Gelombang dan Bunyi
Domain Gelombang dan Bunyi menguji hubungan v = fλ, fenomena gelombang (pantulan, pembiasan, pembelauan, gangguan) serta sifat bunyi dan gema.
Asas gelombang
v = fλ dan f = 1/T. Gelombang melintang: zarah bergetar tegak lurus kepada arah perambatan (cahaya, gelombang pada tali). Gelombang membujur: getaran selari dengan arah perambatan (bunyi). Kelajuan gelombang bergantung pada medium, bukan pada amplitud atau frekuensi sumber.
Fenomena gelombang
- Pantulan: sudut tuju = sudut pantul.
- Pembiasan: di air cetek gelombang bergerak lebih perlahan, panjang gelombang lebih pendek, frekuensi tetap.
- Pembelauan: paling jelas apabila saiz celah hampir sama atau lebih kecil daripada λ.
- Gangguan: superposisi; pengukuhan apabila fasa sama, peleman apabila fasa bertentangan.
Bunyi
Bunyi memerlukan medium dan tidak boleh merambat dalam vakum. Kelajuan dalam udara kira-kira 340 m s⁻¹ dan lebih tinggi dalam pepejal. Julat pendengaran manusia 20 Hz hingga 20 kHz; melebihi 20 kHz ialah ultrasonik. Kenyaringan bergantung pada amplitud, kelangsingan (pitch) pada frekuensi.
Contoh pengiraan
Seorang murid bertepuk tangan dan mendengar gema selepas 1.2 s. Dengan v = 340 m s⁻¹, bunyi pergi dan balik, maka jarak dinding d = (340 × 1.2) ÷ 2 = 204 m. Jika dibahagi 1.2 sahaja, jawapan menjadi dua kali ganda - kesilapan paling kerap dalam soalan gema dan sonar.
Perangkap markah
- Lupa membahagi dua bagi gema, sonar dan radar.
- Menukar frekuensi semasa pembiasan gelombang.
- Menganggap bunyi boleh merambat dalam vakum.
- Mengelirukan amplitud (kenyaringan) dengan frekuensi (kelangsingan).