Bank Soal Fisika SMA Konsep dan Gejala Gelombang

Diketahui:

Panjang gelombang di medium A $\lambda_{\text{A}}$ = 12 cm = 0,12 m

Panjang gelombang di medium B $\lambda_{\text{B}}$ = 8 cm = 0,08 m

Frekuensi gelombang di medium A dan B $f_{\text{A}}=f_{\text{B}}$

Cepat rambat gelombang di medium A $v_{\text{A}}=0,6$ m/s

Ditanya:

Cepat rambat gelombang di medium B $v_{\text{B}}=$ ?

Dijawab:

Gelombang merupakan perambatan suatu getaran yang disertai pemindahan energi dari suatu tempat ke tempat lain, tetapi tidak disertai medium perambatannya. Satu gelombang sama dengan $1\lambda$ atau satu panjang gelombang. Panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak berurutan atau jarah dua dasar berurutan. Pada gelombang longitudinal, jarak antara dua pusat renggangan yang berdekatan atau dua pusat rapatan yang berdekatan dihitung satu panjang gelombang. Adapun jarak antara pusat renggangan dan pusat rapatan yang berdekatan adalah setengah panjang gelombang. Hal ini juga berlaku pada gelombang transversal dengan mengganti renggangan dan rapatan menjadi bukit dan lembah. Secara konsep, jarak satu panjang gelombang tiap satu periode disebut dengan cepat rambat gelombang dan dinyatakan melalui persamaan:

$v=\frac{\lambda}{T}$

Periode adalah selang waktu yang diperlukan untuk menempuh satu getaran atau satu gelombang dan dinyatakan dengan:

$T=\frac{t}{n}$

Sementara itu, satu per periode merupakan frekuensi, dimana frekuensi adalah banyaknya gelombang yang dihasilkan dalam satu kali getaran.

$f=\frac{n}{t}$

sehingga

$f=\frac{1}{T}$ dan $T=\frac{1}{f}$

dengan demikian persamaan cepat rambat gelombang dapat juga dinyatakan dengan persamaan

$v=\lambda f$

Maka untuk menentukan cepat rambat gelombang di medium B dapat menggunakan perbandingan cepat rambat gelombang

$\frac{v_{\text{A}}}{v_{\text{B}}}=\frac{\lambda_{\text{A}}f_{\text{A}}}{\lambda_{\text{B}}f_{\text{B}}}$

Karena frekuensinya tetap, maka

$\frac{v_{\text{A}}}{v_{\text{B}}}=\frac{\lambda_{\text{A}}}{\lambda_{\text{B}}}$

$v_{\text{B}}=\frac{v_{\text{A}}\lambda_{\text{B}}}{\lambda_{\text{A}}}$

$v_{\text{B}}=\frac{\left(0,6\right)\left(0,08\right)}{\left(0,12\right)}$

$v_{\text{B}}=\frac{0,048}{0,12}$

$v_{\text{B}}=0,4$ m/s

Jadi, cepat rambat gelombang elektromagnetik tersebut di medium B adalah 0,4 m/s.