Gelombang

Soalan Berstruktur – Ayunan dan Perlembapan.

by

Rajah \(2.1\) menunjukkan sebuah spring berbeban berayun secara menegak di dalam air. Sistem ayunan itu mengalami pelembapan.
Rajah \(2.2\) menunjukkan graf sesaran-masa untuk sistem ayunan itu.

(a) Garis jawapan yang betul dalam kurungan untuk melengkapkan ayat di bawah. 

Pelembapan adalah suatu situasi apabila (amplitud, panjang gelombang) ayunan berkurang. [1 markah]

amplitud

(b) Nyatakan satu sebab mengapa pelembapan berlaku pada sistem ayunan itu. [1 markah]

Tenaga hilang disebabkan oleh geseran.

(c) Berdasarkan Rajah \(2.2\),
(i) nyatakan tempoh bagi sistem ayunan itu. [1 markah]

0.4s

(ii) berapakah frekuensi bagi sistem ayunan itu? [1 markah]

\(\begin{aligned} f &=\frac{1}{0.4} \\ &=2.5 Hz \end{aligned}\)

(d) Apakah yang akan berlaku kepada tempoh bagi sistem ayunan itu apabila beban yang lebih berat digunakan?

Bertambah

Aplikasi-aplikasi Gelombang Elektromagnet

by

Gelombang Radio

  1. Telekomunikasi
  2. Siaran radio dan televisyen
  3. Kajian astronomi

Gelombang Mikro

  1. Telekomunikasi satelit
  2. Sistem radar untuk mengesan (saiz, bentuk dan kedudukan) objek.
  3. Memasak

Cahaya Infra Merah

  1. Penglihatan dalam gelap (Night vision)
  2. Foto termal
  3. Alat kawalan jauh untuk TV / VCR
  4. Pemanasan dalam fisioterapi
  5. Termometer
  6. Memasak
  7. Komunikasi jarah dekat (penghantaran data)

Cahaya Tampak

  1. Penglihatan
  2. Fotosintesis pada tumbuhan
  3. Fotografi

Ultraungu

  1. Mengenal pasti wang palsu
  2. Penghasilan kesan pendarfluor
  3. Penghasilan vitamin D pada kulit
  4. Pensterilan untuk memusnahkan kuman
  5. Kawalan serangga

Sinar-X

  1. Membasmi kuman air minuman
  2. Radioterapi
  3. Radiografi (gambar sinar-X)
  4. Pengesanan keretakan pada struktur bangunan

Sinar-Gamma

  1. Crystallography
  2. Cancer treatment
  3. Sterilisation of equipment
  4. Pest control in agriculture

Spektrum Gelombang Elektromagnet

by
(This file is shared by Philip Ronan under the Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license.)
  1. Julat gelombang elektromagnet yang lengkap disusun dengan teratur mengikut panjang gelombang dan frekuensi dinamakan sebagai spektrum elektromagnet.
  2. Rajah di atas menunjukkan gelombang elektromagnet dalam spektrum elektromagnet.
  3. Dalam SPM, anda perlu tahu
    1. susunan gelombang elektromagnet dalam spektrum elektromagnet.
    2. punca gelombang elektromagnetik
    3. aplikasi gelombang elektromagnetik

Sumber-sumber Gelombang Elektromagnet

Gelombang ElektromagnetPunca
Gelombang radioLitar berayun elektrik (terdiri daripada kapasitor dan konduktor yang dihubungkan secara bersiri)
Gelombang mikroCas elektrik berayun dalam pemancar gelombang mikro
Infra merahObjek panas, matahari dan api
Cahaya tampakMatahari, objek panas, kebakaran, lampu, tiub pendarfluor

UltraunguObjek yang sangat panas, cahaya matahari, lampu wap merkuri
Sinar-XTiub sinar-X di mana elektron bertenaga tinggi melanggar ke atas plat logam.

Sinar GammaBahan radioaktif

Gelombang Elektromagnet

by

Gelombang Elektromagnet

  1. Gelombang elektromagnet berasal dari pelbagai sumber. Gelombang-gelombang ini berbeza dari segi panjang gelombang dan memberi kesan yang berbeza terhadap satu objek, tetapi mempunyai sifat asas yang sama.
  2. Sifat umum gelombang elektromagnetik adalah seperti di bawah:
    1. Ia adalah gelombang melintang:
      1. Gelombang elektromagnet ialah gelombang melintang.
      2. Perambatan gelombang ini dihasilkan daripada ayunan medan elektrik dan medan magnet yang berserenjangdan juga pada sudut tepat ke arah perambatan.
    2. Ia boleh bergerak di Vakum:
      Gelombang elektromagnet boleh bergerak dalam vakum.
    3. Mereka bergerak dengan kelajuan yang sama dalam vakum:
      1. Dalam vakum, semua gelombang elektromagnet bergerak pada kelajuan yang sama yang biasa dikenali sebagai kelajuan cahaya (3 × 108 m/s).
      2. Dalam medium lain, gelombang elektromagnet yang berbeza boleh bergerak dengan kelajuan yang berbeza.
    4. Ia adalah neutral:
      Gelombang elektromagnet adalah neutral dari segi elektrik.

Aplikasi-aplikasi Gelombang Bunyi

by

Aplikasi-aplikasi Gelombang Bunyi

Sonar

Q & A

Terangkan bagaimana sonar digunakan untuk mengukur kedalaman laut. 

  1. Dalam sistem sonar, alat pemancar memancarkan denyutan ultrasonik.
  2. Denyutan itu bergerak ke dasar laut kemudian dipantul balik dan menghasilkan gema.
  3. Gema dikesan oleh hidrofon.
  4. Selang masa (t) antara pemancaran denyutan dan penerimaannya semula direkodkan oleh peralatan elektronik.
  5. Sekiranya halaju ultrasonik adalah v, maka kedalaman laut d diberikan oleh persamaan d = ½ vt

Pemecahan Batu Ginjal

Gelombang ultrasound intensiti tinggi digunakan untuk memecahkan batu ginjal di badan pesakit.

Pengimbasan Ultrasound

  1. Ultrasound digunakan untuk mengimbas fetus di dalam rahim.
  2. Ultrasound digunakan dalam ultrasonografi untuk memvisualisasikan struktur badan termasuk tendon, otot, sendi, saluran dan organ dalaman.

Pembersihan

Ultrasound boleh digunakan untuk membersihkan cincin dan jam tangan.

Kenyaringan dan Kelangsingan

by

Kenyaringan dan Kelangsingan

  1. Kenyaringan bunyi bergantung kepada amplitud gelombang bunyi.
  2. Semakin besar amplitud gelombang suara, semakin kuat bunyi itu.
  3. Kelangsingan ialah tinggi atau rendahnya suatu bunyi.
  4. Kelangsingan bunyi disebabkan oleh frekuensinya. Semakin tinggi frekuensi, semakin tinggi kelangsingan.

Gelombang Bunyi

by

Ciri-ciri Gelombang Bunyi

  1. Gelombang bunyi adalah satu siri mampatan dan regangan molekul-molekul udara berulang kali melalui ruang.
  2. Getaran ke depan dan ke belakang molekul-molekul udara selari dengan arah gerakan gelombang bunyi menunjukkan bahawa bunyi adalah gelombang membujur.

Perambatan Gelombang Bunyi

  1. Gelombang bunyi ialah gelombang mekanik yang memerlukan medium untuk perambatannya. Oleh itu gelombang bunyi tidak dapat merebak dalam vakum.
  2. Medium perambatan boleh berupa pepejal, cair atau gas.
  3. Gelombang bunyi merambat dengan pantas dalam pepejal dan paling perlahan dalam gas.

Jenis Gelombang Bunyi

  1. Telinga manusia dapat mendengar bunyi dengan frekuensi di antra 20Hz – 20,000Hz. Gelombang-gelombang bunyi dengan frekuensi dalam julat ini dinamakan sebagai gelombang audio/sonik.
  2. Gelombang bunyi dengan frekuensi lebih rendah daripada 20Hz dinamakan gelombang infrasonik.
  3. Gelombang bunyi dengan frekuensi lebih tinggi daripada 20,000Hz pula dinamakan sebagai gelombang ultrasonik.

 InfrasonikAudio/Sonik Ultrasonik 
 <20Hz 20Hz – 20000Hz >20 kHz

Kelajuan Gelombang Bunyi

  1. Kelajuan gelombang bunyi dalam pepejal lebih tinggi daripada pada cecair. Kelajuan gelombang bunyi dalam cecair pula lebih tinggi daripada gas.
  2. Kelajuan gellombang bunyi di udara tidak dipengaruhi oleh tekanan, tetapi dipengaruhi oleh suhu.
  3. Apabila suhu meningkat, kelajuan suara di udara (dan gas-gas lain) juga meningkat.
  4. Gelombang bunyi biasanya bergerak dengan lebih perlahan di kawasan beraltitud tinggi kerana suhu yang lebih rendah.

Interferens Gelombang Bunyi

by

Interferens Gelombang Bunyi

Eksperimen

  1. Rajah di bawah menunjukkan susunan radas untuk menyiasat interferens gelombang bunyi.
  2. Dua pembesar suara disambungkan ke penjana audio yang sama.
  3. Mikrofon digerakkan di hadapan 2 pembesar suara dari kiri ke kanan.

Keputusan:
Bunyi kuat dan lemah berselang-seli dikesan semasa mikrofon digerakkan dari kiri ke kanan.

Formula

Panjang gelombang bunyi diberikan oleh persamaan


a = Jarak di antara dua pembesar suara
x = Jarak di antara dua bunyi kuat berturut-turut.
D = Jarak antara garis lurus (di mana mikrofon digerakkan) dan dua pembesar suara.

Q & A

Terangkan secara ringkas mengapa bunyi kuat dan lemah berselang-seli dikesan di hadapan pembesar suara?

  1. Bunyi kuat dan lemah itu disebabkan oleh interferns gelombang bunyi.
  2. Bunyi kuat disebabkan berlakunya interferens membina.
  3. Bunyi lemah dihasilkan oleh interferens membinasa.

Q & A

Terangkan mengapa eksperimen interferen gelombang bunyi tidak sesuai dilakukan di dalam makmal.

Gelombang bunyi akan dipantulkan oleh dinding dan bumbung makmal dan menyebabkan interferens gelombang pantulan yang boleh mengganggu corak interferens gelombang bunyi daripada pembesar suara.

Q & A

Bagaimana kita boleh memastikan bahawa sumber gelombang bunyi itu adalah koheren?

Kedua-dua pembesar suara adalah sumber dua gelombang bunyi yang koheren kerana ia disambungkan kepada penjana isyarat audio yang sama.

Interferens Gelombang Cahaya

by

Eksperimen Dwicelah Young

  1. Dwicelah Young terdiri daripada dua celah yang dikikiskan pada sehelai slaid kaca yang dicat dengan ‘aquadak’.
  2. Apabila cahaya monokromatik melalui dwi-celah Young, belauan cahaya berlaku, maka kedua-dua celah itu menjadi sumber cahaya koheren (amplitud, frekuensi dan fasa yang sama).
  3. Kedua-dua sumber yang koheren akan bertindih dan bersuperposisi untuk menghasilkan kesan interferens  membina dan membinasa.
  4. Interferens membina menghasilkan pinggir-pinggir cerah sementara interferens membinasa menghasilkan pinggir-pinggir gelap.
  5. Jarak di antara pinggir-pinggir cerah dan gelap yang berturutan adalah hampir hampir sama.
  6. Syarat-syarat agar corak interferens dapat diperhatikan:
    1. cahaya monokromatik digunakan
    2. saiz (bukaan) dwi-celah itu mesti sangat kecil
    3. jarak antara kedua-dua celah itu juga mestilah kecil (kira-kira 0.5mm)
  7. Jarak di antara pinggir-pinggir cerah dan gelap akan bertambah apabila
    1. Cahaya yang mempunyai panjang gelombang (λ) yang lebih panjang digunakan
    2. kedua-dua celah itu lebih rapat (a)
    3. jarak di antara dwi-celah  dan skrin (D) bertambah.
  8. Panjang gelombang-gelombang cahaya dapat dikira dengan menggunakan persamaan berikut: 

Bandingan Corak Eksperimen Dwi-celah Dengan Eksperimen Celah Tunggal

Eksperimen Dwi-celah Young (Interferens)

Eksperimen Celah Tunggal (Belauan)

Q & A

Apa yang dimaksudkan dengan cahaya monokromatik?

Cahaya monokromatik ialah cahaya yang mempunyai hanya satu warna.