LAPORAN PRAKTIKUM GELOMBANG DAN OPTIK (GO-3) EKSPLORASI SIFAT-SIFAT GELOMBANG PADA BIDANG

LAPORAN PRAKTIKUM

GELOMBANG DAN OPTIK (GO-3)

EKSPLORASI SIFAT-SIFAT GELOMBANG PADA BIDANG

 

Disusun oleh :

KELOMPOK I

1.      Indrawati                                        (13030654041)

2.      Asti Muninggar                               (13030654046)

3.      Mayang Indrawati                          (13030654051)

4.      Mochamad Riduwan                      (13030654055)

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PRODI PENDIDIKAN IPA

2015

Eksplorasi Sifat-Sifat Gelombang pada Bidang

Abstrak

Pengamatan Eksplorasi Sifat-Sifat Gelombang pada Bidang  bertujuan untuk mendeskripsikan (gambar dan verbal) sifat-sifat gelombang air (pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi). Metode yang kami gunakan yaitu dengan merancang alat bahan sesuai rancangan percobaan kemudian menempatkan dinding pada jarak tertentu dengan bandul (percobaan pemantulan), menempatkan beberapa kaca dalam tangki riak (percobaan pembiasan), menempatkan dua bandul dengan jarak tertentu (percobaan interferensi), serta menempatkan dua dinding dengan celah tertentu (percobaan difraksi) kemudian setelah diberi perlakuan tiap percobaan, bandul digetarkan secara manual agar terbentuk gelombang sehingga dapat diamati sifat-sifatnya. Berdasarkan hasil percobaan ini diketahui bahwa semakin besar jarak dinding dengan bandul maka gelombang yang terbentuk semakin berbentuk datar, semakin tebal kaca yang digunakan maka semakin terlihat jelas pembelokan gelombang, semakin besar jarak antar bandul maka interferensi semakin banyak, serta semakin besar jarak celah maka semakin tidak terlihat pembentukan gelombang baru (muka gelombang semakin datar). Namun, pengamatan kami ada beberapa ketidak sesuaian dengan metode yaitu tidak mengontrol jarak sumber dengan kaca (pembiasan) dan juga jarak sumber dengan celah (difraksi).

Kata Kunci:  Gelombang, Pemantulan, Pembiasan, Interferensi, dan Difraksi. 

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Getaran yang merambat disertai dengan perpindahan energi tanpa memindahkan medium perantara disebut gelombang. Gelombang merupakan osilasi atau bolak balik yang bergerak tanpa membawa partikel medium (perantara) bersamanya. Dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak sekali contoh gelombang, baik yang bisa diamati secara langsung maupun tidak.

Berdasarkan arah rambatnya, gelombang dibedakan menjadi gelombang transversal dan longitudinal. Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah rambatnya sedangkan gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya berimpit atau sejajar dengan arah rambatnya.Berdasarkan medium perantaranya, gelombang dibedakan menjadi gelombang mekanik dan elektromagnetik.Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium sebagai rambatannya sedangkan gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang tidak membutuhkan medium sebagai rambatannya.

Salah satu contoh dari gelombang mekanik adalah gelombang air. Seperti halnya gelombang yang lain, gelombang ini memiliki sifat-sifat gelombang yaitu dapat dipantulkan (refleksi), dapat dibiaskan (refraksi), dapat saling berinterferensi (memadukan), dan mengalami difraksi (pelenturan). Gelombang pada air merupakan gelombang yang mudah diamati sifat-sifatnya dibandingkan gelombang lainnya.

Oleh karena itu, kami melakukan percobaan dengan judul “Eksplorasi Sifat-Sifat Gelombang pada Bidang” dengan menggunakan tangki riak untuk mendeskripsikan (gambar dan verbal) sifat-sifat gelombang air (pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi). Dalam praktikum ini, juga diteliti pengaruh jarak bandul dengan dinding, tebal kaca, jarak antar bandul dan jarak celah terhadap sifat-sifat gelombang yang dihasilkan.

B.     Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang permasalahan diatas, dibuat rumusan masalah sebagai berikut : “Bagaimana sifat-sifat gelombang air (pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi)?” Rumusan masalah ini dapat dijabarkan sebagai berikut :

1.  Bagaimana pengaruh letak bandul (penggetar) dengan dinding terhadap sifat gelombang  yang dihasilkan (pemantulan)?

2.  Bagaimana pengaruh tebal kaca terhadap sifat gelombang  yang dihasilkan (pembiasan)?

3.  Bagaimana pengaruh jarak antar bandul terhadap sifat gelombang  yang dihasilkan (interferensi)?

4.  Bagaimana pengaruh jarak celah terhadap sifat gelombang  yang dihasilkan (difraksi)?

C.    Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah diatas, tujuan praktikum ini adalah mendeskripsikan (gambar dan verbal) sifat-sifat gelombang air (pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi). Tujuan praktikum ini dijabarkan sebagai berikut :

1.  Mendeskripsikan (gambar dan verbal) pengaruh letak bandul (penggetar) dengan dinding terhadap sifat gelombang  yang dihasilkan (pemantulan)

2.  Mendeskripsikan (gambar dan verbal) pengaruh tinggi kaca terhadap sifat gelombang  yang dihasilkan (pembiasan)

3.  Mendeskripsikan (gambar dan verbal) pengaruh jarak antar bandul terhadap sifat gelombang  yang dihasilkan (interferensi)

4.  Mendeskripsikan (gambar dan verbal) pengaruh jarak celah terhadap sifat gelombang  yang dihasilkan (difraksi)

D.      Hipotesis

Adapun hipotesis yang dapat kami simpulkan sementara, antara lain :

1. Jika gelombang air mengenai dinding maka akan dipantulkan, tetapi arahnya berlawanan dengan arah gelombang datang, dan semakin jauh jarak antara bandul dengan dinding penghalang muka gelombang pantul yang dihasilkan semakin berbentuk datar.

2. Bila gelombang melewati 2 medium yang kerapatannya berbeda maka akan mengalami pembiasan, dan semakin tebal kaca, maka semakin terlihat pembelokannya.

3. Bila dua gelombang terjadi bersamaan, maka kedua gelombang mengalami penggabungan atau berinterferensi, semakin lebar jarak antar bandul (sumber gelombang), maka jarak antar inti gelombang yang berinterferensi semakin besar.

4. Bila gelombang melalui penghalang atau celah maka terbentuk gelombang baru, semakin besar celah gelombang maka semakin tidak terlihat pembentukan gelombang barunya (muka gelombang semakin berbentuk datar)

BAB II

KAJAN TEORI

Setiap gelombang baik mekanik maupun elektromekanik memiliki sifat-sifat tertentu karena pada prinsipnya gelombang adalah rambatan dari energi getaran. Semua gelombang mekanik maupun gelombang elektromagnetik mempunyai sifat-sifat gelombang yang sama yaitu dapat dipantulkan (refleksi), dapat dibiaskan (refraksi), dapat saling berinterferensi (memadukan), dan mengalami difraksi (pelenturan), dispersi, dan polarisasi.

A.  Sifat-Sifat Gelombang

Untuk mempelajari sifat pada gelombang dapat dilakukan kegiatan percobaan mengamati gelombang yang terjadi di permukaan air dengan menggunakan tangki riak atau tangki gelombang (ripple tank). Pada dasarnya tangki riak terdiri atas tangki air yang dasarnya terbuat dari kaca, motor listrik sebagai sumber getar yang diletakkan di atas papan penggetar dan akan menggetarkan papan penggetar yang berupa plat/keping untuk pembangkit gelombang lurus dan pembangkit berbentuk bola kecil untuk membangkitkan gelombang lingkaran. Sebuah lampu diletakkan di atas tangki riak untuk menyinari permukaan logam. Di bawah tangki riak diletakkan kertas putih untuk mengamati bentuk gelombang pada permukaan air. Puncak dan dasar gelombang akan terlihat pada kertas putih (layar) berupa garis gelap dan terang.

Sebelum membicarakan sifat gelombang, akan kita bahas mengenai pengertian front gelombang atau muka gelombang dan sinar gelombang. Apabila kita menggunakan keping getar, maka pada permukaan air akan kita lihat garis lurus yang bergerak ke tepi dan jika kita menggunakan bola sebagai penggetarnya, maka pada permukaan timbul lingkaran-lingkaran yang bergerak ke tepi. Sekumpulan garis-garis atau lingkaranlingkaran itu yang dinamakan front gelombang atau muka gelombang. Jadi muka gelombang didefinisikan sebagai tempat sekumpulan titik yang mempunyai fase yang sama pada gelombang. Muka gelombang dapat berbentuk garis lurus atau lingkaran.

Tempat kedudukkan titik yang mempunyai fase yang sama mempunyai jarak 1λ, 2λ, 3λ …, dan seterusnya, sehingga jarak antar front gelombang yang saling berdekatan sebesar 1λ gambar diatas. Muka gelombang lurus seperti ditunjukkan dalam gambar. Setiap gelombang merambat menurut arah tertentu. Arah rambatan gelombang disebut sinar gelombang. Sinar gelombang arahnya selalu tegak lurus muka gelombang.

1. Pemantulan Gelombang (Refleksi)

 Untuk mengamati pemantulan gelombang dapat dilakukan dengan menempatkan balok kaca atau logam pada tangki riak sebagai penghalang gelombang yang mempunyai muka gelombang lurus. Sinar gelombang tersebut akan dipantulkan pada saat mengenai dinding penghalang tersebut. Dalam pemantulan gelombang tersebut berlaku hukum pemantulan gelombang yaitu :

a.  sudut datang gelombang sama dengan sudut pantul gelombang, dan

b. gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal terletak dalam satu bidang datar.

2. Pembiasan Gelombang (Refraksi)

 

Untuk mempelajari pembiasan gelombang dapat dilakukan dengan menempatkan balok kaca/logam pada tangki riak yang seluruhnya berada di dalam air, sehingga akan membedakan kedalaman permukaan air dalam tangki riak. Hal ini untuk menggambarkan adanya dua medium rambatan gelombang, permukaan dalam menggambarkan medium yang rapat dan permukaan air yang dangkal menggambarkan medium yang kurang rapat. Sinar gelombang yang melewati bidang batas antara kedalaman air terlihat dibelokkan/dibiaskan di mana front gelombangnya menjadi lebih rapat. Hal ini menunjukkan adanya perubahan panjang gelombang, akan tetapi frekuensinya tetap yaitu sama dengan frekuensi sumber getarnya. Dalam pembiasan gelombang berlaku hukum pembiasan yang menyatakan : “Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap”

Secara umum sering dituliskan :

dengan :

i   = sudut datang gelombang (derajat atau radian)
r   = sudut bias gelombang (derajat atau radian)
λ1 = panjang gelombang pada medium 1 (m)
λ2 = panjang gelombang pada medium 2 (m)
v1 = cepat rambat gelombang pada medium 1 (m/s)
v2 = cepat rambat gelombang pada medium 2 (m/s)
n1 = indeks bias medium 1
n2 = indeks bias medium 2
n2.1 = indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1

3. Interferensi Pada Gelombang

Untuk menunjukkan gejala interferensi gelombang dapat dipergunakan dua sumber getar berbentuk bola atau sumber getar berupa keping/plat yang diberi dua lubang/celah di mana celah tersebut dapat dianggap sebagai sumber getaran (gelombang). Untuk mengamati gejala interferensi gelombang agar teramati dengan jelas, maka kedua gelombang yang berinterferensi tersebut harus merupakan dua gelombang yang koheren. Dua gelombang disebut koheren apabila kedua gelombang tersebut memiliki frekuensi dan amplitudo yang sama serta memiliki selisih fase yang tetap/konstan.

 

Ada dua sifat hasil interferensi gelombang, yaitu interferensi bersifat konstruktif dan destruktif. Interferensi bersifat konstruktif artinya saling memperkuat, yaitu saat kedua gelombang bertemu (berinterferensi) memiliki fase yang sama. Sedang interferensi bersifat destruktif atau saling melemahkan jika kedua gelombang bertemu dalam fase yang berlawanan.Gambar diatas menunjukkan pola interferensi yang ditunjukkan tangki riak, di mana garis tebal/tidak terputus adalah hasil interferensi yang bersifat konstruktif, sedangkan garis putusputus menunjukkan interferensi yang bersifat destruktif.

4. Difraksi Gelombang

 

Untuk menunjukkan adanya difraksi gelombang dapat dilakukan dengan meletakkan penghalang pada tangki riak dengan penghalang yang mempunyai celah, yang lebar celahnya dapat diatur. Difraksi gelombang adalah peristiwa pembelokan/penyebaran (lenturan) gelombang jika gelombang tersebut melalui celah. Gejala difraksi akan semakin tampak jelas apabila lebar celah semakin sempit. Dengan sifat inilah ruangan dalam rumah kita menjadi terang pada siang hari dikarenakan ada lubang kecil pada genting. Serta suara alunan musik dari tape recorder dapat sampai ke ruangan lain, meskipun kamar tempat tape tersebut pintunya tertutup rapat.

BAB III
METODE PENELITIAN

A.    Jenis Praktikum

Jenis praktikum yang kami lakukan berupa eksperimen. Hal ini dikarenakan pada kegiatan praktikum melakukan proses eksperimen terhadap titik fokus cermin cekung.

B.     Waktu dan Tempat

1.       Waktu

Praktikum dilaksanakan pada hari Rabu, 19 November 2015 pukul 09.40 WIB – selesai.

2.      Tempat

Praktikum ini dilaksanakan di laboratorium Prodi Pendidikan IPA Universitas Negeri Surabaya.

C.      Variabel

1.      Variabel Manipulasi :

a)      Pemantulan     : jarak bandul terhadap tembok

b)      Pembiasan       : jumlah kaca

c)      Interferensi      : jarak antara 2 bandul

d)     Difraksi           : jarak celah

   Definisi operasional variabel:

a)      Pemantulan   : jarak bandul terhadap tembok yaitu 10 cm, 8 cm, dan 6 cm.

b)      Pembiasan     : jumlah kaca yang digunakan yaitu 2, 3, dan 4 buah

c)      Interferensi   : jarak antara 2 bandul yaitu 20,5 cm, 14,5 cm, dan 9,5 cm.

d)     Difraksi         : jarak celahnya (lebarnya) yaitu 2 cm, 4 cm, dan 6 cm.

2.      Variabel Respon    : Gambar gelombang yang dihasilkan

       Definisi operasional: Gambar gelombang yang dihasilkan meliputi gambar pembiasan (patahan gelombang), pemantulan (gelombang pantul), interferensi (daerah gelap terang, gelombang destruktif dan konstruktif), dan difraksi (gelombang yang melewati celah).

3.      Variabel Kontrol   :

Pemantulan           : jumlah bandul

Pembiasan             : jarak kaca dengan sumber

Interferensi            : jumlah bandul

Difraksi                 : jarak sumber dengan celah

    Definisi operasional variabel:

a)      Pemantulan   : jumlah bandul yang kami gunakan ada 1 buah

b)      Pembiasan     : seharusnya jarak sumber (bandul) dengan kaca dikontrol (3 cm) tapi kami tidak melakukannya

c)      Interferensi   : jumlah bandul yang kami gunakan ada 2 buah

d)     Difraksi         : jarak sumber (bandul) dengan celah seharusnya dikontrol (3 cm) tapi kami tidak melakukannya

D.    Rancangan Percobaan

E.     Alat dan Bahan

1.      Tangki riak                       1 buah

2.      Kertas manila                   1 lembar

3.      Air                                    Secukupnya

4.      Kamera                             1 buah

5.      Lampu HP                        1 buah

6.      Karet elastik                     2 buah

7.      Penggaris                          2 buah

F.     Langkah Percobaan

Pemantulan:

1.      Mengatur alat sesuai dengan rancangan percobaan

2.      Logam bnadul ditempatkan dengan posisi horisontal di depan bandul bergetar dengan jarak yang berbeda sebagai penghalang dalam tangki ria

3.      Mengamati bayangannya yang terlihat di kertas manila dengan jarak bandul dan dinding yang berbeda.

Pembiasan:

1.      Mengatur alat sesuai dengan rancangan percobaan

2.      Kaca dan logam bandul ditempatkan dengan posisi horisontal dan tercelup seluruhnya dalam tangki riak

3.      Mengamati bayangannya yang terlihat di kertas manila dengan ketinggian (jumlah kaca) yang berbeda

Interferensi:

1.      Mengatur alat sesuai dengan rancangan percobaan

2.      Dua bandul ditempatkan dengan jarak yang berbeda dalam tangki riak

3.      Mengamati bayangannya yang terlihat di kertas manila dengan jarak dua logam bandul yang berbeda yang berbeda

Difraksi:

1.      Mengatur alat sesuai dengan rancangan percobaan

2.      Memberi jarak celah yang berbeda

3.      Mengamati bayangannya yang terlihat di kertas

G.     Alur Percobaan

Pemantulan

 

Pembiasan

 

Interferensi

 

Difraksi

 

BAB IV

DATA, ANALISIS DAN PEMBAHASAN

A.    Data

Tabel Hasil Percobaan “Eksplorasi Sifat-Sifat Gelombang pada Bidang”

No	Sifat-Sifat Gelombang	Perlakuan	Pengamatan
			Gambar	Keterangan
1	Pemantulan	Jarak bandul 10 cm dari dinding		Gelombang pantul yang dihasilkan tidak terlalu jelas (+)
		Jarak bandul 8 cm dari diniding		Gelombang pantul yang dihasilkan terlihat lebih jelas daripada jarak 10 cm (++)
		Jarak bandul 6 cm dari dinding		Gelombang pantul yang dihasilkan terlihat paling jelas (+++)
2	Pembiasan	Jumlah kaca 2 buah		Gelombang terlihat patah (+) pada posisi B dan C, tetapi tidak patah pada posisi A
		Jumlah kaca 3 buah		·      Patahan terlihat lebih jelas dibanding percobaan sebelumnya (++) ·      Patahan  pada posisi B dan C lebih terlihat daripada posisi A
		Jumlah kaca 4 buah		·      Patahan terlihat diantara percobaan-percobaan sebelumnya (+++) ·      Patahan pada posisi C lebih terlihat daripada posisi B ·      Patahan pada posisi B lebih terlihat  daripada posisi A.
3	Interferensi	Jarak antar bandul 20,5 cm		·   Pada posisi A, gelombang tidak terlihat jelas ·   Pada posisi B, gelombang 1 dan 2 sedikit terlihat berpotongan ·   Pada posisi C, gelombang 1 dan 2 terlihat jelas
		Jarak antar bandul 14,5 cm		·   Pada posisi A, gelombang semakin tidak jelas ·   Pada posisi B dan C, gelombang terlihat lebih jelas
		Jarak antar bandul 9,5 cm		·   Pada posisi A, gelombangnya terlihat semakin tidak jelas ·   Pada posisi B dan c, gelombangnya semakin jelas dibanding pada jarak 14,5 cm
4	Difraksi	Jarak 2 celah 2 cm		Gelombang baru yang dihasilkan banyak, dengan jarak antar gelombang sempit (+)
		Jarak 2 celah 4 cm		Gelombang baru lebih sedikit dengan jarak antar gelombang semakin lebar (++)
		Jarak 2 celah 6 cm		·   Gelombang-gelombang baru memiliki jarak yang sangat lebar dan jumlahnya sedikit.

A.    Analisis

Percobaan yang telah kami lakukan pada hari kamis, 3 Desember 2015 yakni berjudul “Eksplorasi Sifat-Sifat Gelombang pada Bidang” diperoleh hasil antara lain pemantulan, pembiasan, interferensi dan difraksi.

Percobaan pertama yaitu mendeskripsikan sifat pemantulan pada gelombang, yang dilakukan dengan memanipulasi jarak bandul ke dinding.  Pada jarak bandul 10 cm dari dinding, dihasilkan gelombang pantul yang terlihat tidak terlalu jelas (+). Pada jarak bandul 8 cm dari dinding ,dihasilkan gelombang pantul yang terlihat lebih jelas (++). Pada jarak bandul 6 cm dari dinding, dihasilkan gelombang pantul yang paling jelas (+++).

Percobaan kedua yaitu mendeskripsikan sifat pembiasan pada gelombang, yang dilakukan dengan memanipulasi tebal kaca. Pada pembiasan yang menggunakan 2 kaca, gelombang terlihat patah (+) pada posisi B dan C, akan tetapi tidak patah posisi A. Pada pembiasan yang menggunakan 3 kaca, patahan terlihat jelas dibandingkan percobaan sebelumnya, serta patahan pada posisi B dan C lebih terlihat daripada posisi A. Pada pembiasan yang menggunakan 4 kaca, patahan terlihat lebih jelas diantara percobaan-percobaan sebelumnya (+++), patahan pada posisi C lebih terlihat daripada posisi B, serta patahan pada posisi B lebih terlihat daripada posisi A.

Percobaan ketiga yaitu mendeskripsikan sifat interferensi pada gelombang, yang dilakukan dengan memanipulasi jarak antar bandul. Pada jarak antar bandul sebesar 20,5 cm dihasilkan bahwa pada posisi A gelombang tidak terlihat jelas, dan juga pada posisi B gelombang 1 dan 2 sedikit terlihat berpotongan, serta pada posisi C gelombang 1 dan 2 terlihat jelas. Pada jarak antar bandul sebesar 14,5 cm dihasilkan bahwa pada posisi A gelombang semakin tidak jelas serta pada posisi B dan C terlihat lebih jelas. Pada jarak antar bandul sebesar 9,5 cm dihasilkan bahwa pada posisi A semakin tidak jelas gelombangnya serta pada posisi B dan C gelombang semakin jelas disbanding sebelumnya.  

Percobaan keempat yaitu mendeskripsikan sifat difraksi pada gelombang dilakukan dengan memanipulasi lebar celah. Pada lebar celah sebesar 2 cm dihasilkan gelombang baru yang banyak dengan jarak antar gelombangnya sempit. Pada lebar celah sebesar 4 cm dihasilkan gelombang baru yang lebih sedikit dengan jarak antar gelombang semakin lebar. Pada lebar celah sebear 6 cm dihasilkan gelombang baru yang memiliki jarak sangat lebar dan jumlahnya sedikit.

B.     Pembahasan

Berdasarkan data hasil percobaan eksplorasi sifat-sifat gelombang air yang telah dilakukan dengan mengamati empat macam sifat gelombang, yaitu: pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), interferensi, dan difraksi, adalah bahwa bentuk gelombang yang dihasilkan oleh permukaan air berupa lingkaran-lingkaran yang memiliki sumber gelombang di tengah. Jenis gelombang seperti ini disebut gelombang melingkar. Gelombang tersebut terbetuk mulai dari lingkaran kecil, kemudian merambat menjauhi titik pusat gelombang, sehingga membentuk lingkaran-lingkaran yang lebih besar.

Suatu permukaan dalam medium dua atau tiga dimensi yang dilewati gelombang disebut muka gelombang, yang dimaksudkan sebagai satu lebar penuh puncak gelombang. Muka gelombang ini merupakan tempat kedudukan titik-titik yang mengalami gangguan dengan fase yang sama, biasanya tegak lurus arah gelombang dan dapat mempunyai bentuk, misalnya muka gelombang melingkar dan muka gelombang lurus. Garis yang ditarik dengan arah gerak, tegak lurus terhadap muka gelombang, disebut sinar.

Pada peristiwa pemantulan gelombang, bentuk gelombang yang dipantulkan dipengaruhi oleh penghalangnya yang bisa disebut dengan gelombang stasioner. Gelombang akan dipantulkan secara teratur dengan sudut datang sama dengan sudut pantul pada permukaan yang datar. Hal ini merupakan hukum pantulan, yaitu sudut pantul sama dengan sudut datang. Sudut datang didefinisikan sebagai sudut yang dibuat sinar datang terhadap garis yang tegak lurus terhadap permukaan pantulan. Sedangkan sudut pantulan adalah sudut yang sama tetapi untuk gelombang pantulan.

Percobaan pertama merupakan eksplorasi sifat refleksi pada gelombang. Berdasarkan hasil percobaan tersebut, refleksi (pemantulan) dengan jarak bandul ke dinding penghalang sebesar 10 cm, 8 cm, dan 6 cm didapat bahwa semakin dekat jarak penghalang dalam pemantulan gelombang, maka muka gelombang akan membentuk lingkaran, namun apabila jarak penghalang gelombang semakin jauh maka muka gelombang akan semakin data. Hal tersebut dapat dilihat dari penampakan tiap satu gelombang (warna gelap-terang) pada gambar yang tajam dan sangat terlihat jalas dari pantulan pertama dinding hingga pantulan gelombang paling luar. Namun, untuk gelombang pantul yang dihasilkan tidak terlalu melengkung seperti sumber gelombang. Jadi hasil percobaan kami sesuai dengan teori bahwa pada pemantulan gelombang, bentuk gelombang yang dipantulkan dipengaruhi oleh penghalangnya. Pada jarak yang sangat jauh dari suatu sumber dalam medium yang seragam, muka gelombang telah kehilangan hampir semua lengkungan mereka dan hampir lurus (Giancoli:2001), sebagaimana gelombang laut; gelombang yang hampir lurus ini disebut gelombang bidang.

Percobaan kedua merupakan eksploarasi sifat refraksi atau pembiasan.  Pembiasan merupakan perubahan arah gelombang saat gelombang masuk ke medium baru mengakibatkan gelombang bergerak dengan kelajuan yang berbeda. Hal ini menyebabkan panjang gelombangnya bertambah atau berkurang sesuai dengan perubahan kelajuannya, tetapi tidak ada perubahan frekuensi.

Berdasarkan hasil percobaan sifat pembiasan, ketika gelombang melewati air yang dasarnya terdapat tumpukan 2 kaca, 3 kaca, atau 4 kaca terlihat adanya gelombang yang patah. Dimana semakin tebal kaca atau semakin banyak kaca yang ditumpuk, akan menghasilkan patahan gelombang yang semakin tajam, sehingga pembiasan semakin terlihat. Adanya patahan tersebut sebenarnya  menunjukkan adanya perbedaan panjang gelombang pada kedua medium (air dan kaca) yang dipisahkan oleh tepi kaca yang membentuk garis bias.

Dalam percobaan ini, pada posisi gelombang yang berbeda, menghasilkan besar pembiasan yang berbeda. Sebagai contoh, posisi A, B dan C pada gambar berikut memperlihatkan penampakan pembiasan yang berbeda, dimana pembiasan posisi C>B>A. Hal ini sesuai dengan teori, sebab pembiasan dipengaruhi oleh sudut satang sinar. Semakin sinar datang mendekati garis normal, maka penyimpangan garis pembiasan akan semakin besar. Dalam hal ini, sudut gelombang pada posisi C paling mendekati garis normal, sehingga pembiasan semakin terlihat jelas.

Percobaan ini juga telah membuktikan teori yang menyatakan bahwa kecepatan gelombang pada medium satu lebih kecil daripada medium lainnya sehingga arah gelombang membelok dan perambatannya lebih hampir tegak lurus terhadap batas. Jadi, sudut pembiasan (θ₂), lebih kecil daripada sudut datang (θ₁) (Ginacoli, 2011). Mengenai hal tersebut, dalam percobaan ini telah terlihat bahwa semakin tebal kaca yang digunakan, maka semakin terlihat jelas pembelokan cahaya yang terjadi karena adanya pembiasan gelombang. 

Percobaan ketiga merupakan eksplorasi sifat interferensi gelombang, Jika dua gelombang dipadukan dengan jarak tertentu, akan terjadi dua kemungkinan yang khusus, yaitu saling menguatkan (konstruktif). Hal ini terjadi jika kedua gelombang sefase. Artinya, dua buah gelombang bergabung sedemikian rupa sehingga puncaknya tiba pada satu titik secara bersamaan. Dan kemungkinan yang kedua ialah saling melemahkan (distruktif). Hal ini terjadi jika kedua gelombang berlawanan fase. Artinya, jika terdapat dua buah gelombang bergabung sedemikian rupa sehingga pada titik tertentu puncak dan lembah gelombang tidak jatuh secara bersamaan.

Pada percobaan sifat interferensi gelombang dengan jarak antar bandul 20,5 cm, dimana kedua bandul merupakan sumber gelombang, diperoleh bahwa interferensinya tidak banyak. Pada bandul yang diatur dengan jarak 14,5 cm menghasilkan interferensi sedang, dan bandul dengan jarak 9,5 cm menghasilkan interferensi paling banyak. Jadi dapat disimpulkan bahwa semakin besar jarak antar bandul, maka semakin lemah kekuatan interferensinya. Hal ini sesuai dengan teori, dimana lemahnya interferensi pada jarak yang jauh terjadi seiring dengan melemahnya gelombang pada jarak lingkaran yang semakin luas.

Percobaan ketiga merupakan eksplorasi sifat difraksi gelombang yaitu gelombang air dapat melalui celah sempit membentuk gelombang baru. Berdasarkan hasil percobaan, pada jarak antar celah 2 cm terlihat pembentukan gelombang baru dimana muka gelombang berbentuk lengkungan yang tajam, pada jarak antar celah 9 cm tidak terlalu terlihat pembentukan gelombang baru dimana muka gelombang berbentuk tidak terlalu melengkung sedangkan dengan jarak antar celah 6 cm muka gelombang hampir datar. Hasil tersebut sudah sesuai dengan teori bahwa besarnya difraksi bergantung pada ukuran penghalang dan panjang gelombang. Jika panjang gelombang lebih kecil dari ukuran benda, akan ada daerah bayangan yang cukup besar. Sangat sedikit dari gelombang yang dipantulkan kecuali bila panjang gelombang lebih kecil dari ukuran penghalang (Giancoli, 2001). Akan tetapi, gelombang baru pada celah 6 cm menunjukkan adanya penghamburan pada ujung celah penghalang yang digunakan. Hal ini terjadi karena celah yang digunakan terlalu lebar dan dekat dengan sumber gelombang, sehingga pada pojok-pojok penghalang memunculkan gelombang baru. Hal ini menyebabkan gelombang baru yang terbentuk seolah-olah lebih dari satu gelombang. Oleh karena itu, lebih baik menggunakan manipulasi jarak yang tidak terlalu lebar dan jarak yang tidak terlalu jauh.

DAFTAR PUSTAKA

Budiyanto, J. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta. p. 298.

Ciptaningrum, D. 2014. Fenomena Gelombang Fisika. (Online). (https://www.academia.edu/5366260/FENOMENA_GELOMBANG_FISIKA. diakses 30 November 2015)

Drajat. 2009. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta. p. 369.

Mardiana, Wike. 2013.  Percobaan Tangki Riak, (online).(http://lotusflower26w.blogspot.com/2013/12/percobaan-tangki-riak.html diakses 30 November 2015).

Radiman, M. 2014. Sifat Sifat Gelombang Cahaya. (Online). (http://muna133.student.unidar.ac.id/2014/07/a-sifat-sifat-gelombang-cahaya.html. diakses 30 November 2015)