Gelombang merupakan bentuk dari getaran yang merambat melalui suatu medium tertentu. Contoh sederhananya adalah gelombang air yang terjadi jika pada suatu permukaan air yang tenang diberikan suatu usikan atau gangguan, misalnya dengan melemparkan batu ke permukaan air yang tenang tersebut. Pada gelombang, yang merambat merupakan gelombangnya dan bukan media perantaranya. Satu gelombang dapat dilihat panjangnya dengan menghitung jarak antara lembah dan bukit (gelombang tranversal) atau menghitung jarak antara satu rapatan dengan satu renggangan (gelombang longitudinal). Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam waktu satu detik.
Gelombang Menurut Arah Getaran
• Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah rambatannya. Contoh: gelombang pada tali , gelombang permukaan air, gelobang cahaya, dll.
• Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar atau berimpit dengan arah rambatannya. Contoh: gelombang bunyi dan gelombang pada pegas.
Gelombang Menurut amplitudo:
• Gelombang berjalan adalah gelombang yang amplitudo dan fasenya sama di setiap titik yang dilalui gelombang; misalnya gelombang yang merambat pada tali yang sangat panjang.
• Gelombang diam (stasioner) adalah gelombang yang amplitudo dan fasenya berubah (tidak sama) di setiap titik yang dilalui gelombang; misalnya gelombang pada senar gitar.
Gelombang Menurut medium perambatan:
• Gelombang mekanik adalah gelombang yang didalam perambatannya memerlukan medium perantara. Hampir semua gelombang merupakan gelombang mekanik. Misalnya bunyi dapat sampai ke telinga kita karena adanya medium perambatan berupa udara.
• Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang didalam perambatannya tidak memerlukan medium perantara. Contoh : sinar gamma (γ), sinar X, sinar ultra violet, cahaya tampak, infra merah, gelombang radar, gelombang TV, gelombang radio.
Aplikasi gelombang dalam kehidupan sehari-hari salah satunya adalah penggunaan radar oleh polisi untuk mengukur laju mobil yang menerapkan efek Doppler. Jika suatu sumber gelombang dan penerima bergerak realtif satu sama lain, frekuensi yang teramati oleh penerima tidak sama dengan frekuensi sumber. Ketika keduanya bergerak saling mendekati, frekuensi yang teramati lebih besar daripada frekuensi sumber. Inilah yang disebut efek Doppler. Suatu contoh lain yang kita kenal adalah kenyaringan klakson mobil ketika mendekat atau menjauh.
Perubahan frekuensi gelombang bunyi sedikit berbeda bergantung pada apakah sumber atau penerima yang sedang bergerak relatif terhadap medium. Jika sumber bergerak, panjang gelombang akan berubah, dan suatu frekuensi baru f’ akan diperoleh dengan pertama kali mencari panjang gelombang baru λ dan kemudian menghitung f’=ν/λ. Di lain pihak, jika sumber kedua dalam keadaan diam dan penerima bergerak relatif medium, tidak ada perubahan penajang gelombang, namun frekuensi gelombang yang melewati penerima akan bertambah bila penerima bergerak menuju sumber, dan berkurang bila penerima bergerak menjauhi sumber.
Radar
Telah disebutkan di awal bahwa salah satu penggunaan prinsip efek Doppler adalah pada radar yang digunakan oleh polisi untuk mengukur laju mobil. Gelombang-gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh pemancar radar mengenai mobil yang sedang bergerak. Mobil bertindak sekaligus sebagai penerima yang bergerak dan sumber yang bergerak ketika gelombang memantul kembali ke penerima radar. Efek Doppler terjadi juga pada jenis gelombang lain. Cahaya dan gelombang elektromagnetik lainnya memperlihatkan efek Doppler.
Radar (dalam bahasa Inggris merupakan singkatan dari radio detection and ranging, yang berarti deteksi dan penjarakan radio) adalah sistem yang digunakan untuk mendeteksi, mengukur jarak dan membuat map benda-benda seperti pesawat dan hujan. Istilah radar pertama kali digunakan pada tahun 1941, menggantikan istilah dari singkatan Inggris RDF (Radio Directon Finding).
Gelombang radio kuat dikirim dan sebuah penerima mendengar gema yang kembali. Dengan menganalisa sinyal yang dipantulkan,
pemantul gema dapat ditentukan lokasinya dan kadang-kadang ditentukan jenisnya. Walaupun sinyal yang diterima kecil, tapi radio sinyal dapat dengan mudah dideteksi dan diperkuat.
Gelombang radio radar dapat diproduksi dengan kekuatan yang diinginkan, dan mendeteksi gelombang yang lemah, dan kemudian diamplifikasi( diperkuat ) beberapa kali. Oleh karena itu radar digunakan untuk mendeteksi objek jarak jauh yang tidak dapat dideteksi oleh suara atau cahaya. Penggunaan radar sangat luas, alat ini bisa digunakan di bidang meteorologi, pengaturan lalu lintas udara, deteksi kecepatan oleh polisi, dan terutama oleh militer.
Pergeseran Merah (Red Shift)
Penerapan yang penting adalah dalam bidang astronomi. Salah satu contohnya adalah dalam menentukan kecepatan galaksi yang jauh. Kecepatan ini dapat ditentukan dengan pergerseran Doppler yang disebut dengan pergeseran merah (red shift) pada cahaya dari galaksi-galaksi yang jauh. Karena galaksi-galaksi bergerak menjauhi kita, maka cahaya yang akan dipancarkan bergeser menuju panjang gelombang yang lebih panjang (menuju frekuensi yang lebih rendah), yaitu gelombang cahaya merah. Makin besar pergeseran frekuensi, makin besar kecepatan menjauhnya. Ditemukan bahwa makin jauh galaksi dari kita, makin cepat galaksi ini menjauh. Pengamatan ini merupakan dasar dari gagasan tentang jgad raya yang mengembang.
Pergeseran Merah adalah gejala bahwa frekuensi cahaya kalau diamati, di bawah situasi tertentu, bisa lebih rendah daripada frekuensi cahaya ketika terpancar di sumber. Ini biasanya terjadi kalau sumber menjauh dari pengamat, seperti pada efek Doppler. Secara khusus, istilah pergeseran merah dipakai untuk menjelaskan pengamatan bahwa spektrum cahaya yang terpancar oleh galaksi jauh
bergeser ke frekuensi yang lebih rendah (terhadap akhir merah spektrum, dan begitu pula namanya) kalau dibandingkan dengan spektrum bintang yang lebih dekat. Ini diambil sebagai bukti bahwa galaksi menjauh dari satu sama lain, bahwa alam semesta berkembang dan dimulai sejak Ledakan Dahsyat.
Secara umum, pergeseran merah (dan pergeseran biru, pengamatan cahaya frekuensi yang lebih tinggi) diukur dengan z = (frekuensi terpancar - frekuensi teramati) / frekuensi teramati = (panjang gelombang teramati - panjang gelombang terpancar) / panjang gelombang terpancar.
Pergeseran merah bisa disebabkan oleh tiga sebab:
1. Gerak-gerik sumber. Jika sumber cahaya menjauh dari pengamat, maka pergeseran merah (z > 0) terjadi; jika sumber mendekati pengamat, maka pergeseran biru (z < 0) terjadi. Hal ini berlaku untuk semua gelombang dan diterangkan oleh efek Doppler. Jika sumber bergerak menjauh dari pengamat dengan kecepatan v dan kecepatan ini jauh lebih kecil daripada kecepatan cahaya c, maka pergeseran merah dapat diperkirakan dengan z ≈ v/c
2. Perluasan ruang. Model yang sekarang dipakai oleh kosmologi menganggap benar perluasan ruang. Cahaya akan mengalami pergeseran merah jika ruang meluas. Dalam arti, memperluas angkasa dan perpindahan sumber adalah perspektif berbeda atas gejala itu juga: daripada sebuah sumber bergerak, seseorang dapat secara alternatif dan sepadan mengambil sebuah sumber diam dan ruang di antara sumber dan pengamat yang memuai.
3. Efek gravitasi. Teori relativitas umum memuat bahwa perpindahan cahaya itu lewat bidang gravitasi yang kuat akan mengalami pergeseran merah atau biru. ‘ Ini diketahui sebagai Pergeseran Einstein.
Efek ini sangat kecil tetapi dapat diukur di Bumi menggunakan efek Mossbauer. Namun efek ini cukup berarti di dekat lubang hitam dan sewaktu benda mendekat ke cakrawala, perubahan merah menjadi tak terhingga. Pergeseran Merah Gravitasi ditawarkan sebagai keterangan pergeseran merah dari quasars di 1960-an, walaupun ini secara luas tidak disetujui sekarang.
Pergeseran merah yang dilihat di astronomi bisa diukur karena spektrum emisi dan absorbsi untuk atom adalah khas dan diketahui dengan baik.
Dikutip dari berbagai sumber:
http://id.wikipedia.org/wiki/Redshift
http://id.wikipedia.org/wiki/Radar_kecepatan
http://id.wikipedia.org/wiki/Radar
Tags: gelombang, radar, redshift