Pembiasan Gelombang (Refraksi)

Pembiasan gelombang biasanya terjadi ketika gelombang menyebrangi perbatasan dua medium yang berbeda. Untuk membantumu lebih memahami hal ini, kita tinjau pembiasan gelombang laut pada saat gelombang laut bergerak dari tengah laut menuju tepi pantai. Mula-mula gelombang laut merambat melalui air laut. Ya iyalah, masa merambat melalui air darat ;) Ketika mendekati garis pantai, permukaan laut tentu semakin dangkal. Nah, pada saat gelombang memasuki bagian laut yang dangkal, laju gelombang menjadi berkurang. Berkurangnya laju gelombang laut mengakibatkan terjadinya pembelokkan arah perambatan gelombang (gelombang laut dibiaskan). Dengan kata lain, berkurangnya laju gelombang laut ketika memasuki bagian laut yang dangkal menyebabkan gelombang laut dibelokkan hingga sejajar garis pantai.

Agar dirimu lebih memahami keterkaitan antara berkurangnya laju gelombang laut dan pembelokkan arah perambatan gelombang laut hingga sejajar garis pantai, pahami penjelasan berikut…

Gambar di atas mewakili gelombang laut yang bergerak dari tengah laut menuju garis pantai. Gelombang laut diwakili oleh muka gelombang. Arah gerakan gelombang laut diwakili oleh sinar (garis atau tanda panah yang tegak lurus muka gelombang). Oya, mungkin dirimu bingun dengan istilah sinar dan muka gelombang ? kalau bingun dengan dua istilah aneh ini, pelajari terlebih dahulu pokok bahasan pemantulan gelombang. Sudah dijelaskan dalam pembahasan tersebut…

Mula-mula gelombang laut kebut2an di bagian laut yang dalam, di mana arah gerakannya diandaikan seperti pada gambar di atas. Ketika memasuki bagian laut yang dangkal, kelajuan gelombang mulai berkurang. Perhatikan bahwa hanya gelombang yang lebih dahulu tiba di bagian laut yang dangkal saja yang berkurang kelajuannya, gelombang yang masih berada di bagian laut yang dalam tidak berkurang kelajuannya (perhatikan gambar di bawah).

Kita andaikan mula-mula muka gelombang masih berada di bagian laut yang dalam (a dan a’). Dalam selang waktu yang sama, muka gelombang bergerak dari a ke b dan dari a’ ke b’. Perhatikan bahwa jarak antara a ke b sama dengan jarak dari a’ ke b’. Selanjutnya muka gelombang yang tiba di b mulai memasuki bagian laut yang dangkal, sedangkan muka gelombang yang tiba di b’ masih berada di bagian laut yang dalam. Karena bergerak di daerah yang dangkal maka muka gelombang yang tiba di b tadi mulai berkurang kelajuannya, sebaliknya muka gelombang yang tiba b’ tadi masih bergerak dengan kelajuan yang sama seperti sebelumnya.

Dalam selang waktu yang sama, muka gelombang berada di bagian laut yang dangkal bergerak dari b ke c, demikian juga muka gelombang yang berada di bagian laut yang dalam bergerak dari b’ ke c’. Perhatikan bahwa dalam selang waktu yang sama, muka gelombang yang berada di bagian laut yang dangkal menempuh jarak yang lebih pendek (b ke c) sedangkan muka gelombang yang berada di bagian laut yang dalam menempuh jarak yang lebih jauh (b’ ke c’). Hal ini dikarenakan muka gelombang yang berada di bagian laut yang dangkal bergerak lebih lambat (lajunya lebih kecil). Karena bergerak lebih lambat maka selama selang waktu yang sama, jarak yang ditempuhnya juga lebih pendek.

Nah, karena dalam selang waktu yang sama jarak yang ditempuh muka gelombang ketika bergerak dari b ke c lebih pendek dibandingkan dengan jarak yang ditempuh muka gelombang dari b’ ke c’ maka arah gerakan muka gelombang perlahan-lahan dibelokkan, sebagaimana tampak pada gambar di atas. Ingat bahwa semakin dekat dengan garis pantai, laut juga semakin dangkal. Karenanya semakin mendekati garis pantai, laju gelomban semakin berkurang. Berkurangnya laju gelombang mengakibatkan arah gerakan gelombang terus dibelokkan. Proses ini terus berlangsung hingga gelombang mencapai garis pantai. Ketika gelombang tapicah ;) , arah gerakan gelombang tepat sejajar dengan garis pantai. Bandingkan dengan gambar pertama.. tuh nun jauh di atas sono ;)

Pembelokan arah gerakan gelombang ketika gelombang memasuki medium yang berbeda dengan medium yang dilalui sebelumnya, dikenal dengan julukan pembiasan alias refraksi. Terdapat dua kemungkinan…

Pertama, apabila kelajuan gelombang berkurang ketika memasuki medium yang berbeda dengan medium yang dilalui sebelumnya maka sudut bias (sudut yang dibentuk sinar bias dengan garis normal) biasanya lebih kecil dibandingkan dengan sudut datang (sudut yang dibentuk oleh sinar datang dengan garis normal). Garis normal pada gambar di atas diberi simbol N. Penjelasan panjang lebar dan bertele2 mengenai pembiasan gelombang laut merupakan contoh pembiasan jenis ini…

Kedua, apabila kelajuan gelombang bertambah ketika memasuki medium yang berbeda dengan medium yang dilalui sebelumnya maka sudut bias biasanya lebih besar dibandingkan dengan sudut datang. Contohnya mana ? pikirkan sendiri ya kawan ya ;)

Dari uraian di atas tampak bahwa sudut datang dan sudut bias berkaitan erat dengan kelajuan gelombang. Karenanya sebelum mengakhiri tulisan ini alangkah tidak baiknya ;) jika kita turunkan persamaan yang menyatakan hubungan antara sudut datang dan sudut bias dengan kelajuan gelombang… sssttt.. jangan kabur dulu dunk. Ngomong soal rumus jangan langsung merinding gitu dunk… huft. Ok, siapkan amunisi secukupnya… sapu tangan n tisu secukupnya buat ngelap keringat dkk… wakak. Ok, pengoprekan rumus segera kita mulai. Tataplah gambar kusam di bawah dengan penuh kelembutan…

Gambar ini mirip dengan sebelumnya sehingga tidak perlu dijelaskan lagi ya ? :( Pahami perlahan-lahan… Jika bigun berlanjut silahkan hubungi dokter terjauh ;) Untuk mempermudah pengoprekan rumus, jarak dari b ke c diberi simbol s2, sedangkan jarak dari b’ ke c’ diberi simbol s1. Segitiga bb’c’ dan segitiga bcc’ memiliki satu sisi yang sama yang diberi simbol x. Karena satu sisinya sama maka kita bisa menyatukan kedua persamaan di atas (dua persamaan yang ada di sebelah kanan gambar).

Kita tulis kembali kedua persamaan di atas :

Karena x sama maka persamaan di atas bisa ditulis menjadi seperti ini :

Persamaan di atas menyatakan hubungan antara kelajuan gelombang dengan sudut datang dan sudut bias. Jika v1 > v2 maka sin (teta 2) < sin (teta 1). Ini berarti jika laju gelombang pada medium 1 lebih besar daripada laju gelombang pada medium 2 maka sudut bias lebih kecil daripada sudut datang. Dengan kata lain, jika laju gelombang pada medium 1 lebih besar daripada laju gelombang pada medium 2 maka sudut datang lebih besar daripada sudut bias. Coba masukan beberapa angka lalu obok2 saja tuh rumus… nanti tambah paham.

Sebaliknya jika v1 < v2 maka sin (teta 2) > sin (teta 1). Ini berarti jika laju gelombang pada medium 1 lebih kecil daripada laju gelombang pada medium 2 maka sudut bias lebih besar daripada sudut datang. Dengan kata lain, jika laju gelombang pada medium 1 lebih kecil daripada laju gelombang pada medium 2 maka sudut datang lebih kecil daripada sudut bias. Hal ini sesuai dengan penjelasan sebelumnya… btw, ini hanya pembuktian matematis saja…

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: