Skip to main content

​
Ide besarnya (dan lebih aneh dari yang terdengar)

Pegang salah satu ujung tali. Sentakkan pergelangan tangan Anda. Sebuah gelombang merambat di sepanjang tali ke ujung lainnya. Inilah bagian anehnya: tidak ada bagian dari tali yang merambat dari tangan Anda ke ujung lain. Setiap potongan kecil hanya bergerak naik dan turun sedikit. Namun pola-nya bergerak. Itulah yang dimaksud dengan gelombang:
Gelombang adalah pola energi yang merambat melalui suatu medium — tanpa medium itu sendiri ikut bergerak.
Gelombang air melakukan hal yang sama. Bebek yang mengapung di laut bergerak naik dan turun. Gelombang lewat di bawahnya; bebeknya tidak berselancar ke pantai.

​
Kosakata yang sebenarnya Anda butuhkan

Panjang gelombang (λ)

Jarak dari satu puncak ke puncak berikutnya. Diukur dalam meter.

Frekuensi (f)

Berapa banyak puncak yang melewati suatu titik setiap detik. Diukur dalam hertz (Hz) — satu Hz = satu gelombang per detik.

Amplitudo

Seberapa tinggi gelombangnya. Untuk bunyi, ini adalah kenyaringan. Untuk cahaya, ini adalah kecerahan.

Kecepatan (v)

Seberapa cepat pola gelombang merambat melalui medium.
Semua ini terhubung dalam satu persamaan kecil yang berperan besar: v=f⋅λv = f \cdot \lambda Kecepatan = frekuensi × panjang gelombang. Jika kecepatan tetap (biasanya begitu, untuk medium tertentu), maka frekuensi tinggi → panjang gelombang pendek, dan frekuensi rendah → panjang gelombang panjang. Selalu ada pertukaran.

​
Dua jenis gelombang

Mediumnya bergerak melintang terhadap arah perambatan gelombang. Seperti tali: gelombang merambat ke depan, tetapi setiap bagian tali bergerak naik dan turun.Contoh: gelombang air, cahaya, gelombang pada tali.
Mediumnya bergerak sepanjang arah perambatan gelombang yang sama. Bayangkan slinky yang Anda dorong dan tarik pada salah satu ujungnya — rapatan-rapatan melesat ke bawah pegas.Contoh: bunyi, gelombang P seismik.

​
Bunyi hanyalah udara yang dimampatkan

Ketika Anda berbicara, pita suara Anda bergetar. Mereka mendorong molekul udara ke depan, yang berbenturan dengan yang berikutnya, yang berbenturan dengan yang berikutnya… Pola perjalanan udara “termampat” dan “meregang” bergerak ke luar. Ketika sampai ke telinga seseorang, gendang telinga mereka didorong dan ditarik oleh rapatan yang sama, dan otak mereka menafsirkannya sebagai bunyi. Bunyi adalah gelombang longitudinal di udara (atau air, atau baja, atau apa pun yang memiliki atom).

​
Mengapa bunyi tidak merambat di ruang angkasa

Tidak ada atom = tidak ada yang dimampatkan = tidak ada bunyi. Di ruang angkasa, tidak ada yang dapat mendengar Anda berteriak — karena secara harfiah tidak ada apa pun di antara mulut Anda dan telinga orang lain untuk membawa gelombang. Film yang membuat pesawat luar angkasa meledak berbohong. Bisa dimaafkan, tetapi berbohong.

​
Kecepatan bunyi, dalam berbagai medium

Bunyi merambat lebih cepat melalui medium yang padat karena atom-atom dapat meneruskan getaran lebih cepat. Bunyi melalui udara cukup lambat sehingga Anda melihat kilat sebelum mendengar guntur — cahaya merambat hampir seketika, bunyi membutuhkan sekitar 3 detik per kilometer.

​
Nada dan kenyaringan, dalam istilah fisika

  • Nada = frekuensi. Nada tinggi = banyak getaran per detik. Nada rendah = sedikit. Manusia dapat mendengar kira-kira 20 Hz hingga 20.000 Hz.
  • Kenyaringan = amplitudo. Rapatan besar = keras. Rapatan kecil = lirih. Diukur dalam desibel (dB), yang merupakan skala logaritmik (setiap kenaikan 10 dB kira-kira 10× intensitasnya).
Bisikan: ≈30 dB. Percakapan: ≈60 dB. Konser: ≈110 dB. Mesin jet: ≈140 dB. Skala desibel tumbuh dengan cepat, itulah sebabnya kerusakan pendengaran sering terjadi tanpa disadari.

​
Efek Doppler: mengapa nada ambulans berubah

Anda pernah mendengarnya: sirene ambulans terdengar tinggi saat mendekati Anda, lalu nadanya menurun saat melewati. Mengapa? Sirene menghasilkan nada yang konstan. Tetapi ketika ambulans bergerak menuju Anda, setiap gelombang bunyi baru dipancarkan dari posisi yang sedikit lebih dekat dari yang sebelumnya. Gelombang-gelombang itu berkumpul. Panjang gelombang lebih pendek = frekuensi lebih tinggi = nada lebih tinggi. Saat ambulans bergerak menjauh, terjadi sebaliknya: gelombang menyebar, nada lebih rendah. Ini bukan trik bunyi — ini berlaku untuk setiap gelombang dari sumber yang bergerak. Para astronom menggunakan efek Doppler pada cahaya dari galaksi untuk mengetahui bahwa alam semesta sedang mengembang. Ide yang sama seperti ambulans, hanya saja dengan cahaya alih-alih bunyi.

​
Pemantulan, pembiasan, difraksi — tur singkat

1

Pemantulan

Gelombang memantul dari sebuah permukaan. Gema adalah gelombang bunyi yang memantul dari dinding. Cermin adalah gelombang cahaya yang memantul dari kaca berlapis perak.
2

Pembiasan

Gelombang membelok saat memasuki medium yang berbeda (karena kecepatannya berubah). Inilah sebabnya sedotan dalam gelas air terlihat bengkok. Lensa membelokkan cahaya menggunakan pembiasan.
3

Difraksi

Gelombang menyebar di sekitar penghalang atau melalui celah. Anda dapat mendengar seseorang di belakang sudut meskipun tidak dapat melihatnya — bunyi berdifraksi di sekitar sudut lebih banyak daripada cahaya (karena bunyi memiliki panjang gelombang yang lebih panjang).

​
Model mental yang berguna

Pikirkan gelombang sebagai cara untuk memindahkan energi tanpa memindahkan materi. Itulah trik yang ditarik alam semesta. Bunyi membawa energi suara Anda melintasi ruangan. Cahaya membawa energi Matahari melintasi tata surya. Radio membawa energi dan informasi ke ponsel Anda. Tidak ada atom yang harus melakukan perjalanan. Polanyalah yang melakukannya.

Selanjutnya: Listrik dan magnet

Gaya tak terlihat yang menjalankan ponsel, mobil, dan sistem saraf Anda.