Gelombang — Nota JomSkor

Aplikasi Pantulan Gelombang dalam Kehidupan Harian Fenomena pantulan gelombang diaplikasikan secara meluas dalam kehidupan harian, membolehkan kita mengesan objek, berkomunikasi, dan membuat imej. Aplikasi ini termasuk penggunaan gelombang ultrasonik dalam perubatan, gelombang radio untuk komunikasi satelit, dan sistem SONAR untuk pengesanan bawah air serta pemetaan dasar laut. Ciri-ciri Gelombang Ciri-ciri Gelombang menerangkan sifat-sifat asas gelombang seperti amplitud, tempoh, frekuensi, panjang gelombang, dan laju gelombang. Pemahaman istilah-istilah ini penting untuk mentafsir profil gelombang dan menganalisis perambatannya. Jenis Gelombang Gelombang boleh dikelaskan berdasarkan perambatan profil gelombang kepada gelombang progresif atau gelombang pegun. Selain itu, gelombang juga dikategorikan sebagai gelombang mekanik atau gelombang elektromagnet, serta gelombang melintang atau gelombang membujur, bergantung kepada arah getaran zarah medium berbanding arah perambatan gelombang. Melakar dan Mentafsir Graf Gelombang Subtopik ini menerangkan cara melakar dan mentafsir graf gelombang, iaitu graf sesaran melawan masa dan graf sesaran melawan jarak. Melalui graf-graf ini, ciri-ciri gelombang seperti amplitud, tempoh, frekuensi, dan panjang gelombang dapat ditentukan untuk memahami perambatan gelombang. Pantulan Gelombang Pantulan gelombang ialah fenomena apabila gelombang melantun semula setelah menghentam suatu penghalang. Semasa pantulan, arah perambatan gelombang berubah manakala ciri-ciri gelombang seperti panjang gelombang, frekuensi, dan laju gelombang tidak mengalami perubahan. Fenomena ini mematuhi hukum pantulan di mana sudut tuju adalah sama dengan sudut pantulan. Pelembapan dan Resonans Pelembapan adalah fenomena pengurangan amplitud ayunan suatu sistem akibat kehilangan tenaga, sama ada melalui geseran luaran atau renggangan/mampatan zarah dalaman. Resonans pula berlaku apabila sistem ayunan dikenakan daya luar berkala dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi aslinya, menyebabkan sistem berayun dengan amplitud maksimum. Perbandingan antara Gelombang Melintang dengan Gelombang Membujur Gelombang progresif boleh dikelaskan kepada gelombang melintang atau gelombang membujur berdasarkan arah getaran zarah medium relatif kepada arah perambatan gelombang. Gelombang melintang terdiri daripada puncak dan lembangan, manakala gelombang membujur terdiri daripada mampatan dan renggangan.

Fizik · Tingkatan 4

Aplikasi Pantulan Gelombang dalam Kehidupan Harian Fenomena pantulan gelombang diaplikasikan secara meluas dalam kehidupan harian, membolehkan kita mengesan objek, berkomunikasi, dan membuat imej. Aplikasi ini termasuk penggunaan gelombang ultrasonik dalam perubatan, gelombang radio untuk komunikasi satelit, dan sistem SONAR untuk pengesanan bawah air serta pemetaan dasar laut. Ciri-ciri Gelombang Ciri-ciri Gelombang menerangkan sifat-sifat asas gelombang seperti amplitud, tempoh, frekuensi, panjang gelombang, dan laju gelombang. Pemahaman istilah-istilah ini penting untuk mentafsir profil gelombang dan menganalisis perambatannya. Jenis Gelombang Gelombang boleh dikelaskan berdasarkan perambatan profil gelombang kepada gelombang progresif atau gelombang pegun. Selain itu, gelombang juga dikategorikan sebagai gelombang mekanik atau gelombang elektromagnet, serta gelombang melintang atau gelombang membujur, bergantung kepada arah getaran zarah medium berbanding arah perambatan gelombang. Melakar dan Mentafsir Graf Gelombang Subtopik ini menerangkan cara melakar dan mentafsir graf gelombang, iaitu graf sesaran melawan masa dan graf sesaran melawan jarak. Melalui graf-graf ini, ciri-ciri gelombang seperti amplitud, tempoh, frekuensi, dan panjang gelombang dapat ditentukan untuk memahami perambatan gelombang. Pantulan Gelombang Pantulan gelombang ialah fenomena apabila gelombang melantun semula setelah menghentam suatu penghalang. Semasa pantulan, arah perambatan gelombang berubah manakala ciri-ciri gelombang seperti panjang gelombang, frekuensi, dan laju gelombang tidak mengalami perubahan. Fenomena ini mematuhi hukum pantulan di mana sudut tuju adalah sama dengan sudut pantulan. Pelembapan dan Resonans Pelembapan adalah fenomena pengurangan amplitud ayunan suatu sistem akibat kehilangan tenaga, sama ada melalui geseran luaran atau renggangan/mampatan zarah dalaman. Resonans pula berlaku apabila sistem ayunan dikenakan daya luar berkala dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi aslinya, menyebabkan sistem berayun dengan amplitud maksimum. Perbandingan antara Gelombang Melintang dengan Gelombang Membujur Gelombang progresif boleh dikelaskan kepada gelombang melintang atau gelombang membujur berdasarkan arah getaran zarah medium relatif kepada arah perambatan gelombang. Gelombang melintang terdiri daripada puncak dan lembangan, manakala gelombang membujur terdiri daripada mampatan dan renggangan.

Gelombang Ultrasonik dalam Perubatan

Gelombang ultrasonik dipancarkan ke dalam badan dan pantulannya digunakan untuk menghasilkan imej organ dalaman atau fetus, membantu pemeriksaan perubatan.

Gelombang Radio dalam Komunikasi

Gelombang radio dari satelit komunikasi dipantulkan oleh antena parabola ke hon suapan, membolehkan penerimaan isyarat komunikasi.

SONAR (Sound Navigation and Ranging)

Teknologi ini menggunakan pantulan gelombang ultrasonik di dalam air untuk mengesan kawasan yang mempunyai banyak ikan atau menentukan kedalaman dan struktur dasar laut.

$d = \frac{vt}{2}$

Gelombang Seismik dalam Geologi

Perbezaan corak pantulan gelombang bunyi oleh batu-batuan yang berbeza digunakan untuk mengenal pasti lokasi, kedalaman, dan struktur permukaan dasar laut yang mengandungi sumber gas asli.

Amplitud (A)

Sesaran maksimum suatu zarah dari kedudukan keseimbangan.

Tempoh (T) dan Frekuensi (f)

Tempoh ialah masa yang diambil untuk satu ayunan lengkap atau menghasilkan satu gelombang. Frekuensi ialah bilangan ayunan lengkap atau gelombang yang dihasilkan dalam satu saat.

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

Panjang Gelombang (λ)

Jarak di antara dua titik sefasa yang berturutan.

Laju Gelombang (v)

Jarak yang dilalui sesaat oleh profil gelombang. Ia juga boleh dihitung daripada frekuensi dan panjang gelombang.

$v = f\lambda$

Gelombang Progresif

Gelombang yang profilnya merambat dengan masa sepanjang arah perambatan gelombang.

Gelombang Pegun

Gelombang yang profilnya tidak merambat dengan masa, terhasil apabila dua gelombang progresif serupa bergerak bertentangan bertembung.

Gelombang Melintang

Gelombang di mana zarah-zarah medium bergetar pada arah yang berserenjang dengan arah perambatan gelombang, terdiri daripada puncak dan lembangan.

Gelombang Membujur

Gelombang di mana zarah-zarah medium bergetar pada arah yang selari dengan arah perambatan gelombang, terdiri daripada mampatan dan renggangan.

Amplitud (A)

Sesaran maksimum suatu zarah dari kedudukan keseimbangan, dapat ditentukan dari graf sesaran melawan masa atau graf sesaran melawan jarak.

Tempoh (T) dan Frekuensi (f)

Tempoh (T) ialah masa yang diambil untuk satu ayunan lengkap atau satu gelombang (dari graf sesaran melawan masa). Frekuensi (f) ialah bilangan ayunan lengkap atau gelombang yang dihasilkan dalam satu saat, dengan hubungan $f = \frac{1}{T}$.

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

Panjang gelombang (λ)

Jarak di antara dua titik sefasa yang berturutan, dapat ditentukan dari graf sesaran melawan jarak.

Laju gelombang (v)

Jarak yang dilalui sesaat oleh profil gelombang, dihitung menggunakan formula $v = f\lambda$ setelah mendapatkan nilai f dan λ dari graf.

$v = f\lambda$

Muka Gelombang

Garis yang menyambungkan titik-titik sefasa dalam suatu gelombang.

Hukum Pantulan

Sudut tuju gelombang ($i$) adalah sama dengan sudut pantulan gelombang ($r$). Kedua-dua sudut diukur dari garis normal.

$i = r$

Ciri-ciri Gelombang Selepas Pantulan

Panjang gelombang ($\lambda$), frekuensi ($f$), dan laju gelombang ($v$) tidak berubah, tetapi arah perambatan gelombang berubah.

Arah Perambatan Gelombang

Arah perambatan gelombang sentiasa berserenjang dengan muka gelombang.

Frekuensi Asli

Frekuensi tertentu suatu sistem berayun apabila disesar dan dibiarkan berayun tanpa tindakan daya luar.

Pelembapan

Fenomena di mana amplitud ayunan berkurang dengan masa akibat kehilangan tenaga. Sistem ayunan mengalami kehilangan tenaga disebabkan pelembapan luaran (daya geseran/rintangan udara) dan pelembapan dalaman (renggangan/mampatan zarah medium).

Ayunan Paksa

Sistem ayunan yang dikenakan daya luar berkala untuk menggantikan tenaga yang hilang akibat pelembapan, membolehkan ayunan berterusan.

Resonans

Berlaku apabila suatu sistem ayunan dikenakan daya luar yang mempunyai frekuensi yang sama dengan frekuensi asli sistem tersebut, menyebabkan sistem berayun dengan amplitud maksimum.

Gelombang Melintang

Zarah-zarah medium bergetar pada arah yang berserenjang dengan arah perambatan gelombang. Ia terdiri daripada puncak dan lembangan yang berturutan. Contohnya ialah gelombang air, gelombang radio, dan gelombang cahaya.

Gelombang Membujur

Zarah-zarah medium bergetar pada arah yang selari dengan arah perambatan gelombang. Ia terdiri daripada bahagian mampatan dan renggangan yang berturutan. Contohnya ialah gelombang bunyi.

Perbezaan Arah Getaran Zarah

Dalam gelombang melintang, arah getaran zarah adalah berserenjang dengan arah perambatan gelombang. Dalam gelombang membujur, arah getaran zarah adalah selari dengan arah perambatan gelombang.

Contoh soalan

Gelombang ultrasonik berfrekuensi 25 kHz dipancar dari sebuah kapal ke dasar laut untuk menentukan kedalaman laut. Gelombang itu bergerak dengan laju 1 500 m s⁻¹ dalam air laut. Sela masa antara penghantaran dengan penerimaan semula gelombang ultrasonik ialah 120 ms. Tentukan (a) kedalaman laut, dan (b) panjang gelombang ultrasonik tersebut.

(a) 90 m, (b) 0.06 m

Gelombang ultrasonik
Pantulan gelombang
SONAR
Transduser
Gema bunyi
Kedalaman laut
Frekuensi
Laju gelombang
Panjang gelombang
Amplitud
Tempoh
Kedudukan keseimbangan
Sesaran
Titik sefasa
Gelombang progresif
Profil gelombang
Gelombang pegun
Gelombang mekanik
Gelombang elektromagnet
Gelombang melintang
Gelombang membujur
Puncak
Lembangan
Mampatan
Renggangan
Graf sesaran melawan masa
Graf sesaran melawan jarak
Gelombang
Pantulan Gelombang
Muka Gelombang
Sudut Tuju
Sudut Pantulan
Frekuensi asli
Pelembapan
Pelembapan luaran
Pelembapan dalaman
Resonans
Arah perambatan gelombang