Jenis gelombang bergantung pada satu perkara: arah getaran berbanding arah gelombang bergerak. Pada sudut tepat ialah melintang (transverse). Sepanjang garis yang sama ialah membujur (longitudinal).
Pelajaran ini berada dalam kelakuan gelombang. Ia berpasangan dengan mengaitkan panjang gelombang, frekuensi dan laju, kerana persamaan gelombang digunakan dengan cara yang sama untuk kedua-dua jenis.
Bagaimana kedua-dua jenis bergerak?
Dalam gelombang melintang, getaran berada pada 90° dengan arah gerakan. Tali yang digoncang ke atas dan ke bawah menghantar gelombang sepanjang tali sementara setiap bahagian tali bergerak naik turun. Cahaya dan gelombang elektromagnet lain ialah melintang, begitu juga riak air di permukaan.
Dalam gelombang membujur, getaran selari dengan arah gerakan. Tolakan pada hujung spring yang diregangkan menghasilkan mampatan (compression), iaitu gegelung yang rapat, diikuti regangan (rarefaction), iaitu gegelung yang renggang. Bunyi dalam udara ialah membujur.
Dalam kedua-dua kes, gelombang memindahkan tenaga tanpa bahan bergerak bersamanya.
Bagaimana mencari panjang gelombang setiap jenis?
Bagi gelombang melintang, panjang gelombang ialah puncak ke puncak atau lembah ke lembah. Bagi gelombang membujur, ia ialah mampatan ke mampatan berikutnya (atau regangan ke regangan berikutnya).
Ukur dari titik yang sama pada setiap ulangan. Kemudian gunakan v = f × λ seperti biasa.
Contoh berlangkah
Data rekaan: gelombang bunyi melalui udara pada 340 m/s. Pusat dua mampatan berturutan berjarak 0.85 m. Cari frekuensi dan nyatakan arah getaran zarah udara.
Langkah 1, panjang gelombang: jurang antara mampatan berturutan ialah satu panjang gelombang, λ = 0.85 m.
Langkah 2, susun semula: f = v ÷ λ.
Langkah 3, hitung: f = 340 ÷ 0.85 = 400 Hz.
Langkah 4, arah: bunyi ialah membujur, jadi zarah udara bergetar ke depan dan ke belakang sepanjang arah bunyi bergerak.
Semak: 400 × 0.85 = 340 m/s, sepadan.
Kesilapan yang perlu diawasi
Pelajar sering mengatakan dalam gelombang membujur, zarah bergerak bersama gelombang dari sumber ke pendengar.
Jawapan yang salah: “Zarah udara bergerak dari pembesar suara ke telinga saya dalam gelombang bunyi.”
Zarah hanya berayun pada jarak kecil di sekitar kedudukan rehatnya. Corak mampatanlah yang bergerak, bukan zarah.
Pembetulannya ialah menggunakan frasa “gelombang memindahkan tenaga, bukan jirim”. Satu lagi kesilapan ialah melukis lengkung sinus untuk bunyi dan menyebutnya “naik turun”. Graf itu memplot sesaran, yang bagi bunyi sebenarnya sepanjang arah gerakan.
Penerang sempadan dan pembundaran membantu apabila jarak yang diukur seperti 0.85 m mempunyai kejituan terhad dan anda mahu melihat kesannya pada frekuensi.
Semak kendiri
1. Kelaskan setiap satu sebagai melintang atau membujur: bunyi dalam udara, cahaya, riak di kolam.
Lihat jawapan
Bunyi dalam udara ialah membujur. Cahaya ialah melintang. Riak permukaan ialah melintang.
2. Pusat mampatan pertama dan keempat pada sebuah spring berjarak 1.2 m. Cari panjang gelombang.
Lihat jawapan
Dari mampatan pertama ke keempat ialah 3 panjang gelombang. λ = 1.2 ÷ 3 = 0.40 m.
3. Seorang pelajar berkata gabus terapung bergerak bersama riak. Betulkan kenyataan itu.
Lihat jawapan
Gabus bergerak naik turun di kedudukannya manakala riak bergerak ke hadapan. Gelombang memindahkan tenaga, bukan air atau gabus sepanjang permukaan.
Ke mana selepas ini?
Seterusnya, berlatih membaca rajah gelombang apabila skala tidak diberi dalam rajah gaya riak tanpa mengandaikan skala. Bunyi dibincangkan lebih lanjut dalam spektrum elektromagnet dan bunyi.
Jika rajah gelombang masih bercampur aduk, guru yang melihat anda melakar boleh membetulkan tabiat itu dalam beberapa minit. Itulah bantuan yang ditawarkan oleh tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu.