I. JUDUL
Interferensi Gelombang


II. TUJUAN

Mempelajari gejala interferensi dua gelombang koheren

III. LANDASAN TEORI
Saat dua atau lebih gelombang berjalan dengan arah yang sama atau berlawanan dalam suatu ruang, berbagai ukuran gangguan yang dihasilkan terjadi pada titik-titik di mana gelombang-gelombang itu bertemu. Efek ini dinamakan interferensi. Saat interferensi diperlihatkan misalnya dalam tangki riak, sumber gelombang koheren selalu digunakan, yaitu gelombang-gelombang dengan panjang gelombang dan frekuensi yang sama, baik sefase maupun dengan beda fase yang konstan. Ini untuk menjamin bahwa interferensi menghasilkan pola interferensi yang teratur dan teridentifikasi. Penggunaan gelombang tak koheren hanya akan menghasilkan gelombang dengan bentuk interferensi yang tak teratur.

Interferensi konsruktif
Bertambah besarnya perpindahan (penguatan) sebagai hasil superposisi dari dua gelombang yang sefase (berfrekuensi sama dan titik-titik yang bersesuaian berada pada tempat yang sama selama osilasi).

Interferensi destruktif
Berkurangnya perpindahan sebagai hasil superposisi dari dua gelombang yang tak sefase.

Pola interferensi pada satu waktu
Dua sumber (S1 dan S2) menghasilkan gelombang koheren, dalam hal ini berarti sefase.
Garis simpul (interferensi destruktif). Jika gelombang beramplitudo sama, semua titik sepanjang gangguan adalah nol .

(Stockley, 38-39 : 2007)

☻ Interferensi Gelombang Air
Misalkan pada permukaan air ada dua sumber titik yang yang mengeluarkan gelombang lingkaran periodik. Gelombang-gelombang lingkaran yang berasal dari sumber pertama akan berpusat pada sumber tersebut. Begitu juga gelombang-gelombang yang berasal dari sumber kedua akan berpusat pada sumber yang kedua. Tempat-tempat tertentu pada permukaan air akan tenang, tidak terjadi gerak gelombang. Sedang pada tempat-tempat lain terjadi penjalaran gelombang pada jalur-jalur tertentu. Pola gelombang semacam ini disebut pola interferensi. Peristiwa interferensi terjadi karena pada medium gelombang berlaku prinsip superposisi.

☻ Interferensi dari dua sumber titik
Peristiwa interferensi di dalam tangki riak menggunakan dua sumber titik yang mengeluarkan gelombang periodik. Misalkan kedua sumber tersebut terpisah pada jarak d, dan masing-masing mengeluarkan gelombang periodik dengan frekuensi yang sama. Untuk mudahnya misalkan kedua sumber tersebut digerakkan bersama-sama, maksudnya kedua sumber masuk dan keluar air pada waktu-waktu yang bersamaan. Dalam hal ini, kedua sumber mempunyai fase yang sama. Kita dapat menggambarkan gelombang-gelombang yang dihasilkan oleh kedua sumber dengan lingkaran-lingkaran yang berpusat pada masing-masing sumber tersebut (lihat Gb. 3.1). Lingkaran-lingkaran ini menyatakan puncak-puncak gelombang yang menyebar ke luar dari kedua sumber titik ini. Karena sumbernya periodik, puncak-puncak gelombang akan mempunyai jarak yang sama, yaitu satu panjang gelombang. Hali ini juga disebabkan frekuensi kedua sumber ini sama pula.

Jika dua lingkaran puncak saling berpotongan pada satu titik, pada titik tersebut terjadi puncak rangkap. Dalam tangki riak, puncak rangkap ini akan menyebabkan bayangan terang pada layar. Pada Gb. 3.2(a) bagian yang mengalami penjumlahan dua puncak tampak putih. Pada tempat-tempat bertemunya puncak sebuah gelombang dengan lembah gelombang lain, permukaan air rata dan tampak kelabu. Akhirnya pada tempat-tempat bertemunya lembah gelombang yang satu dengan lembah gelombang yang lain, tampaklah suatu bayangan yang sangat gelap pada layar tangki riak. Pada gambar 3.2(b), garis-garis lingkaran sudah dihapuskan sehingga terjadi pola yang tampak pada layar. Jadi superposisi gelombang pada Gb. 3.1 harus memberikan pada layar tangki riak pola seperti Gb. 3.2(b).



Dalam melihat Gb 3.3 hendaklah diingat bahwa puncak (bayangan terang) dan lembah (bayangan gelap) keduanya melingkar. Dalam gambar 3.4 dilukiskan titik potong dua lingkaran puncak, titik ini menyatakan suatu puncak rangkap. Sesaat kemudian letak lingkaran-lingkaran puncak digambarkan dengan garis putus-putus, dan titik puncak rangkap sudah bergeser. Arah pergeseran dinyatakan oleh anak panah.
Perhatikan lagi Gb. 3.2(a). Ambil suatu titk pada daerah kelabu, dan marilah kita begerak menjauhi sumber. Misalkan kita mulai dari tempat perimpitan puncak gelombang S1 dengan lembah gelombang S2. Jika bergerak keluar sedikit kita akan berada pada puncak gelombang S2, tetapi kita berada pada lembah gelombang S1. Hasilnya kita berada pada daerah dimana gangguan saling meniadakan. Jadi, pada daerah ini permukaan air selalu dalam keadaan tenang. Tempat dimana gangguan dari kedua gelombang ini saling menghilangkan tampak sebagai garis-garis kelabu dalam Gb. 3.3. Garis ini disebut garis simpul (nodal line). Pada garis simpul terjadi interferensi yang destruktif atau saling menghilangkan. Pada daerah-daerah yang mengalami interferensi yang saling memperkuat dikatakan terjadi interferensi konstruktif.

(Sutrisno, 67-69 : 1979)

Tumpang tindih dari gelombang-gelombang dinamakan interferensi. Bila ada dua titik batas atau permukaan batas, seperti dawai gitar yang kedua ujungnya terikat, kita memperoleh refleksi yang berulang. Dalam situasi seperti itu kita mendapat bahwa gelombang-gelombang sinusoidal dapat terjadi hanya untuk frekuensi khusus tertentu, yang ditentukan oleh sifat-sifat dan dimensi medium itu. Frekunsi khusus ini dan pola gelombang yang diasosiasikan dengannya dinamakan mode normal.
Peristiwa gelombang transversal pada dawai yang diregangkan, apa yang terjadi bila pulsa gelombang atau gelombang sinusoidal tiba di ujung dawai itu? Jika ujung itu diikatkan erat ke sebuah penopang tegar, maka ujung itu adalah ujung tetap yang tidak dapat bergerak. Gelombang yang tiba mengerahkan gaya pada penopang: reaksi terhadap gaya ini, yang dikerahkan oleh penopang pada dawai ‘berbalik’ pada dawai itu dan menimbulkan sebuah pulsa atau gelombang yang direfleksikan yang berjalan dalam arah yang sebaliknya. Syarat-syarat di ujung dawai, seperti sebuah penopang tegar atau sepenuhnya tanpa kehadiran gaya transversal dinamakan syarat batas (boundary condition). Pembentukan pulsa yang direfleksikan itu serupa dengan tumpang tindih dari dua pulsa yang berjalan dalam arah yang berlawanan.
(Young & Freedman, 30-31: 2004)

Jika dua gelombang sefase, interferensi bersifat konstruktif dan amplitudo gelombang resultan dua kali amplitudo gelombang penyusun. Jika dua gelombang berbeda fase 180¬o, interferensi bersifat destruktif dan gelombang saling menghilangkan.
Gambar 14-10a, memperlihatkan pola gelombang yang dihasilkan oleh dua sumber titik yang dipisahkan oleh suatu jarak kecil yang berosilasi sefase, masing-masing menghasilkan gelombang lingkaran berpanjang gelombang . Kita dapat menggambar suatu pola serupa dengan suatu kompas dengan menggambarkan busur-busur lingkaran yang menyatakan puncak-puncak gelombang dari masing-masing sumber pada suatu waktu tertentu (Gambar 14-10b). Pada titk-titik dimana puncak-puncak dari masing-masing sumber saling tumpang tindih, gelombang akan berinterferensi konstruktif. Pada titik-titik ini, lintasan-lintasan gelombang dari dua sumber sama panjang atau berbeda sebesar kelipatan bilangan genap dari panjang gelombang. Garis putus-putus menunjukkan titik-titik yang jaraknya sama dari sumber atau yang beda lintasannya adalah satu panjang gelombang, dua panjang gelombang, atau tiga panjang gelombang.

(Tipler, 516-519 : 1998)

Perhatikan dua sumber titik S1 dan S2 (Gambar 16-1) yang berisolasi sefase dengan frekunsi sudut ωyang sama dan mempunyai amplitudo 01 dan 02. Gelombang sferisnya masing-masing adalah
dan

Di mana r1 dan r2 masing-masing adalah jarak dari suatui titik ke S1 dan S2.
Beda fase antara kedua gelombang di suatu titik P adalah

(Alonso, 406-407 : 1992)


IV. ALAT DAN BAHAN
NO. NAMA ALAT / BAHAN JUMLAH
1. Catu Daya 1
2. Audio Generator 1
3. Set Tangkai Riak 1
4. Kabel Penghubung Hitam 1
5. Kabel Penghubung Merah 1
6. Pengeras Suara 1

V. PERSIAPAN PERCOBAAN
a. Langkah Percobaan
1. Hidupkan catu-daya (ON).
2. Hidupkan audio generator (ON).
3. Adakah pengaturan seperlunya pada audio generator sehingga terlihat gelombang permukaan air dengan jelas.
4. Gambarkan hasil pengamatan pola gelombang pada kolom Hasil Pengamatan.
5. Matikan audio generator (OFF).
6. Ulangi langkah 2 s/d 4 dengan mengubah frekuensi audio generator.

Keterangan Gambar :
1. Persiapkan peralatan sesuai daftar alat dan bahan.
2. Rakit tangki riak seperti gambar di atas.
 Hubungkan kedua pipa pembangkit gelombang ke pengeras suara (gunakan selang plastik).
 Pasang kedua pipa pembangkit gelombang pada jarak 5 cm satu sama lain.
 Hubungkan pengeras suara ke audio generator.
 Isi tangki riak dengan air secukupnya hingga kedua ujung pambangkit gelombang menyentuh permukaan air.
3. Hubungkan catu-daya ke sumber tegangan (alat dalam keadaan mati / OFF).
4. Pilih tegangan keluaran catu-daya 12 V AC/DC.
5. Hubungkan audio generator ke sumber tegangan (alat dalam keadaan mati / OFF).
6. Periksa kembali rangkaian.

VI. HASIL PENGAMATAN
Lihat Percobaan yang dilakukan !!!!!!

a. Pembahasan
Pada permukaan air terlihat ada dua sumber titik yang yang mengeluarkan gelombang lingkaran periodik. Gelombang-gelombang lingkaran yang berasal dari sumber pertama akan berpusat pada sumber tersebut, sedangkan gelombang-gelombang yang berasal dari sumber kedua akan berpusat pada sumber yang kedua. Kedua sumber tersebut terpisah oleh jarak. Tempat-tempat tertentu pada permukaan air akan tenang, tidak terjadi gerak gelombang. Sedang pada tempat-tempat lain terjadi penjalaran gelombang pada jalur-jalur tertentu. Pola gelombang semacam ini disebut pola interferensi.
Saat interferensi diperlihatkan dalam tangki riak, sumber gelombang koheren selalu digunakan, yaitu gelombang-gelombang dengan panjang gelombang dan frekuensi yang sama, baik sefase maupun dengan beda fase yang konstan. Ini untuk menjamin bahwa interferensi menghasilkan pola interferensi yang teratur dan teridentifikasi.
Pada gelombang 1 dengan frekuensi 1, didapat pola gelombang yaitu gelombang-gelombang dihasilkan oleh kedua sumber (titik) dengan lingkaran-lingkaran yang berpusat pada masing-masing sumber tersebut. Kedua sumber dipisahkan oleh jarak yang kecil. Antar lingkaran berjarak kecil.
Pada gelombang 2 dengan frekuensi 2, pola gelombangnya jauh lebih besar daripada pola gelombang 1. Jarak antar kedua sumber / titik-titik menjadi lebih besar dan lingkaran-lingkarannya semakin menyebar.
Pada gelombang 3 dengan frekuensi 3, memiliki pola gelombang yang dihasilkan dari kedua sumber (titik) yang dipisahkan oleh jarak yang lebih besar daripada jarak kedua sumber gelombang 2. Lingkaran-lingkarannya pun jugan semakin besar jaraknya dan menyebar.
Pada gelombang 4 dengan frekuensi 4, pola gelombang yang dihasilkan jauh lebih besar daripada pola gelombang 3. Jarak pisah kedua sumber lebih jauh dari gelombang 3 dan lingkaran-lingkarannya semakin besar jaraknya dan menyebar.
Pada gelombang 5 dengan frekuensi 5, didapat pola gelombang yaitu gelombang-gelombang yang dihasilkan oleh kedua sumber yang terpisah oleh jarak yang lebih besar daripada jarak sumber-sumber gelombang 4. Lingkaran-lingkaran gelombang juga semakin menyebar dan semakin besar.
Pola gelombang seperi ini disebut pola interferensi. Interferensi merupakan tumpang tindih dari gelombang-gelombang. Lingkaran- lingkaran pada pola gelombang menyatakan puncak-puncak gelombangyang menyebar keluar dari kedua sumber titik. Semakin besar frekuensi, maka gelombang semakin besar dan menyebar.

VII. KESIMPULAN DAN SARAN
a. Kesimpulan
1. Pola gelombang interferensi terdiri dari gelombang-gelombang lingkaran yang berasal dari dua sumber yang terpusat dan terpisah oleh jarak.
2. Saat interferensi diperlihatkan dalam tangki riak, sumber gelombang koheren selalu digunakan, yaitu gelombang-gelombang dengan panjang gelombang dan frekuensi yang sama, baik sefase maupun dengan beda fase yang konstan.
3. Interferensi merupakan tumpang tindih dari gelombang-gelombang.
4. Interferensi merupakan tumpang tindih dari gelombang-gelombang.
5. Peristiwa interferensi terjadi karena pada medium gelombang berlaku prinsip superposisi.
6. Interferensi dapat berupa interferensi konstruktif dan interferensi destruktif.

b. Saran
Agar praktikum berjalan dengan lancar hendaknya assisten dapat menjelaskan terlebih dahulu tujuan dari praktikum dan langkah percobaannya.


VIII. DAFTAR PUSTAKA
Alonso, Marcelo dan Edward J Fiun.1992. Dasar-dasar Fisika Universitas Seri Magnet dan Gelombang. Jakarta : Erlangga
Stocley, Corinne dan Chris Oxlade. 2007. Kamus Fisika Bergambar. Jakarta : Erlangga
Sutrisno. 1979. Gelombang dan Optik. Bandung : ITB
Tipler, Paul A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1. Jakarta : Erlangga
Young, Hugh D dan Roger A Freedman. 2004. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 2. Jakarta : Erlangga