materi sekolah 2

Belauan Gelombang
Pembelauan gelombang ialah penyebaran gelombang yang berlaku apabila suatu gelombang merambat melalui suatu celah atau halangan.
Saiz halangan besar menghasilkan belauan yang kurang jelas.
Saiz penghalang yang kecil dan lebih kurang sama dengan saiz l menghasilkan belauan yang jelas.
Kesan daripada fenomena pembelauan gelombang ini dapat dilihat dengan jelas jika(a) lebar celah atau halangan adalah kecil(b) panjang gelombang adalah lebih besar
Fenomena pembelauan ini tidak mengubah panjang gelombang dan frekuensi gelombang, tetapi arah gerakan dan bentuk gelombang terbelau berubah.
Celah lebar menghasilkan belauan kurang jelas.
Celah kecil menghasilkan belauan lebih jelas.
Rajah di bawah menunjukkan perbezaan kesan pembelauan gelombang satah air yang merambat melalui dua celah yang mempunyai kelebaran yang berbeza.
Corak pembelauan membulat dihasilkan apabila melalui halangan kecil.
Corak pembelauan membulat dihasilkan apabila melalui celah kecil.
Pembelauan gelombang bunyi adalah lebih mudah dikesan berbanding dengan pembelauan gelombang cahaya. Ini adalah adalah kerana panjang gelombang bunyi adalah lebih besar berbanding dengan panjang gelombang cahaya yang lebih kecil.
Gelombang Bunyi
Gelombang bunyi ialah sejenis gelombang membujur yang boleh merambat melalui pepejal, cecair dan gas.
Bunyi dihasilkan oleh suatu sistem yang bergetar seperti getaran tala bunyi atau kon pembesar suara. Ianya adalah sejenis gelombang mekanikal.
Bagaimana gelombang bunyi bergerak? Secara amnya gelombang bunyi bergerak melalui perambatan molekul-molekul udara.
Apabila kon pembesar suara bergetar ke hadapan, molekul-molekul udara di hadapannya dimampatkan. Apabila kon pembesar suara bergetar ke belakang, molekul-molekul udara di hadapannya direnggangkan. Ini akan menghasilkan satu siri mampatan dan regangan molekul-molekul udara.
Getaran yang dihasilkan oleh kon pembesar suara membekalkan tenaga pada molekul-molekul udara. Tenaga dipindahkan oleh getaran molekul-molekul udara dalam siri mampatan dan rengangan udara. Lama kelamaan tenaga pada molekul-molekul ini akhirnya akan lemah dan lesap.
Molekul-molekul udara bagi gelombang bunyi bergetar pada arah yang sama dengan arah perambatan bunyi tersebut. Gelombang bunyi juga merupakan suatu gelombang membujur.
Gelombang bunyi memerlukan medium tertentu untuk ianya bergerak. Oleh itu gelombang bunyi tidak dapat merambat dalam keadaan vakum.
Gerakan perambatan molekul-molekul udara ini menghasilkan halaju v, panjang gelombang l dan frekuensi gelombang ¦.
Halaju bunyi dalam satu medium bolehlah dirumuskan sebagai;
v = l¦ di mana
l = panjang gelombang ¦. = frekuensi gelombang.
Halaju gelombang bunyi dalam suatu gas dipengaruhi oleh(a) suhu gas(b) jisim molekul gas itu.
Halaju gelombang bunyi adalah lebih tinggi jika suhu persekitaran gas yang dilaluinya adalah tinggi jika dibandingkan dengan suhu yang lebih rendah.
Pada suhu yang sama, halaju gelombang bunyi adalah lebih tinggi bagi bagi gas yang mempunyai molekul gas yang lebih kecil berbanding dengan molekul gas yang lebih besar.
Gelombang bunyi bergerak atau merambat dengan halaju yang lebih tinggi dalam pepejal berbanding dengan cecair dan gas. Ini adalah disebabkan molekul pepejal dan cecair adalah lebih rapat jika dibandingkan dengan molekul-molekul dalam gas.
Gelombang bunyi juga menghasilkan fenomena-fenomena pantulan, pembiasan, pembelauan dan interferens.
Gelombang Cahaya
Cahaya ialah sejenis gelombang elektromagnet.
Cahaya ialah sejenis gelombang melintang kerana wujudnya medan elektrik dan medan magnet yang bergetar secara berserenjang ke arah perambatan cahaya.
Gelombang cahaya mempunyai sifat, ciri dan fenomena seperti pantulan, pembiasan, pembelauan dan interferens. Sifat-sifat pembelauan dan interferens mengesahkan sifat cahaya sebagai sejenis gelombang
Gelombang Elektromagnet
Gelombang Elektromagnet ialah gelombang yang mengandungi medan magnet dan medan elektrik yang saling berserenjang antara satu dengan lain dengan arah perambatan gelombang.
Gelombang elektromagnet ialah sejenis gelombang melintang. Gelombang ini terhasil daripada ayunan elektrik yang saling bertukar di antara medan elektrik dan medan magnet.
Terdapat pelbagai jenis gelombang yang termasuk dalam siri gelombang elektromagnet ini dengan panjang gelombang dan frekuensi yang berlainan.
Berikut adalah jenis gelombang dalam spektrum elektromagnet dengan panjang gelombang dan frekuensi yang berlainan.
Apabila frekuensi bertambah, panjang gelombang berkurang.
Jenis Gelombang
Sumber
Contoh Aplikasi
Gelombang Radio
Litar pemancar elektronik dan aerial
Bidang komunikasi dan telefon
ATURSistem pemancaran dan penerimaan radio dan TV
Gelombang mikro
Pemancaran gelombagang mikro
Komunikasi statelit dan telefon satelit
Proses pemanasan makanan dalam ketuhar gelombang mikro
Alat radar pengesan
Inframerah
Jasad panas dan sinaran matahari
Lampu inframerah yang digunakan dalam fisiotrafi.
Gambar inframerah digunakan sebagai suatu kaedah penyiasatan dalam perubatan.
Pemanasan.
Cahaya nampak
Api, jasad panas yang membara, tiub nyahcas, matahari
Membolehkan penglihatan
proses fotosistesis
proses fotografi
Sinar Ultraungu
Tiub discas dan jasad yang sangat panas
Pensterilan
Mengesan wang palsu
Sinar-X
Tiub sinar x
Merawat kanser
Mengambil gambar foto sinar-x.
Kaedah mencari retakan dalam salur paip.
Sinar-g
Bahan radio aktif
Merawat kanser Pensterilan
TIP
Untuk mengingat urutan spektrum gelombang elektromagnet dengan mudah pelajar boleh menghafal perkataan berikut.
Gelombang Melintang (Transverse waves)
Gelombang melintang (transverse waves) ialah gelombang yang zarah mediumnya bergetar pada arah yang berserenjang dengan arah perambatan. (Transverse waves are waves which travel in a direction perpendicular to the direction of the vibrations).
Gelombang melintang boleh bergerak melalui vakum kerana tidak memerlukan medium (bahantara) untuk bergerak.
Contoh gelombang melintang ialah gelombang cahaya. (Examples of transverse waves are light waves and other electromagnetic wave).
Ke laman Gelombang MembujurKe laman Puncak dan Lurah
Gelombang Membujur (Longitudinal waves)
Gelombang membujur (Longitudinal waves) ialah gelombang yang zarah mediumnya bergetar pada arah yang sama dengan arah perambatan gelombang itu. (Longitudinal waves travel in a direction parallel to the direction of vibrations.Examples of longitudinal waves are sound waves)
Contoh gelombang melintang ialah gelombang bunyi.(Examples of transverse waves are soudn waves)

Ke laman Gelombang MelintangKe laman Puncak dan Lurah
Inferens Gelombang
Interferens gelombang ialah kesan superposisi yang dihasilkan oleh dua gelombang dari dua punca yang koheren. Dengan kata lain, interferens berlaku apabila berlakunya pertembungan dua gelombang yang mempunyai frekuensi yang sama dan sama fasa.
Hasil pertembungan dua gelombang ini menyebabkan berlakunya interferens membina atau interferens memusnah. Ianya bermaksud pertembungan gelombang ini akan menghasilkan satu gelombang yang mempunyai amplitud yang lebih besar atau akan menyebabkan amplitudnya menjadi sifar.
Dua punca gelombang yang koheren adalah gelombang-gelombang yang dihasilkan oleh dua punca yang: (a) sama frekuensi; dan (b) sama fasa atau mempunyai beza fasa yang tetap.
Inferens Gelombang (sambungan)
Keadaan superposisi ialah keadaan di mana apabila dua gelombang merambat melalui suatu titik tertentu pada ketika yang sama, ini akan menyebabkan sesaran paduan pada titik itu sama dengan jumlah secara vektor bagi sesaran setiap gelombang individu.
Sebagai contoh, apabila suatu punca bertemu puncak yang sama amplitudnya a, gelombang paduan akan mempunyai amplitud a + a = 2a. Keadaan ini dikatakan sebagai Interferens membina.
Tetapi apabila suatu puncak bertemu dengan lembangan yang sama amplitudnya a, gelombang paduan akan menghasilkan amplitud a + (-a) = 0. Keadaan ini dikatakan sebagai Interferens memusnah.
Interferens membina adalah hasil paduan dua gelombang yang sama fasa (sama ada puncak bertemu puncak atau lembangan bertemu lembangan). Ia akan menghasilkan gelombang paduan yang amplitudnya maksimum.
Inferens Gelombang (sambungan)
Interferens memusnah ialah hasil paduan dua gelombang yang luar fasa ( sama ada puncak bertemu lembangan atau sebaliknya) dan menghasilkan gelombang paduan yang sesaranya sifar.
Terdapat beberapa uji kaji di makmal yang boleh dilakukan untuk memerhatikan fenomena Interferens ini . Antaranya ialah fenomena gelombang air yang dihasilkan oleh dua pencelup sfera plastik dalam sebuah tangki riak. Hasil daripada uji kaji ini dapat digambarkan seperti rajah di bawah.
Inferens Gelombang (sambungan)
Garis antinod ialah garis yang menyambung semua titik puncak maksimum dengan lembangan maksimum. Ini bermaksud pada titik-titik garis antinod berlakunya interferens yang membina.
Garis nod ialah garis yang menyambung semua titik sesaran sifar, iaitu titik-titik yang berlakunya interferens memusnah.
Dari corak interferens yang terhasil, kita dapat menentukan panjang gelombang l, bagi gelombang air tersebut dengan rumus di bawah :
l =
l = panjang gelombanga = jarak di antara dua sumber yang koheren x = jarak pemisah di antara dua garis antinod atau dua garis nod berturutan.D = jarak dari sumber yang koherens kepada satah jarak x diukur.

Jenis Gelombang
Terdapat dua jenis gelombang, iaitu: a) Gelombang melintang (transverse waves) dan b) Gelombang membujur (Longitudinal waves)
Apabila suatu gelombang merambat menerusi sesuatu medium, zarah-zarah medium tersebut bergetar di sekitar kedudukan seimbang tetapi zarah-zarah medium tersebut tidak bergerak bersama dengan gelombang tersebut.
Gerakan zarah ini boleh diwakilkan dengan graf sesaran melawan jarak seperti rajah di bawah. Dengan graf tersebut kita boleh menentukan nilai amplitud, frekuensi dan panjang gelombang bagi gelombang tersebut.
Amplitud (Amplitude) ialah sesaran maksimum zarah medium dari kedudukan keseimbangan.
Panjang gelombang (wavelength), ialah jarak di antara dua titik berturutan yang bergetar secara sefasa. Sefasa bermaksud apabila kedua-dua titik berada dalam getaran yang serupa iaitu: a) mempunyai sesaran yang sama b) bergetar pada arah yang sama.
Pantulan Gelombang
Pantulan gelombang mematuhi hukum pantulan, iaitu sudut tuju adalah sama dengan sudut pantulan.
Panjang gelombang bagi gelombang tuju adalah sama dengan panjang gelombang bagi gelombang yang dipantulkan.
Frekuensi bagi gelombang tuju, gelombang pantul dan penggetar adalah sama.
Gelombang yang dipantulkan mempunyai magnitud halaju yang sama tetapi arah yang berlainan dengan gelombang tuju.
Pantulan satah ialah pembalikan gelombang yang berlaku apabila gelombang tuju terkena pada suatu pemantul.
Sudut antara gelombang tuju dengan garis normal pada titik tuju dikenali sebagai sudut tuju. Manakala sudut antara gelombang pantulan dengan garis normal dikenali sebagai sudut pantulan
Pantualan gelombang ini mematuhi hukum pantulan iaitu sudut tuju i adalah sama dengan sudut pantulan, r.
Ð i = Ð r
Corak pantulan membulat oleh suatu satah pemantul. Gelombang kelihatan seolah-oleh mencapah dari titik imej P’

Pantulan Gelombang (sambungan)
Berikut adalah beberapa rajah bagi corak pemantulan melengkung.(a) Gelombang satah yang menuju ke suatu permukaan cekung dipantulkan sebagai gelombang membulat yang tertumpu pada titik fokus F.
(b) Gelombang membulat yang menuju ke permukaan mencekung dipantulkan sebagai gelombang satah.
(c) Gelombang membulat dari titik pusat C, Selepas dipantul menumpu di C.
(d) Gelombang satah yang menuju ke permukaan cembung dipantul sebagai gelombang membulat yang seolah-oleh mencapah daripada titik F.
(e) Gelombang membulat yang berpunca dari titk P dipantulkan oleh permukaan cembung sebagai gelombang membulat yang kelihatan mencapah dari titik imej i.
Halaju gelombang, panjang gelombang dan frekuensi gelombang tidak berubah.
Pembiasan Gelombang
Pembiasan gelombang ialah perubahan arah gerakan atau perambatan gelombang yang disebabkan oleh perubahan halaju gelombang. Ini adalah disebabkan oleh gelombang yang bergerak atau merambat dari satu medium ke satu medium yang berlainan.
Kajian keadaan pembiasan gelombang ini biasanya dilakukan dengan menggunakan tangki riak dan plat perspeks. Kajian ini biasanya boleh dilakukan di dalam makmal.
Pembiasan gelombang air berlaku disebabkan oleh perubahan halaju air yang disebabkan oleh perubahan kedalaman air.
Apabila suatu gelombang air bergerak dari kawasan dalam ke kawasan yang cetek atau sebaliknya halaju dan panjang gelombang air akan berubah.
Pembiasan Gelombang (sambungan)
Apabila gelombang air menuju secara berserenjang ke sempadan kawasan air cetek, gelombang air dibiaskan dengan sudut biasan yang sifar.
Gelombang air akan dibiaskan mendekati garis normal apabila ia merambat dari kawasan dalam ke kawasan cetek pada suatu sudut.
Pembiasan Gelombang (sambungan)
Bagi biasan air dari kawasan cetek ke kawasan dalam, gelombang air akan dibiaskan menjauhi garis normal.
Berikut adalah perubahan-perubahan halaju, panjang gelombang dan frekuensi gelombang air apabila berlakunya pergerakan gelombang air bagi kedalaman air yang berlainan.

Di kawasan air dalam
Di kawasan air cetek
Halaju gelombang, v
Lebih cepat
Lebih perlahan
Panjang gelombang,
Bertambah
Berkurang
Frekuensi,
Tidak berubah
Tidak berubah
Permbiasan gelombang air juga berlaku mengikut bentuk permukaan yang dilaluinya, iaitu apabila air merambat menuju ke suatu permukaan cetek yang berbentuk cembung atau cekung, pembiasan yang berlaku adalah seperti rajah di bawah.
Pembiasan Gelombang (sambungan)
Fenomena-fenomena ini boleh dilihat bagi kawasan-kawasan berteluk seperti di kawasan pantai yang mempunyai teluk atau tanjung. Kesan pembiasan menyebabkan bentuk gelombang air mengikut bentuk pantai apabila gelombang air tersebut semakin menghampiri kawasan pantai.
(a) Gelombang air laut yang bermula di kawasan tengah laut biasanya menghasilkan gelombang air yang seragam kerana ia mempunyai kedalaman air yang hampir sama. Muka-muka gelombang air adalah hampir sama, lurus dan selari di antara satu dengan yang lain. (b) Apabila gelombang air itu bergerak menghampiri kawasan pantai yang lebih cetek, pembiasan gelombang air akan berlaku dan gelombang air akan bergerak dengan halaju yang semakin perlahan. Ini menyebabkan muka-muka gelombang semakin rapat. (c) Gelombang air dibiaskan mendekati garis normal, menyebabkan muka-muka gelombang juga akan mengikut bentuk pantai tersebut.
Puncak dan Lurah Gelombang
Apabila puncak gelombang bertemu puncak gelombang ia menghasilkan puncak yang lebih besar. Apabila lurah gelombang bertemu lurah gelombang ia menghasilkan lurah yang lebih besar.
Tetapi apabila puncak gelombang bertemu lurah gelombang ia menghasilkan kawasan tenang (tiada gelombang)


Ke laman Gelombang MembujurKe laman Gelombang Melintang