INTERFERENSI SESAAT
18.7 Beats: Interferensi Sesaat
Fenomena
interferensi yang telah kita pelajari sejauh ini melibatkan superposisi dari
dua atau lebih gelombang yang memiliki frekuensi yang sama. Karena amplitudo
osilasi unsur media bervariasi dengan posisi dalam ruang dari elemen dalam
gelombang seperti itu, kita merujuk pada fenomena tersebut sebagai interferensi
spasial. Gelombang berdiri pada string dan pipa adalah contoh umum dari interferensi
spasial.
Sekarang mari
kita mempertimbangkan jenis gangguan yang lain, salah satu yang dihasilkan dari
superposisi dari dua gelombang yang memiliki frekuensi yang sedikit berbeda.
Dalam hal ini, ketika dua gelombang diamati pada titik di dalam ruang, mereka
secara berkala dan keluar dari fase. Artinya, ada temporal (waktu) Pergantian
antara interferensi konstruktif dan destruktif. Akibatnya, kita menyebut
fenomena ini sebagai interferensi sesaat atau interferensi sementara. Sebagai
contoh, jika dua garpu tala dengan frekuensi sedikit berbeda dipukul, seseorang
mendengar suara dari amplitudo yang bervariasi secara periodik. Fenomena ini disebut
irama.
Beats adalah
variasi periodik dalam amplitudo pada suatu titik tertentu karena superposisi
dari dua gelombang yang memiliki frekuensi yang sedikit berbeda.
Jumlah amplitudo
maksimum sekali mendengar per detik, atau frekuensi beat, sama dengan perbedaan
frekuensi antara dua sumber seperti yang akan kami tunjukkan di bawah ini. Beat
frekuensi maksimum yang telinga manusia dapat mendeteksinya sekitar 20 denyut/s.
Ketika frekuensi beat melebihi nilai ini, ketukan berbaur tanpa bisa dibedakan
dengan suara yang menghasilkannya.
Pertimbangkan dua
gelombang suara amplitudo yang sama dan frekuensi yang sedikit berbeda f1
dan f2 bergerak melalui medium. Kita menggunakan persamaan yang
mirip dengan Persamaan 16.13 untuk mewakili fungsi gelombang untuk dua
gelombang pada titik yang kita identifikasikan sebagai x=0. Kita juga memilih
sudut fase dalam Persamaan 16.13 sebagai φ = π/2:
y1 = A sin (π/2 – ω1t) = A cos (2πf1t)
y2 = A sin (π/2 – ω2t) = A cos (2πf2t)
Menggunakan prinsip superposisi, kita menemukan bahwa fungsi gelombang resultan pada titik ini adalah:
y2 = A sin (π/2 – ω2t) = A cos (2πf2t)
Menggunakan prinsip superposisi, kita menemukan bahwa fungsi gelombang resultan pada titik ini adalah:
y = y1 + y2 = A [cos (2πf1t) +
cos (2πf1t) ]
Menggunakan identitas trigonometri:
cos a + cos b = 2 cos [(a-b)/2] cos [(a+b)/2]
memungkinkan kita untuk menulis ekspresi untuk y sebagai:
memungkinkan kita untuk menulis ekspresi untuk y sebagai:
y = [2A cos 2πt((f1-f2)/2) ] cos 2πt((f1+f2)/2)
(18.10)
Grafik gelombang individu dan
gelombang yang dihasilkan ditunjukkan pada Gambar 18.17. Dari faktor dalam
Persamaan 18.10, kita melihat bahwa gelombang yang dihasilkan memiliki
frekuensi yang efektif sama dengan rata-rata frekuensi (f1 + f2)/2.
Gelombang ini dikalikan dengan gelombang sampul yang diberikan oleh ekspresi
dalam tanda kurung siku:
yenvelope = 2A cos 2πt((f1-f2)/2) (18.11)
Artinya, amplitudo dan karena
intensitas suara yang dihasilkan berbeda dalam waktu. Garis putus-putus hitam
pada Gambar 18.17b adalah representasi grafis dari gelombang sampul dalam
Persamaan 18.11 dan merupakan gelombang sinus yang bervariasi dengan frekuensi
(f1 - f2)/2.
Sebuah nilai maksimal
dalam amplitudo gelombang suara yang dihasilkan setiap kali terdeteksi:
2πt((f1-f2)/2) = ±1
Oleh karena itu, ada dua nilai maxima
dalam setiap periode gelombang sampul. Karena amplitudo bervariasi dengan
frekuensi sebagai (f1-f2)/2, jumlah denyut per detik,
atau frekuensi beat fbeat, dua kali nilai ini. Artinya,
fbeat = |f1 - f2|
(18.12)
Baca Juga Tentang: Gelombang Dalam Interferensi
//Baru saja Anda telah membaca artikel tentang SUPERPOSISI DAN GELOMBANG BERDIRI, jika ada yang kurang jelas, keliru, kritik dan saran, silahkan isi di kolom komentar.//
Post a comment for "INTERFERENSI SESAAT"