Peristiwa perubahan arah ketika gelombang merambat dari satu medium ke medium lain disebut

Gelombang adalah getaran yang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak sinusoide. Selain radiasi elektromagnetik, dan mungkin radiasi gravitasi, yang bisa berjalan lewat ruang hampa udara, gelombang juga terdapat pada medium (yang karena perubahan bentuk dapat menghasilkan gaya pegas) di mana mereka dapat berjalan dan dapat memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain tanpa mengakibatkan partikel medium berpindah secara permanen; yaitu tidak ada perpindahan secara massal.[1][2] Secara umum, gelombang terbagi menjadi kelompok gelombang berdasarkan arah rambat dan kelompok gelombang berdasarkan medium rambat. Berdasarkan arah rambatnya, gelombang dapat dikelompokkan menjadi gelombang longitudinal dan gelombang transversal. Sedangkan berdasarkan medium perambatannya, gelombang dikelompokkan menjadi gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.[3]

Peristiwa perubahan arah ketika gelombang merambat dari satu medium ke medium lain disebut

Gelombang air laut saat mendekati pantai akan berubah panjang gelombangnya

Suatu medium disebut:

  1. linear jika gelombang yang berbeda di semua titik tertentu di medium bisa dijumlahkan.
  2. terbatas jika terbatas, selain itu disebut "tak terbatas".
  3. seragam jika ciri fisiknya tidak berubah pada titik yang berbeda.
  4. isotropik jika ciri fisiknya "sama" pada arah yang berbeda.

Gelombang longitudinal merupakan gelombang yang memiliki arah getaran yang sama dengan arah rambatan. Gelombang longitudinal dapat diamati pada getaran pegas.[4]

Gelombang transversal

Gelombang transversal merupakan gelombang dengan arah getaran yang tegak lurus dengan arah rambat.[5]

Simpangan merupakan jarak perpindahan titik pada medium. Pengukuran jarak dimulai dari posisi keseimbangan. Simpangan suatu titik pada medium selalu berubah-ubah dari nilai minimum hingga nilai maksimum selama gelombang merambat. Nilai maksimum dan minimum dicapai secara periodik.[6]

Amplitudo

Amplitudo merupakan titik simpangan maksimum titik yang dilewati gelombang dalam medium. Nilai tetap dari simpangan merupakan nilai amplitudo. Nilai simpangan maksimum dapat positif maupun negatif.[7]

Sulit untuk membuat suatu definisi tentang semua yang mencakup aspek dari kata gelombang. Sebuah getaran dapat didefinisikan sebagai sebuah gerakan "bolak balik". Namun, sebuah getaran belum tentu sebuah gelombang. Sebuah usaha untuk menetapkan keperluan dan karakteristik yang mencukupi yang memenuhi kriteria sebagai sebuah fenomena yang dapat disebut sebagai sebuah Gelombang yang menghasilkan garis perbatasan kabur.

Kata gelombang kadang dipahami secara intuitif sebagai suatu yang mengacu kepada transportasi spasial gangguan yang secara umum tidak disertai oleh sebuah gerakan dari medium yang menempati suatu ruangan secara keseluruhan. Pada gelombang, energi dari sebuah getaran berpindah jauh dari sumbernya dalam bentuk sebuah gangguan di sekitar mediumnya (Hall 1980, hlm. 8). Namun, gerakan ini bermasalah untuk sebuah gelombang transversal (misalnya, gelombang pada tali), di mana energi bergerak di kedua arah yang sama, atau untuk gelombang elektromagnetik / cahaya dalam hampa udara, di mana konsep medium tidak berlaku dan interaksi dengan suatu target adalah kunci utama untuk pendeteksian dan penerapan praktis sebuah gelombang. Antara lain gelombang air pada permukaan air laut; gelombang cahaya dihasilkan oleh Matahari; microwave digunakan di oven microwave; penyiaran gelombang radio oleh stasiun radio; dan gelombang suara dihasilkan oleh penerima gelombang radio, ponsel dan makhluk hidup (sebagai suara), untuk menyebutkan hanya sedikit fenomena gelombang.

Mungkin itu terlihat bahwa deskripsi dari gelombang berhubungan dekat ke asal fisiknya untuk setiap contoh spesifik dari proses terbentuknya gelombang. Contohnya, akustik dibedakan dari optik dalam gelombang suara terkait ke mekanik daripada ke perpindahan gelombang elektromagnetik disebabkan oleh getaran. Konsep-konsep seperti massa, momentum, inertia, atau elastisitas, oleh karena itu penting dalam menggambarkan akustik (sebagai yang berbeda dari optik) untuk proses terbentuknya gelombang. Perbedaan dalam pengenalan awal karakteristik gelombang tertentu terhadap sifat dari medium yang terlibat. Contohnya, dalam kasus udara: vortex, tekanan radiasi, gelombang kejut dan lain lain; dalam kasus benda padat: gelombang Rayleigh, dispersi; dan sebagainya.

Sifat-sifat yang lain, tetapi, meskipun biasanya digambarkan dalam hal asal, mungkin disamaratakan untuk semua gelombang. Untuk beberapa alasan, teori gelombang mewakili cabang fisika tertentu yang prihatin dengan sifat dari proses terbentuknya gelombang secara bebas dari asal fisik mereka.[8] Contohnya, berdasarkan asalnya secara mekanik dari gelombang akustik, gangguan yang berpindah dalam ruang waktu bisa ada jika hanya medium yang terlibat bukan kaku tak terbatas maupun lentur yang tak terbatas.

  • Gelombang transversal
  • Gelombang longitudinal

  1. ^ (Hall 1982, hlm. 8)
  2. ^ Pragnan Chakravorty, "What Is a Signal? [Lecture Notes]," IEEE Signal Processing Magazine, vol. 35, no. 5, pp. 175-177, Sept. 2018. DOI:10.1109/MSP.2018.2832195
  3. ^ Yuberti (2013). Konsep Materi Fisika Dasar 2 (PDF). Bandar Lampung: Anugrah Utama Raharja (AURA). hlm. 85. ISBN 978-602-1297-30-8.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
  4. ^ Putra, V. G. V. (2017). Pengantar Fisika Dasar (PDF). Sleman: CV. Mulia Jaya Publisher. hlm. 114. ISBN 978-602-72713-6-4.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
  5. ^ Abdullah 2017, hlm. 548.
  6. ^ Abdullah 2017, hlm. 549-550.
  7. ^ Abdullah 2017, hlm. 551.
  8. ^ Lev A. Ostrovsky & Alexander I. Potapov (2002). Modulated waves: theory and application. Johns Hopkins University Press. ISBN 0-8018-7325-8. 

  1. Abdullah, Mikrajuddin (2017). Fisika Dasar II (PDF). Bandung: Institut Teknologi Bandung.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
  • (Indonesia) Gelombang stasioner Diarsipkan 2012-08-08 di Wayback Machine.
  • (Indonesia) Makalah gelombang elektromaknetik Diarsipkan 2012-05-11 di Wayback Machine.
  • (Indonesia) Soal dan pembahasan gelomban Diarsipkan 2012-03-22 di Wayback Machine.

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gelombang&oldid=21297046"

Refraksi atau pembiasan dalam optika geometris didefinisikan sebagai perubahan arah rambat partikel cahaya akibat terjadinya percepatan.

Peristiwa perubahan arah ketika gelombang merambat dari satu medium ke medium lain disebut

Refraksi (pembiasan) gelombang-gelombang cahaya di air. Persegi gelap menunjukkan posisi sebenarnya sebatang pensil yang diletakkan dalam semangkuk air. Persegi terang menunjukkan posisi tampak dari pensil itu. Perhatikan bahwa ujungnya (X) seakan-akan terlihat di Y, posisi yang jelas lebih dangkal.

Pada optika era optik geometris, refraksi cahaya yang dijabarkan dengan Hukum Snellius, terjadi bersamaan dengan refleksi gelombang cahaya tersebut, seperti yang dijelaskan oleh persamaan Fresnel pada masa transisi menuju era optik fisis. Tumbukan antara gelombang cahaya dengan antarmuka dua medium menyebabkan kecepatan fase gelombang cahaya berubah. Panjang gelombang akan bertambah atau berkurang dengan frekuensi yang sama, karena sifat gelombang cahaya yang transversal (bukan longitudinal). Pengetahuan ini yang membawa kepada penemuan lensa dan refracting telescope. Refraksi pada era optik fisis dijabarkan sebagai fenomena perubahan arah rambat gelombang yang tidak saja tergantung pada perubahan kecepatan, tetapi juga terjadi karena faktor-faktor lain yang disebut difraksi dan dispersi.

Peristiwa perubahan arah ketika gelombang merambat dari satu medium ke medium lain disebut

The straw appears to be broken, due to refraction of light as it emerges into the air.

Contoh terjadinya refraksi yang sangat umum dijumpai adalah seperti ilustrasi gambar di samping. Dengan adanya perbedaan indeks bias antara udara (1,0003) dan air (1,33) di dalam sebuah mangkuk, sebuah benda lurus seperti pensil atau sedotan akan tampak seperti patah dengan kedalaman air yang tampak lebih dangkal.

 

A calcite crystal laid upon a paper with some letters showing the double refraction

Refraksi ganda atau birefringence atau double refraction adalah dekomposisi sinar cahaya menjadi dua sinar cahaya yang disebut ordinary ray dan extraordinary ray.

Refraksi ganda terjadi pada saat gelombang cahaya melalui medium material anisotropik seperti kristal kalsit atau Boron nitrat. Jika material tersebut mempunyai sumbu optis atau sumbu anisotropik tunggal, maka pembiasan yang terjadi disebut uniaxial birefringence dengan 2 buah indeks bias material anisotropik, masing-masing untuk 2 buah arah polarisasi dengan intensitas menurut persamaan:

Δ n = n e − n o {\displaystyle \Delta n=n_{e}-n_{o}\,}  

di mana no dan ne adalah indeks bias untuk polarisasi tegak lurus ordinary ray dan polarisasi paralel extraordinary ray terhadap sumbu anisotropik.[1]

Biaxial materials, at 590 nm
Material na n?
borax 1.447 1.469 1.472
epsom salt MgSO4·7(H2O) 1.433 1.455 1.461
mica, biotite 1.595 1.640 1.640
mica, muscovite 1.563 1.596 1.601
olivine (Mg, Fe)2SiO4 1.640 1.660 1.680
perovskite CaTiO3 2.300 2.340 2.380
topaz 1.618 1.620 1.627
ulexite 1.490 1.510 1.520

Refraksi ganda juga dapat terjadi dengan sumbu anisotropik ganda yang disebut biaxial birefringence atau trirefringence, seperti yang terjadi pada pembiasan sinar cahaya pada material anisotropik layaknya kristal atau berlian. Untuk material semacam ini, tensor indeks bias n, secara umum memiliki tiga eigenvalues yang berbeda, yaitu na, nß and n?.

 

A gradient-index lens with a parabolic variation of refractive index (n) with radial distance (x). The lens focuses light in the same way as a conventional lens.

Refraksi gradien adalah refraksi yang terjadi pada medium dengan indeks bias gradien.

Pada umumnya, indeks bias gradien terjadi karena peningkatan kepadatan medium yang menyebabkan peningkatan indeks bias secara tidak linear, seperti pada kaca, sehingga cahaya yang merambat melaluinya dapat mempunyai jarak tempuh yang melingkar dan terfokus.

Indeks bias gradien juga terjadi apabila cahaya yang merambat melalui medium dengan indeks bias konstan, mempunyai intensitas yang sangat tinggi akibat kuatnya medan listrik, seperti pada sinar laser, sehingga menyebabkan indeks bias medium bervariasi sepanjang jarak tempuh sinar tersebut. Jika indeks bias berbanding kuadrat dengan medan listrik/berbanding linear dengan intensitas, akan terjadi fenomena self-focusing dan self-phase modulation yang disebut efek optis Kerr. Fenomena refraksi gradien dengan indeks bias berbanding linear dengan medan listrik (yang terjadi pada medium yang tidak mempunyai inversion symmetry) disebut efek Pockels.

Hal ini dipelajari pada studi optika non linear.

 

A comparison of refraction in a left-handed metamaterial to that in a normal material

Refraksi negatif adalah refraksi yang terjadi seolah-olah sinar cahaya insiden dipantulkan oleh sumbu normal antarmuka dua medium pada sudut refraksi yang secara umum tunduk pada hukum Snellius, namun bernilai negatif.

Refraksi negatif terjadi pada pembiasan antarmuka antara medium yang mempunyai indeks bias positif dengan medium material meta yang mempunyai indeks bias negatif oleh desain koefisien permitivitas medan listrik dan permeabilitas medan magnet tertentu menurut persamaan:

n = ± ϵ μ {\displaystyle n=\pm {\sqrt {\epsilon \mu }}}  

Untuk kebanyakan material, besaran permeabilitas μ {\displaystyle \mu }   sangat dekat dengan nilai 1 pada frekuensi optis, sehingga nilai n disederhanakan dengan pendekatan permitivitas: ϵ {\displaystyle {\sqrt {\epsilon }}}  . Menurut persamaan ini, maka indeks bias dapat bernilai negatif, misalnya seperti pada sinar x.[2]

Pada tahun 1908, Hermann Minkowski membuat persamaan momentum refraksi:[3]

p = n E c {\displaystyle p={\frac {nE}{c}}}  

di mana:

  • p adalah momentum refraksi
  • E adalah energi foton
  • c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa
  • n adalah indeks bias medium

Pada tahun 1909, Max Abraham membuat usulan persamaan momentum sebagai berikut:[4]

p = E n c . {\displaystyle p={\frac {E}{nc}}.}  

Rudolf Perierls menjabarkan inkonsistensi antara kedua persamaan ini dalam More Surprises in Theoretical Physics.[5] Ulf Leonhardt, komisaris Theoretical Physics di University of St. Andrews, mendiskusikan hal ini, termasuk percobaan resolusinya.[6]

  1. ^ Eric Weisstein's World of Science on Birefringence
  2. ^ Sansosti, Tanya M. (2002). "Compound Refractive Lenses for X-Rays". Stony Brook University. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2018-08-11. Diakses tanggal 2009-10-04.  Parameter |month= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
  3. ^ Minkowski, Hermann (1908). "Die Grundgleichung für die elektromagnetischen Vorgänge in bewegten Körpern". Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-Physikalische Klasse: 53–111. 
  4. ^ Abraham, Max (1909). "Unknown". Rendiconti del Circolo matematico di Palermo. 28 (1). 
  5. ^ Peierls, Rudolf (1991). More Surprises in Theoretical Physics. Princeton University Press. ISBN 0691025223. 
  6. ^ Leonhardt, Ulf (2006). "Optics: Momentum in an uncertain light". Nature. 444: 823–24. doi:10.1038/444823a. 

  • (Indonesia) Refraksi

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Refraksi&oldid=19483554"