refraksi dan difraksi gelombang

Refraksi dan Difraksi Gelombang adalah fenomena sehari hari yang kita alami. Disini saya akan membahas fenomena Refraksi dan Difraksi Gelombang terutama yang terjadi di laut. Gelombang laut yang dibahas adalah gelombang yang terjadi di permukaan, yaitu salah satu bentuk penjalaran energi yang biasanya ditimbulkan oleh angin yang berhembus di atas lautan (Black, 1986). Sifat gelombang yang datang menuju pantai sangat dipengaruhi oleh kedalaman air dan bentuk profil pantainya (beach profile), selain tentunya parameter dan karakter gelombang itu sendiri.

Nah, pada saat gelombang bergerak menuju garis pantai (shoreline) akan terjadi enam peristiwa pada gelombang, yang pada gilirannya berpengaruh pada garis pantai dan bangunan yang ada disekitarnya. Keenam peristiwa tersebut adalah (McCormick, 1981 ; Wood and Fleming, 1981):

• Refraksi gelombang yakni peristiwa berbeloknya arah gerak puncak gelombang.
• Difraksi gelombang yakni peristiwa berpindahnya energi di sepanjang puncak gelombang ke arah           daerah yang terlindung.
• Refleksi gelombang yakni peristiwa pemantulan energi gelombang yang biasanya disebabkan oleh suatu bidang bangunan di lokasi pantai.
• Wave shoaling yakni peristiwa membesarnya tinggi gelombang saat bergerak ke tempat yang lebih dangkal.
• Wave damping yakni peristiwa tereduksinya energi gelombang yang biasanya disebabkan adanya gaya gesekan dengan dasar pantai.
• Wave breaking yakni peristiwa pecahnya gelombang yang biasanya terjadi pada saat gelombang mendekati garis    pantai (surf zone).

OK, tulisan diatas bertujuan untuk menambah pengetahuan pembaca tentang sifat – sifat gelombang. Sekarang kita langsung saja masuk ke pokok bahasan.

Refraksi

Temen – temen pernah main atau kepantai kan???

Ya iya lah,,,anak kelautan masa ga pernah ke pantai

Ok..jika kita perhatikan gulungan gelombang laut yang bergerak dari tengah laut menuju tepi pantai. Ketika masih di tengah laut, gelombang laut biasanya bergerak ke berbagai arah. Tetapi ketika semakin mendekati garis pantai, seolah-olah otomatis sejajar dengan garis pantai. Ketika semakin dekat dengan garis pantai, gelombang laut semakin sejajar dengan garis pantai. Kemudian pada saat pecah, gelombang laut tepat sejajar dengan garis pantai. Yang dimaksudkan dengan garis pantai di sini adalah perbatasan antara laut dan hamparan pasir

Fenomena di atas merupakan salah satu contoh refraksi gelombang. Refraksi atau disebut juga pembiasan gelombang adalah peristiwa perubahan arah gelombang yang bergerak ke arah pantai dari kedalaman air yang dalam menuju kedalaman air yang dangkal. Karena adanya perubahan kedalaman air, peristiwa refraksi gelombang diakibatkan oleh perbedaan kecepatan gelombang yang biasanya disertai juga dengan perubahan panjang gelombang yang mengecil.

Untuk membantu teman- teman lebih memahami hal ini, kita tinjau pembiasan gelombang laut pada saat gelombang laut bergerak dari tengah laut menuju tepi pantai. Mula-mula gelombang laut merambat melalui air laut. Ketika mendekati garis pantai, permukaan laut tentu semakin dangkal. Nah, pada saat gelombang memasuki bagian laut yang dangkal, laju gelombang menjadi berkurang. Berkurangnya laju gelombang laut mengakibatkan terjadinya pembelokkan arah perambatan gelombang  (gelombang laut dibiaskan). Dengan kata lain, berkurangnya laju gelombang laut ketika memasuki bagian laut yang dangkal menyebabkan gelombang laut dibelokkan hingga sejajar garis pantai.

Coba perhatikan gambar dibawah ini,

Gambar di atas mewakili gelombang laut yang bergerak dari tengah laut menuju garis pantai. Gelombang laut diwakili oleh muka gelombang. Arah gerakan gelombang laut diwakili oleh sinar (garis atau tanda panah yang tegak lurus muka gelombang).

Untuk lebih jelasnya, gambar dibawah akan memberikan keterangan lebih rinci,

Kita bayangkan muka gelombang masih berada di bagian laut yang dalam (a dan a’). Dalam selang waktu yang sama, muka gelombang bergerak dari a ke b dan dari a’ ke b’. Perhatikan bahwa jarak antara a ke b sama dengan jarak dari a’ ke b’. Selanjutnya muka gelombang yang tiba di b mulai memasuki bagian laut yang dangkal, sedangkan muka gelombang yang tiba di b’ masih berada di bagian laut yang dalam. Karena bergerak di daerah yang dangkal maka muka gelombang yang tiba di b tadi mulai berkurang kelajuannya, sebaliknya muka gelombang yang tiba b’ tadi masih bergerak dengan kelajuan yang sama seperti sebelumnya.

Dalam selang waktu yang sama, muka gelombang berada di bagian laut yang dangkal bergerak dari b ke c, demikian juga muka gelombang yang berada di bagian laut yang dalam bergerak dari b’ ke c’. Perhatikan bahwa dalam selang waktu yang sama, muka gelombang yang berada di bagian laut yang dangkal menempuh jarak yang lebih pendek (b ke c) sedangkan muka gelombang yang berada di bagian laut yang dalam menempuh jarak yang lebih jauh (b’ ke c’). Hal ini dikarenakan muka gelombang yang berada di bagian laut yang dangkal bergerak lebih lambat (lajunya lebih kecil). Karena bergerak lebih lambat maka selama selang waktu yang sama, jarak yang ditempuhnya juga lebih pendek.

Nah, karena dalam selang waktu yang sama jarak yang ditempuh muka gelombang ketika bergerak dari b ke c lebih pendek dibandingkan dengan jarak yang ditempuh muka gelombang dari b’ ke c’ maka arah gerakan muka gelombang perlahan-lahan dibelokkan, sebagaimana tampak pada gambar di atas. Ingat bahwa semakin dekat dengan garis pantai, laut juga semakin dangkal. Karenanya semakin mendekati garis pantai, laju gelomban semakin berkurang. Berkurangnya laju gelombang mengakibatkan arah gerakan gelombang terus dibelokkan. Proses ini terus berlangsung hingga gelombang mencapai garis pantai. Ketika gelombang tapicah, arah gerakan gelombang tepat sejajar dengan garis pantai.

Proses ini juga dapat menjelaskan proses terjadinya gelombang .

Difraksi

Difraksi dialami oleh setiap gelombang baik gelombang mekanik (misalnya gelombang air, gelombang bunyi) maupun gelombang elektromagnetik (misalnya gelombang cahaya). Kita akan membahas gejalanya pada air yaitu gelombang mekanik.

Difraksi gelombang yakni peristiwa berpindahnya energi di sepanjang puncak gelombang ke arah daerah yang terlindung.

Temen – temen kelautan pasti pernah jalan-jalan ke pantai, sungai, danau atau kolam ? jika pernah, anda juga pernah mengamati difraksi yang dialami gelombang air. Contoh lainnya adalah riak air pada ember. Ketika gelombang air yang sedang merambat melewati suatu celah maka bentuk muka gelombang berubah, sebagaimana tampak pada video di bawah.

Pada video di atas, panjang gelombang (lambda) lebih kecil dari lebar celah (d). Perhatikan bahwa muka gelombang dibelokkan hanya pada tepi penghalang; sebagian besar muka gelombang tidak dibelokkan.

Nah, pembelokkan muka gelombang ketika melewati tepi penghalang (contoh 1) atau pembelokkan muka gelombang ketika melewati celah (contoh 2) dikenal dengan julukan difraksi.

Difraksi juga dialami oleh gelombang ketika melewati suatu penghalang (kita bayangkan penghalang disini adalah sebuah pulau kecil). Untuk lebih jelas perhatikan tiga video dibawah.

Apabila panjang gelombang lebih besar dari lebar penghalang maka gelombang membelok melewati penghalang tersebut, seolah-olah penghalang tersebut tidak ada (video di bawah).

Sebaliknya apabila panjang gelombang lebih kecil dari lebar penghalang maka akan ada daerah bayangan di balik penghalang tersebut. Semakin besar lebar penghalang, semakin besar pula daerah bayangan (video di bawah).

Yang dimaksudkan dengan daerah bayangan di sini adalah daerah yang tidak dilalui oleh gelombang atau gelombang yang melewatinya memiliki amplitudo yang sangat kecil .