Jelaskan hubungan antara panjang gelombang, Frekuensi, cepat rambat, dan periode gelombang

Artikel ini akan membahas tentang rumus panjang gelombang dalam fisika beserta pengertian, jenis-jenis, hubungan dengan frekuensi, dan soal dengan pembahasan.

Halo, Sobat Zenius! Lo pasti pas kelas 11 udah belajar yang namanya gelombang. Kalau belum, yuk disimak video ini. Gelombang itu apa, sih? Gelombang secara konsep adalah getaran yang merambat. Gelombang bermacam-macam jenisnya, tergantung frekuensi, amplitudo, arah getar, arah rambat, dan panjang gelombang. Nah, pada artikel kali ini gue bakal ngebahas tentang panjang gelombang.

Apa Itu Panjang Gelombang?

Foto oleh UNKRIS Jakarta

Panjang gelombang atau periode spasial merupakan sebuah jarak selang satuan berulang dari sebuah pola gelombang. Kebalikan dari panjang gelombang adalah frekuensi spasial. Panjang gelombang disimbolkan dalam huruf Yunani, lambda [].

Gelombang pada dasarnya terbagi menjadi 2, yaitu gelombang transversal dan longitudinal. Nah, cara menghitung panjang gelombang berbeda-beda tiap jenisnya. Bagaimana sih cara menghitung panjang gelombang masing-masingnya?

Download Aplikasi Zenius

Tingkatin hasil belajar lewat kumpulan video materi dan ribuan contoh soal di Zenius. Maksimalin persiapanmu sekarang juga!

Rumus Panjang Gelombang Transversal

Foto oleh Kumparan

Pada gelombang transversal, panjang dapat dihitung sebagai jarak puncak gelombang [peak] ke puncak gelombang sebelahnya, atau lembah [trough] gelombang ke lembah di sebelahnya. Dari gambar bisa dilihat bahwa panjang gelombang adalah B sampai F disebut satu panjang gelombang, atau bisa juga D sampai H pun disebut satu panjang gelombang.

Rumus Panjang Gelombang Longitudinal

Foto oleh Zenius Education

Pada gelombang longitudinal, panjang gelombang dapat dihitung dari satu regangan ke regangan setelahnya, atau jarak dari satu rapatan ke rapatan sebelahnya. Dari gambar bisa kita tentukan bahwa satu panjang gelombang adalah tiap rapatan atau yang warna biru sampai warna biru satunya.

Hubungan Rumus Panjang Gelombang dengan Frekuensi

Foto oleh Abi Blog

Dilansir dari BCcampus Open Publishing, panjang gelombang berkaitan langsung dengan frekuensi. Frekuensi adalah karakteristik fisik yang menyatakan banyaknya gelombang dalam satuan waktu. Hubungan panjang gelombang dan frekuensi berbandung terbalik. Semakin besar panjang gelombang, maka akan semakin rendah frekuensinya. Adapun semakin pendek panjang gelombang, maka akan semakin tinggi frekuensinya.

Panjang gelombang sama dengan kecepatan macam gelombang dibagi oleh frekuensi gelombang. Ketika berhadapan dengan radiasi elektromagnetik dalam ruang hampa, kecepatan ini merupakan kecepatan cahaya [c], untuk sinyal [gelombang] di udara, ini merupakan kecepatan suara di udara. Hubungannya adalah:

Keterangan:

= panjang gelombang [] atau [m]

c = kecepatan cahaya dalam vakum = 299.792,458 km/d ~ 300.000 km/s = 3.000.000 m/s

atau

c = kecepatan suara dalam udara = 343 m/s pada 20 oC

f = frekuensi gelombang [Hz]

Rumus Panjang Gelombang

Foto oleh Kompas.com

Panjang gelombang dapat dicari dengan rumus sebagai berikut:

atau

atau

Keterangan:

= panjang gelombang [] atau [m]

s = jarak suatu gelombang [m]

n = banyaknya gelombang

v = cepat rambat gelombang [m/s]

T = periode [s]

f = frekuensi [Hz]

Contoh Soal dan Pembahasan Rumus Panjang Gelombang

Foto oleh Emiliano Arano dari Pexels.

• Sebuah gelombang memiliki frekuensi sebesar 200 Hz dengan kecepatan perambatan sebesar 20 m/s. Berapa panjang gelombang tersebut?

Pembahasan

Dik:

f = 200 Hz

v = 20 m/s

Dit: ?

Jawaban:

m

Jadi, panjang gelombang dari soal tersebut adalah sebesar 0,1 meter.

• Sebuah gelombang memiliki panjang gelombang sebesar 0,1 meter dengan jarak suatu gelombang sebesar 2 meter. Berapa banyaknya gelombang??

Pembahasan

Dik:

m

s = 2 m

Dit: n?

0,1 = 2 / n

n = 2 / 0,1

n = 20

Jadi, banyaknya gelombang pada soal tersebut adalah 20.

• Sebuah gelombang memiliki panjang gelombang sebesar 0,2 meter dengan periode sebesar 40 sekon. Berapa cepat rambat gelombang tersebut?

Pembahasan

Dik:

m

T = 40 s

Dit: v?

Jawaban:

0,2 = v / 40

v = 0,2 . 40

v = 8 m/s

Jadi, besaran cepat rambat dari gelombang tersebut adalah sebesar 8 m/s.

Cukup sekian artikel tentang panjang gelombang dari gue. Gue harap kalian semua jadi bisa ngebantai semua soal di sekolah tentang panjang gelombang!

Baca Juga Artikel Fisika Lainnya

4 Rumus Energi Listrik Yang Bisa Bantu Fisika Kamu!

4 Rumus Daya Listrik dalam Fisika Beserta 3 Contoh Soal

Rumus Gaya Lorentz dalam Fisika Beserta 3 Contoh Soal

Video yang berhubungan

10.46

Hubungan antara Panjang Gelombang, Frekuensi, Cepat Rambat, dan Periode Gelombang. Silahkan simak pembahasan sebelumnya yaitu tentang berbagai macam gelombang ada gelongbang longitudenal ada juga gelombang tranversal. Perhatikan ilustrasi berikut ini. Pernahkah memperhatikan cahaya kilat dan bunyi guntur? Kita akan mendengar bunyi guntur beberapa saat setelah cahaya kilat terlihat. Walaupun guntur dan cahaya kilat muncul dalam waktu yang bersamaan, kamu akan melihat cahaya kilat lebih dahulu karena cahaya merambat jauh lebih cepat daripada bunyi. Cahaya merambat dengan kecepatan 3 x 108 ms-1, sedangkan bunyi hanya merambat dengan kecepatan 300 ms-1. Cepat rambat gelombang dilambangkan dengan v, dengan satuan ms-1. Kecepatan adalah perpindahan dibagi waktu, atau dapat dirumuskan sebagai berikut.

Jika gelombang itu menempuh jarak satu panjang gelombang (λ), maka waktu tempuhnya adalah periode gelombang itu (T), sehingga rumus di atas dapat ditulis

Karena T= 1/f, dengan mengganti T pada rumus kecepatan itu, maka cepat rambat gelombang dapat dirumuskan sebagai berikut.

dimana:f = Frekuensiλ = Panjang Gelombang Bagaimana jika kita membuat gelombang tali dengan frekuensi yang berbeda? Kita akan menemukan jika frekuensi gelombang tali diperbesar, maka panjang gelombangnya mengecil. Mengapa? Dalam medium yang sama, cepat rambat gelombang adalah tetap. Misalnya cepat rambat gelombang pada tali adalah 12 m/s, dengan frekuensi gelombang 4 Hz, maka panjang gelombangnya adalah 3 m (12/4 = 3 m). Namun jika frekuensi diperbesar menjadi 6 Hz, maka panjang gelombangnya menjadi 2 m (12/6 = 2 m). Apa yang terjadi jika frekuensi gelombangnya diperkecil? Misalnya menjadi 2 Hz, berapakah panjang gelombangnya sekarang? Penasaran? Silahkan saja lakukan percobaan dengan merubah angka - angka yang mudah.

Contoh Soal

 Permukaan air merambat dengan panjang gelombang 2 m. Jika waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu gelombang adalah 0,5 s, tentukan:a. cepat rambat gelombang,b. frekuensi gelombang. Penyelesaian:Diketahui : perambatan gelombang pada air λ = 2 m T= 0,5 s Ditanyakan : a. Cepat rambat gelombang (v)?b. Frekuensi (f)? Jawab :a. v = λ/T = 2 m/ 0.5 S = 4 m/s Jadi, cepat rambat gelombang air adalah 4 m/s

b. f= 1/T = 1/0.5 s = 2 Hz

Jadi, frekuensi gelombang air adalah 2 Hz

Demikian tentang  Hubungan antara Panjang Gelombang, Frekuensi, Cepat Rambat, dan Periode Gelombang, semoga bermanfaat.

Materi ini merupakan kelanjutan dari pembahasan "Pengertian Gelombang dan Macam - macam Gelombang", yaitu tentang " Hubungan antara Panjang Gelombang, Frekuensi, Cepat Rambat, dan Periode Gelombang ".

A). Hubungan antara Frekuensi dan Periode Gelobang

Hubungan antara frekueansi dengan periode gelombang dirumuskan sebagai berikut:

f = 1:T

atau

T = 1:f

Keterangan:

f = Frekueansi gelombang (Hz)
T = Periode gelombang (sekon)

B). Hubungan antara Panjang, Periode, dan Cepat Rambat Gelombang

Gelombang merambat dari ujung yang satu ke ujung yang lain memiliki kecepatan dan menempuh jarak tertentu dalam waktu tertentu.

Hubungan antara panjang gelombang, periode, dan cepat rambat gelombang dinyatakan dalam rumus sebagai berikut:

V = λ:T

Karena f = 1:T, maka:

V = λ x f

Keterangan:

λ = Panjang gelombang (meter)
T = Periode gelombang (sekon)
V = Cepat rambat gelombang (m/s)

Hubungan antara Panjang Gelombang, Frekuensi, Cepat Rambat, dan Periode Gelombang

C). Istilah - istilah pada Gelombang

#1. Panjang Gelombang

Merupakan jarak yang ditempuh oleh satu gelombang. Lambang untuk panjang gelombang adalah "λ" (Lambda), satuannya meter.

#2. Frekuensi Gelombang

Merupakan banyaknya gelombang dalam waktu satu detik. Lambang untuk frekuensi gelombang adalah "f", satuannya Hertz (Hz). Jika frekuensi suatu gelombang semakin besar, maka panjang gelombangnya semakin kecil (V tetap), atau dengan kata lain frekuensi gelombang berbanding terbalik dengan panjang gelombang dengan syarat cepat rambanya.

#3. Periode Gelombang

Merupakan waktu yang diperlukan untuk terjadinya satu gelombang. Lambang untuk periode gelombang adalah "T", satuannya sekon atau detik.

#4. Cepat Rambat Gelombang

Merupakan jarak yang ditempuh gelombang dalam waktu satu detik. Lambang untuk cepat rambat gelombang adalah "V", satuannya m/s Besar Panjang gelombang sebanding dengan cepat rambat gelombangnya, dan berbanding terbalik dengan frekuensi.

D). Sifat - sifat Gelombang

Dalam rambatnya pada suatu medium, gelombang memiliki beberapa sifat antara lain sebagai berikut:

#1. Gelombang dapat dipantulkan (Refleksi)

Gelombang dapat dipantulkan jika mengenai dinding penghalang. Contoh: Terbentuknya gaung dan gema merupakan pantulan dari bunyi. Gaung merupakan bunyi pantul yang datang sebelum bunyi asli selesai dikeluarkan. Sedangkan Gema merupakan bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli selesai dikeluarkan.

#2. Gelombang dapat dibiaskan (Refraksi)

Gelombang dapat dibiaskan jika merambat melalui dua medium zat yang kerapatannya berbeda. Contoh: Bintang - bintang tampak jelas berkedip jika kita melihatnya pada waktu malam hari.

#3. Gelombang dapat melentur (difraksi)

Gelombang dapat melentur jika merambat melalui celah sempit. Contoh: Kita tetap dapat mendengar suara orang yang ada di luar meskipun kita sedang berada di dalam ruangan yang tertutup.

#4. Gelombang dapat berpadu (Interferensi)

Gelombang dapat berpadu jika dua gelombang atau lebih dapat berada di suatu tempat tanpa saling mengganggu. Contoh: Kita dapat memilih berbagai macam gelombang radio, atau membedakan masing - masing bunyi dari berbagai alat musik yang dibunyikan secara bersama.

Contoh Soal

1). Pada permukaan air laut terjadi 20 gelombang selama 4 sekon. Jika cepat rambat gelombang 10 m/s, hitunglah panjang gelombangnya!

2). Gambar berikut melukiskan grafik hubungan antara simpangan dan kedudukan dari sebuah gelombang. Jika gelombang memerlukan waktu 5 sekon untuk menempuh jarak 15 meter seperti tampak pada gambar berikut.

Contoh soal gelombang

Tentukan:
a. Amplitudo gelombang
b. Panjang gelombang
c. Frekuensi gelombang
d. Cepat rambat gelombang

Penyelesaian

1). Diketahui:

n = 20 kali V = 10 m/s t = 4 s
Ditanya : λ = .....?
Jawab : f = n:t

f = 20:4

f = 5 Hz λ = v:f

λ = 10:5

λ = 2 m Jadi panjang gelombagnya adalah 2 m.

2). Jawab:

a. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa jarak (simpangan) terbesar dari titik seimbang ke puncak gelombang atau dasar gelombang adalah 4 cm = 0,04 m.
Jadi amplitudo gelombang tersebut adalah 0,04 m.

b. Pada gambar tersebut terjadi 2,5 gelombang dalam jarak 15 m. Maka:

2,5 λ = 15 m 5/2 λ = 15 m

5/2 λ = (2x15):5 = 30:5 = 6 m.

Jadi panjang gelombangnya adalah 6 m.

c. Terjadi 2,5 gelombang dalam waktu 5 sekon. Maka:

f = n:t

f = (2,5):5

f = 0,5 Hz
Jadi frekuensi gelombangnya adalah 0,5 Hz.

d. Cepat rambat gelombang (V)

= λ x f = 6 x 0,5 = 3 m/s

Jadi cepat rambat gelombangnya adalah 3 m/s. #Materiipa08

Terakhir diperbarui: 12-11-2018