengan sudut peranti yang disebut sonar (Sound Navigation and Ranging).
Sumber:
Foster, Bob, (2004). Fisika SMA Terpadu. Jakarta: Erlangga
Posting Komentar untuk "Fisika SMA: Difraksi Gelombang"
Berkomentarlah selayaknya manusia yang mempunyai pikiran dan selalu menjunjung tinggi relevansi topik yang dibahas.
Terima Kasih