Macam-macam Gelombang dan Aplikasinya

Gelombang adalah getaran yang merambat melalui medium. Akan tetapi, tidak semua gelombang memerlukan medium perambatan. Gelombang yang memerlukan medium perambatan disebut gelombang mekanik, contohnya; gelombang pada slinki, gelombang permukaan air, dan gelombang bunyi. Gelombang yang tak memerlukan medium perambatan disebut gelombang elektromagnetik, contohnya; gelombang cahaya, gelombang radio, dan sinar X. Dengan kata lain gelombang elektromagnet dapat merambat melalui vakum (hampa udara),sedangkan gelombang mekanik tidak .

Jenis-Jenis Gelombang :

Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik merupakan gelomba

ng yang membutuhkan medium untuk berpindah tempat. Gelombang laut, gelombang tali atau gelombang bunyi termasuk dalam gelombang mekanik. Kita dapat menyaksikan gulungan gelombang laut karena gelombang menggunakan laut sebagai perantara. Kita bisa mendengarkan musik karena gelombang bunyi merambat melalui udara hingga sampai ke telinga kita. Tanpa udara kita tidak akan mendengarkan bunyi. Dalam hal ini udara berperan sebagai medium perambatan bagi gelombang bunyi.

Gelombang mekanik terdiri dari dua jenis, yakni gelombang transversal (transverse wave) dan gelombang longitudinal (longitudinal wave).

Gelombang Transversal

Suatu gelombang dapat dikelompokkan menjadi gelombang trasnversal jika partikel-partikel mediumnya bergetar ke atas dan ke bawah dalam arah tegak lurus terhadap gerak gelombang. Contoh gelombang transversal adalah gelombang tali. Ketika kita menggerakan tali naik turun, tampak bahwa tali bergerak naik turun dalam arah tegak lurus dengan arah gerak gelombang. Bentuk gelombang transversal tampak seperti gambar di bawah.

 

Berdasarkan gambar di atas, tampak bahwa gelombang merambat ke kanan pada bidang horisontal, sedangkan arah getaran naik-turun pada bidang vertikal. Garis putus-putus yang digambarkan di ten

gah sepanjang arah rambat gelombang menyatakan posisi setimbang medium (misalnya tali atau air). Titik tertinggi gelombang disebut puncak sedangkan titik terendah disebut lembah. Amplitudo adalah ketinggian maksimum puncak atau kedalaman maksimum lembah, diukur dari posisi setimbang. Jarak dari dua titik yang sama dan berurutan pada gelombang disebut panjang gelombang (disebut lambda - huruf yunani). Panjang gelombang juga bisa juga dianggap sebagai jarak dari puncak ke puncak atau jarak dari lembah ke lembah. 

Gelombang Longitudinal

Selain gelombang transversal, terdapat juga gelombang longitudinal. Jika pada gelombang transversal arah getaran medium tegak lurus arah rambatan, maka pada gelombang longitudinal, arah getaran medium sejajar dengan arah rambat gelombang. Jika dirimu bingung dengan penjelasan ini, bayangkanlah getaran sebuah pegas. Perhatikan gambar di bawah

 

Pada gambar di atas tampak bahwa arah getaran sejajar dengan arah rambatan gelombang. Serangkaian rapatan dan regangan merambat sepanjang pegas. Rapatan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling mendekat, sedangkan regangan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling menjahui. Jika gelombang tranversal memiliki pola berupa puncak dan lembah, maka gelombang longitudinal terdiri dari pola rapatan dan regangan. Panjang gelombang adalah jarak antara rapatan yang berurutan atau regangan yang berurutan. Yang dimaksudkan di sini adalah jarak dari dua titik yang sama dan berurutan pada rapatan atau regangan (lihat contoh pada gambar di atas).

Salah satu contoh gelombang logitudinal adalah gelombang suara di udara. Udara sebagai medium perambatan gelombang suara, merapat dan meregang sepanjang arah rambat gelombang udara. Berbeda dengan gelombang air atau gelombang tali, gelombang bunyi tidak bisa kita lihat menggunakan mata.

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambat dalam ruang hampa. Disini gelombang electromagnet ini mempunyai beberapa sifat-sifat antara lain sebagai berikut ;

a.       Gelombang elektromagnettik dapat merambat dalam ruang tanpa medium

b.      Merupakan gelombang tranversal.

c.       Tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik.

d.      Dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi), pengutuban (polarisasi).

e.       Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersama, sehingga medan listrik dan medan magnet sefase dan berbanding lurus.

Macam-macam gelombang elektromagnet dan manfaatnya;

1.      Gelombang radio

Gelombang radio merupakan gelombang yang memiliki frekwensi paling kecil atau panjang gelombangnya paling panjang. Gelombang radio berada dalam rentang frekwensi yang luas meliputi beberapa Hz sampai gigahertz. Gelombang radio ini banyak digunakan dalam sistem telekomunikasi, siaran TV, radio, dan jaringan seluler menggunakan gelombang radio ini pula. Sistem telekomunikasi menggunakan gelombang radio ini sebagai pembawa sinyal informasi yang pada dasarnya terdiri dari antenna pemancar dan antena penerima.

2.      Gelombang Mikro

Gelombang mikro adalah gelombang radio dengan frekwensi paling tinggi yaitu diatas  3Ghz, jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul efek pemanasan pada benda itu. Maka gelombang mikro ini dapat dimanfaatkan dalam microwave oven untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis. Gelombang mikro juga dapat dimanfaatkan pada pesawat RADAR (radio detection and ranging), berarti RADAR mencari dan menentukan jejak sebuah benda dengan menggunakan gelombang mikro.

3.      Sinar Inframerah

Sinar infra merah meliputi daerah frekwensi 1011Hz sampai 1014Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm. sinar infra merah ini dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda dipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar infra merah.

4.      Cahaya Tampak

Cahaya Tampak merupakan spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dilihat oleh mata manusia.cahaya tampak ini dapat membantu penglihatan mata kita. Dengan adanya sinar tampak, mata kita dapat melihat benda-benda di sekeliling kita dan dapat dibedakan macam-macam warnanya.

5.      Sinar Ultraviolet

Sinar ultraviolet mempunyai frekwensi dalam daerah 1015Hz sampai 1016Hz atau dalam daerah panjang gelombang 10-8m - 10-7m, gelombang ini dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listirk. Sinar ultraviolet dapat digunakan untuk membunuh mikroorganisme, membantu pertumbuhan tubuh manusia, dan juga dapat digunakan untuk mengetahui unsur-unsur dalam suatu bahan dengan teknik spektroskopi.

6.      Sinar X

Sinar X memiliki panjang gelombang berkisar antara 10¹¹ m sampai 10⁸ m, sinar ini memiliki daya tembus yang cukup kuat yang dapat menembus buku tebal, kayu tebal, bahkan plat logam. Sinar X ini memiliki beberapa sifat antara lain;

a)      Merambat lurus

b)      Dapat menghitamkan pelat film

c)      Dapat mengionkan gas karena memiliki energi tinggi

d)     Dapat menembus logam tipis

e)      Tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet

f)       Dipancarkan ketika sinar katoda menumbuk logam

g)      Dapat mengeluarkan elektron-elektron foto dari permukaan logam yang ditumbukkan

Sinar-X disebut juga sinar rontgen. Dalam bidang kedokteran sinar ini digunakan untuk memotret bagian tulang yang patah, batu ginjal, paru-paru, dan bagian tubuh lainnya. Dalam bidang industri digunakan untuk menemukan cacat las dan bungkus logam. Dalam bidang seni digunakan untuk melihat bagian dalam patung yang tidak terlihat dari luar. Pada bidang sains fisika dapat digunakan untuk mempelajari pola-pola difraksi pada struktur atom suatu bahan sehingga dapat digunakan untuk menentukan struktur bahan tersebut.

7.      Sinar gamma

Sinar gamma memiliki panjang gelombang 10¹⁰ m sampai 10¹³ m. sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekwensi terbesar dan bentuk radioaktif yang dikeluarkan inti-inti atom tertentu. Gelombang ini memiliki energy yang besar yang dapat menembus logam dan beton. Sinar gamma sangat berbahaya untuk manusia karena dapat membunuh sel hidup terutama sinar gamma dengan tingkat energy yang tinggi  yang dilepaskan oleh reaksi nuklir seperti ledakan bom nuklir. Gruond Penertrating Radar merupakan metode geofisika dengan teknik elektromagnetik untuk mendeteksi objek yang terkubur didalam tanh dan mengevaluasi kedalam objek tersebut.