Gelombang, Bunyi, dan Cahaya

Gelombang bunyi & cahaya: cepat rambat di medium, efek Doppler, dawai & pipa organa, resonansi & layangan, intensitas & taraf intensitas, spektrum cahaya, difraksi-interferensi-polarisasi.

Tujuan Pembelajaran (8)

FIS-F.PI4Menerapkan gejala gelombang dalam kehidupan sehari-hari.
FIS-F.PI4.1Menetapkan persamaan kecepatan rambat bunyi di aneka medium.
FIS-F.PI4.2Menerapkan rumus efek Doppler untuk memecahkan persoalan sumber/pendengar yang bergerak.
FIS-F.PI4.3Menetapkan keterkaitan antara frekuensi dawai dibanding pipa organa.
FIS-F.PI4.4Menetapkan keterkaitan panjang kolom udara dengan panjang gelombang saat resonansi, sekaligus menetapkan jumlah layangan bunyi per detik.
FIS-F.PI4.5Menetapkan intensitas bunyi beserta taraf intensitas bunyi (decibel).
FIS-F.PI4.6Menerangkan spektrum cahaya pada peristiwa penguraian cahaya.
FIS-F.PI4.7Menerapkan konsep difraksi, interferensi, beserta polarisasi gelombang cahaya untuk memecahkan persoalan dan teknologi keseharian.

Simulasi · 23

Subscriber

Akor dan Pelayangan Bunyi

Jelajahi hubungan rasio frekuensi, interval nada, intonasi murni, temperamen sama, superposisi gelombang, dan pelayangan bunyi melalui visualisasi serta audio interaktif.

Subscriber

Bandul pada Sudut Besar

Bandul diselesaikan dari persamaan geraknya yang sesungguhnya, yaitu persamaan tidak linear yang memuat sinus sudut, bukan dari rumus periode yang biasa diajarkan. Karena itu periode hasil pengukuran dapat dibandingkan langsung dengan dua perkiraan sekaligus: rumus sudut kecil dan rumus berkoreksi amplitudo. Pada sudut kecil ketiganya berimpit, tetapi begitu sudutnya diperbesar, periode sesungguhnya berangsur menjauh dan selisihnya ditampilkan dalam persen beserta keterangan apakah rumus sudut kecil masih layak dipakai. Panjang tali, sudut awal, massa, percepatan gravitasi, dan redaman dapat diatur, sehingga dapat dibuktikan sendiri bahwa massa sama sekali tidak memengaruhi periode. Dilengkapi grafik simpangan sudut terhadap waktu serta batang energi kinetik, energi potensial, dan jumlah keduanya yang memperlihatkan kekekalan energi ketika redaman dimatikan.

Subscriber

Gelombang Air, Bunyi, dan Cahaya

Tiga jenis gelombang disajikan dengan tampilan yang sama persis: riak air yang merambat 2 meter tiap detik, bunyi di udara yang merambat 343 meter tiap detik, dan cahaya tampak yang merambat tiga ratus juta meter tiap detik. Frekuensinya diatur dalam rentang yang sesungguhnya untuk tiap jenis, yaitu hertz untuk riak, hertz nada musik untuk bunyi, dan terahertz untuk cahaya, lalu panjang gelombang serta periodenya dihitung dari hubungan yang sama. Karena tampilannya seragam, terlihat bahwa menaikkan frekuensi selalu memendekkan panjang gelombang sementara cepat rambatnya tidak pernah berubah, sebab yang menentukan cepat rambat adalah mediumnya dan bukan sumbernya. Amplitudo dapat digeser terpisah untuk menunjukkan bahwa ia tidak memengaruhi frekuensi maupun panjang gelombang. Pada mode cahaya, warna garis gelombangnya dihitung dari panjang gelombangnya sehingga berjalan dari merah ke ungu seiring frekuensinya dinaikkan.

Member

gelombang-pulsa

Subscriber

Interferensi Dua Sumber Suara

Visualisasi interaktif pola interferensi gelombang dari dua sumber suara. Mendemonstrasikan interferensi konstruktif (penguatan) dan destruktif (pelemahan) berdasarkan prinsip superposisi gelombang.

Subscriber

interferensi-pulsa

Subscriber

Laboratorium Gelombang Transversal

Simulasi interaktif untuk mempelajari hubungan antara frekuensi, amplitudo, periode, dan panjang gelombang pada gelombang transversal.

Subscriber

Pemantulan Gelombang (Refleksi)

Visualisasi interaktif pemantulan gelombang suara dari tembok menggunakan metode sumber bayangan (image source). Mendemonstrasikan gelombang berdiri akibat interferensi antara gelombang insiden dan gelombang terpantul.

Subscriber

Pembiasan Cahaya, Prisma, dan Lensa

Tiga papan percobaan optik disediakan dalam satu meja. Papan pertama menampilkan batas dua medium: laser dapat diseret untuk mengubah sudut datang, sinar bias mengikuti hukum Snell, dan ketika cahaya menuju medium yang lebih renggang sinar biasnya merunduk lalu lenyap tepat di sudut kritis. Tebal dan terang sinar pantul serta sinar bias mengikuti persamaan Fresnel, sehingga terlihat bahwa pembagian intensitas berubah bersama sudut datang, bukan tetap. Papan kedua menguraikan cahaya putih dengan prisma: tiga belas panjang gelombang ditelusuri satu per satu melalui persamaan Cauchy, sehingga ungu terbelokkan paling kuat dan merah paling lemah, dan besar dispersi sudutnya terbaca sebagai angka. Papan ketiga membentuk bayangan lensa tipis dengan tiga sinar utama, untuk lensa cembung maupun cekung, lengkap dengan sifat bayangannya. Busur derajat dapat ditumpangkan pada ketiga papan.