C.2 · Model gelombang

Lembar kerja ini mencakup topik HL terpilih untuk kurikulum yang pertama kali diassesmen pada 2025; ini bukan keseluruhan silabus.

Prasyarat: baca kuantitas dan satuan yang ditentukan, serta gunakan aritmatika dan kondisi model di bawah ini.

Contoh-contoh ini orisinal dan fiksi: mereka bukan pengukuran nyata atau investigasi mahasiswa sungguhan.

Apa yang akan menjelaskan observasi ini?

• Gelombang dapat membawa energi melintasi air sementara penanda terapung utamanya berosilasi. Transfer energi dan transfer materi massal adalah dua hal yang berbeda.

Bangun modelnya

• Frekuensi adalah osilasi per satuan waktu; panjang gelombang adalah jarak antara titik-titik bertahap berikutnya.
• Kecepatan gelombang sama dengan frekuensi dikali panjang gelombang.
• Osilasi transversal tegak lurus terhadap arah perambatannya.
• Panjang gelombang: Jarak antara titik-titik berturut-turut yang sefasa.
• Frekuensi: Jumlah osilasi per satuan waktu.

Pilih bukti yang dapat mengujinya

• Pada batas medium, frekuensi tetap ditentukan oleh sumbernya.
• Perubahan kecepatan menyebabkan perubahan panjang gelombang.
• Pembiasan terjadi akibat perbedaan kecepatan; sudut diukur dari garis normal.

Di laboratorium: Ukur beberapa panjang gelombang dan bagi untuk mengurangi ketidakpastian pembacaan pecahan. Gunakan kotak sinar dengan garis normal yang digambar pada batas medium. Jauhkan sinar dari mata dan catat sudut datang serta sudut bias dengan jelas.

Bekerja dari kuantitas yang diketahui

• Diketahui: frekuensi 5 Hz dan panjang gelombang 0.40 m.
• Gunakan v = fλ. v = 5×0.40 = 2.0 meter per detik.
• Jika kecepatan turun menjadi 1.5 meter per detik pada frekuensi yang sama, panjang gelombang = v/f = 1.5/5 = 0.30 m.

Giliran Anda: Frekuensi adalah 8 Hz dan panjang gelombang adalah 0.25 m. Tentukan kecepatan gelombang.

Periksa kesimpulan dan batasannya

• Frekuensi gelombang tidak berubah hanya karena medium berubah.
• Gelombang longitudinal memiliki osilasi sejajar dengan arah perambatannya.

Tidak benar: Frekuensi gelombang selalu berubah ketika gelombang memasuki medium baru. Frekuensi ditetapkan oleh sumber, sehingga tetap sama melintasi batas medium. Yang berubah adalah kecepatan, dan karenanya panjang gelombang melalui v = f x panjang gelombang.

Kunci:

• Frekuensi adalah osilasi per waktu; panjang gelombang adalah jarak antara titik-titik berturut-turut yang sefasa.
• Pada batas medium, frekuensi tetap ditentukan oleh sumbernya.
• Perhatikan: frekuensi gelombang tidak berubah hanya karena medium berubah.

Tulis berdasarkan kecepatan gelombang 7.2 meter per detik

• Frekuensi adalah 9 Hz dan panjang gelombang adalah 0.80 m.
• Tentukan kecepatan gelombang. Jika kecepatannya menjadi 5.4 meter per detik pada batas medium, tentukan panjang gelombang baru. Frekuensi tetap sama.

Tulis berdasarkan pemeriksaan Snell

• Cahaya merambat dari udara ke kaca (n = 1.5) pada sudut 30° terhadap garis normal.
• sin θkaca = sin 30° ÷ 1.5 = 0.333, sehingga θkaca ≈ 19.5° — menuju garis normal di medium yang lebih lambat, sebagaimana seharusnya.

Tulis berdasarkan sudut kritis

• Cahaya merambat dari kaca (n = 1.5) menuju udara.
• sin θc = 1 ÷ 1.5 = 0.667, sehingga θc ≈ 41.8° — melebihi sudut ini terjadi pantulan dalam total: kondisi serat optik.