9.6 Transmisi Dan Refleksi Gelombang.docx

Gelombang merupakan salah satu cara perpindahan energi. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak sinusoide. Gelombang memiliki sifat dualisme, yaitu dapat bersifat sebagai partikel dan gelombang. Gerak gelombang sangat erat kaitannya dengan gerak osilasi. Karakteristik gerak osilasi atau gerak yang berulang-ulang tersebut merupakan gerak yang bersifat periodik. Sifat-sifat Gelombang antara lain : • Refleksi (pemantulan) Menurut Hukum Snellius, gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal berada pada satu bidang dan sudut datang akan sama dengan sudut pantul. • Refraksi (Pembiasan Gelombang) Pembiasan gelombang adalah pembelokan arah lintasan gelombang setelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda • Interferensi Gelombang Intrerferensi gelombang akan terjadi pada dua buah gelombang yang koheren. • Difraksi Gelombang Peristiwa difraksi atau lenturan dapat terjadi jika sebuah gelombang melewati sebuah penghalang atau melewati sebuah celah sempit. • Dispersi Gelombang Dispersi adalah penyebaran bentuk gelombang ketika merambat melalui suatu medium. 9.6 Transmisi Gelombang dan Refleksi Gelombang Jika gelombang merambat dari medium 1 ke medium 2 yang berbeda jenisnya, maka akan terjadi Gelombang Transmisi dan Gelombang Refleksi. • Transmisi Gelombang adalah Gelombang yang diteruskan ke medium 2 • Refleksi Gelombang adalah Gelombang yang dipantulkan kembali ke medium 1 Bila suatu gelombang datang pada suatu permukaan batas yang memisahkan dua daerah dengan laju gelombang yang berbeda, maka sebagian gelombang akan dipantulkan (refleksi) dan sebagian lain akan ditransmisikan. Berkas yang terpantul membentuk sudut dengan garis normal permukaan yang besarnya sama dengan sudut berkas datang (berlaku untuk semua gelombang). Berkas yang ditransmisikan akan dibelokkan mendekat atau menjauh dari garis normal-bergantung pada apakah laju gelombang pada medium kedua lebih kecil atau lebih besar daripada laju gelombang dalam medium datang. Pembelokan berkas yang ditransmisikan disebut refraksi (pembiasan) (berlaku untuk semua gelombang). Pada proses pemantulan dan pembiasan gelombang dapat terpolarisasi sebagian atau seluruhnya oleh refleksi. Perbandingan intensitas cahaya yang dipantulkan dengan cahaya yang datang disebut reflektansi (R), sedangkan perbandingan intensitas cahaya yang ditransmisikan dengan cahaya datang disebut transmitansi (T). Fresnel menyelidiki dan merumuskan suatu persamaan koefisien refleksi dan koefisien transmisi yang dihasilkan oleh pemantulan dan pembiasan (Pedrotti, 1993). a. Transmisi gelombang merupakan sisa energi gelombang setelah melewati/menembus suatu struktur penahan gelombang. Gelombang transmisi sangat dipengaruhi pada karakteristik gelombang. Koefisien transmisi (t) adalah perbandingan amplitudo gelombang yang ditransmisikan dibandingkan gelombang datang. Pembelokan berkas yang ditransmisikan disebut refraksi (pembiasan). Pembiasan terjadi karena gelombang memasuki medium yang berbeda dan kecepatan gelombang pada medium awal dan medium yang dimasuki berbeda. Jika arah datang gelombang tidak sejajar dengan garis normal maka pembiasan menyebabkan pembelokan arah rambat gelombang. Gelombang air yang melalui daerah yang lebih dangkal mengalami perubahan kecepatan, sehingga terjadi pembiasan. Cahaya yang bergerak dari udara ke air mengalami pembiasan karena perbedaan kecepatan cahaya di udara dan di air. b. Pemantulan gelombang (Refleksi), terjadi pada saat sebuah gelombang yang merambat dalam suatu media sampai di bidang batas medium tersebut dengan media lainnya. Dengan demikian, Pemantulan (refleksi) sebuah gelombang adalah bidang batas antara dua medium yang berbeda. Koefisien refleksi (r) adalah perbandingan amplitudo gelombang pantul dibandingkan amplitudo gelombang datang.

Hukum pemantulan menyatakan bahwa sudut datang persis sama dengan sudut pantul, atau Өd = Өp A. Transmisi dan Refleksi pada Gelombang Mekanik Gelombang pada Tali/kawat Gelombang mekanik dapat menjalar sepanjang tali atau kawat bila direntangkan (diberi tegangan). Pada saat gelombang menjalar, setiap bagian tali melakukan gerakan vertikal. Gelombang tali yang merambat dan mencapai ujung tali memantul kembali ke arah yang berlawanan dengan gelombang datangnya, namun bentuk gelombang tidak berubah. Peristiwa ini disebut refleksi tali yang merambat ke medium yang berbeda sebagian akan direfleksikan dan sebagian lainnya akan ditransmisikan. sebuah tali yang ringan diikat ke tali yang lebih berat. Dapat dilihat bahwa sebagian energi dari gelombang datang direfleksikan dan sebagian lainnya ditransmisikan, dimana sebagian energi melewati batas medium (ikatan antara kedua tali). Pantulan dan transmisi pada ujung terikat dan ujung bebas • ujung terikat : Ketika gelombang berjalan mencapai ujung, beberapa atau semua gelombang dipantulkan; Ketika gelombang dipantulkan dari ujung terikat, pulsa gelombang akan dibalikkan (ada pembalikan fase); gelombang pantul mengalami pembalikan fasa 180o Yd = Asin (kx-wt) Yp = Asin(-kx- wt+1800) Ytotal = 2Acos wt sin kx Ujung Bebas : Ketika gelombang berjalan mencapai ujung, beberapa atau semua pulsa gelombang dipantulkan ; Ketika gelombang dipantulkan dari ujung bebas, pulsa gelombang tidak dibalikkan (tidak ada pembalikan fase) Yd= A sin(kx-wt) Yp = A sin(-kx- wt) Ytotal = -2A cos kx sin wt Gelombang Bunyi Berbicara, tentang substansi yang menjalar apabila gelombang bunyi mencapai tapal batas maka gelombang bunyi tersebut akan terbagi dua yaitu sebagian energi ditransmisikan/diteruskan dan sebagian lagi direfleksikan/dipantulkan. Suatu penelitian mengenai terjadinya penjalaran bunyi, mendeteksi dan penggunaan bunyi sangat penting untuk mengetahui lebih lanjut akan pengalihan energi mekanik (Giancoli, 1998). Gambar dibawah ini adalah perambatan gelombang bunyi pada kondisi medium yang berbeda. B. Transmisi dan Refleksi pada Gelombang elektromagnetik Gelombang elektromagnetik yang bersumber dari matahari dan bergerak menuju permukaan bumi dimanfaatkan sebagai dasar pengenalan obyek pada sistem penginderaan jauh pasif. Gelombang yang jatuh pada suatu permukaan obyek akan mengalami beberapa kejadian terhadap gelombang elektromagnetik tersebut. Sebagian dari gelombang elektromagnetik akan dipantulkan oleh permukaan obyek. Sebagian akan dihamburkan ke atmosfer yang berada di atasnya. Sebagian lagi akan diserap dan ditransmisikan ke balik permukaan obyek tersebut sebagai panas. Nilai pantulan, serapan, dan transmisi banyak dipengaruhi oleh sifat obyek atau benda. Pada benda hitam (black bodies), nilai serapan lebih besar dari pada nilai energi yang dipantulkan. Kebalikannya, pada benda putih, nilai energi yang diserap lebih sedikit daripada energi yang dipantulkan. Energi yang dihamburkan oleh obyek sangat dipengaruhi oleh tingkat kekasaran permukaan obyek. Pada permukaan obyek yang kasar, dimana tingkat kekasarannya lebih besar dari panjang gelombang yang jatuh pada permukaan tersebut, maka gelombang akan di hamburkan ke segala arah. Gelombang yang jatuh pada permukaan obyek dengan tingkat kekasaran permukaan lebih kecil dari panjang gelombang, maka akan terjadi pemantulan specular. Kondisi kekasaran dan sudut permukaan obyek mempengaruhi tipe pantulan yang akan terjadi. Beberapa tipe pantulan dapat digambarkan sebagai berikut :

Tipe Specular Pantulan tipe ini terjadi ketika gelombang elektromagnetik yang datang jatuh pada sebuah bidang datar dengan permukaan yang halus. Sudut pantulan memiliki besaran yang sama dengan sudut datang gelombang elektromagnetik tersebut pada permukaan. Tipe Lambertian (Diffuse) Pada tipe ini, gelombang elektromagnetik dipantulkan ke segala arah. Pantulan pada tipe ini terjadi ketika gelombang elektromagnetik jatuh pada permukaan yang kasar dengan permukaan yang menghadap ke segala arah. Tipe Corner Reflector Pantulan gelombang elektromagnetik akan berbalik kembali ke asal sumber gelombang tersebut. Pantulan ini terjadi ketika gelombang elektromagnetik jatuh pada dua bidang datar dan halus yang saling tegak lurus membentuk sudut 90 derajat. Transmisi dan refleksi pada Gelombang Cahaya. James Clerk Maxwell pada akhir abad ke-19, menyebut bahwa gelombang cahaya adalah gelombang elektromagnet, ia tidak memerlukan medium untuk merambat. Pada saat kita melakukan kajian tentang perambatan cahaya, maka cahaya diperlakukan sebagai gelombang. Untuk menjelaskan perambatan gelombang, kita gunakan konsep muka gelombang (wave front) dan sinar gelombang. Muka gelombang adalah tempat kedudukan titiktitik yang memiliki fase yang sama pada gelombang. Sinar gelombang adalah arah merambat suatu gelombang yang selalu tegak lurus pada muka gelombang. Dengan menggunakan model sinar, kita dapat menyelidiki dua aspek paling penting mengenai perambatan gelombang cahaya yaitu Refleksi dan Refraksi. Bila sebuah gelombang cahaya menumbuk sebuah antar muka (interface) halus yang memisahkan dua material transparan, maka pada umumnya gelombang sebagian direfleksikan dan sebagaian direfraksikan ( pembelokan berkas yang ditransmisikan )

Reitz, John P. 1993. Dasar Teori Listrik Magnet. Giancoli. 1998. Fisika. Jakarta: Penerbit Erlangga.