5.4 Pembiasan Gelombang Nota 2021

FIZIK TING 4

GELOMBANG

5.4 PEMBIASAN GELOMBANG



Rajah di bawah menunjukkan gelombang laut yang menuju ke arah
pantai. Perhatikan gelombang itu dan bandingkan bentuknya ketika
jauh dari pantai dengan Ketika menghampiri pantai.

Pembiasan gelombang
menyebabkan muka gelombang
mengikut bentuk pantai apabila ia
menghampiri pantai.

STANDARD
PEMBELAJARAN 1

5.4.1 Huraikan pembiasan
gelombang dari
aspek: i, r, λ, f, v dan
arah gelombang

AKTIVITI 1 Sekeping kaca berbentuk segiempat
direndamkan dalam tangki riak untuk
Apa berlaku kepada gelombang yang mewujudkan perbezaan kedalaman
merambat ke kawasan berlainan air.
kedalaman air?

1. Perhatikan Rajah
(i) Bandingkan frekuensi gelombang air

di kawasan air dalam dan Kawasan
air cetek. Terangkan jawapan anda.

Sama. Motor yang sama

(ii) Bandingkan laju gelombang di
kawasan dalam dan kawasan cetek

v: dalam > cetek

(iii) Bandingkan panjang gelombang di
kawasan dalam dan cetek.

λ: dalam > cetek

(iv) Kaitkan kedalaman air dengan laju gelombang air.
berkadar terus

(v) Kaitkan kedalaman air dengan panjang gelombang air.
berkadar terus

(vi) Kaitkan laju gelombang dengan panjang gelombang.
berkadar terus

Pembiasan gelombang ialah perubahan arah perambatan gelombang yang
disebabkan oleh perubahan halaju gelombang apabila gelombang itu
merambat dari satu medium ke medium yang lain

Laju gelombang air Laju gelombang cahaya Laju gelombang bunyi
dipengaruhi oleh dipengaruhi oleh dipengaruhi oleh
kedalaman air ketumpatan optic ketumpatan udara
medium

3. Tulis persamaan yang melibatkan pembiasan
gelombang.

v1 = f1λ1 v2 = f2λ2

f1 = v1 f2 = v2
λ1 λ2

f1 = f2 v1 = v2
λ1 λ2

(a) Bagaimana arah perambatan (a) Bagaimana arah perambatan
gelombang air berubah apabila ia gelombang air berubah apabila ia
bergerak daripada kawasan air bergerak daripada kawasan air
dalam ke kawasan air cetek? cetek ke kawasan air dalam?

Bias mendekati garis normal Bias menjauhi garis normal

Air bergerak dari Air bergerak dari

Ciri-ciri air dalam ke air air cetek ke air

cetek dalam

Sudut tuju dan i>r i<r
sudut pembiasan

laju berkurang bertambah

Panjang berkurang bertambah
gelombang kekal kekal

Frekuensi

STANDARD
PEMBELAJARAN 2

5.4.2 Melukis rajah untuk
menunjukkan
pembiasan
gelombang bagi dua
kedalaman berbeza

1. Lukis garisan sempadan yang memisahkan kawasan
dalam dan kawasan cetek. Labelkan kawasan-
kawasan itu.

2. Lukis satu garis untuk mewakiili arah perambatan
gelombang tuju. Tandakan dengan anak panah.

3. Lukis garis normal di titik O.

4. Daripada titik O, lukis garisan untuk mewakili arah
perambatan gelombang yang dibiaskan. Apabila
gelombang merambat daripada Kawasan dalam ke
cetek, gelombang dibisakan bengkok ke arah garis
normal.

5. Lukis garis normal di titik P

6. Daripada titik P, lukis satu garisan untuk mewakili arah
perambatan gelombang dibiaskan. Apabila gelombang
merambat daripada kawasan cetek ke dalam,
gelombang dibiaskan bengkok menjauhi garis normal.

7. Lukis garisan yang berserenjang dengan arah perambatan
gelombang tuju dan gelombang biasan untuk mewakili
muka gelombang.

8. Pastikan panjang gelombang di kawasan dalam lebih
besar daripada panjang gelombang di kawasan cetek.













STANDARD
PEMBELAJARAN 4

5.4.4 Selesaikan masalah
melibatkan
pembiasan

LATIHAN 1

1. Satu gelombang satah mempunyai panjang gelombang 2 cm
dan halaju 8 cm s-1 semasa ia bergerak di kawasan air cetek.
Apabila ia bergerak di kawasan air dalam, halajunya menjadi
12 cm s-1. Berapakah panjang gelombang di kawasan air
dalam?

f1 = f2 v1 = v2
λ1 λ2
λ2 = 12 x 2 = 3 cm
8 = 12 8
2 λ2

2. Rajah menunjukkan satu gelombang air bergerak dari
kawasan P ke kawasan Q yang berbeza kedalaman. Hitung
laju gelombang air dalam kawasan Q jika laju gelombang air
di kawasan P ialah 18 cm s-1.

λ1 = 12/4 = 3.0 cm
λ2 = 12/8 = 1.5 cm

v1 = v2 18 = v2
λ1 λ2 3 1.5

v2 = 18 x 1.5 = 9 cm s-1
3

3. Rajah menunjukkan gelombang air yang
merambat dari kawasan P ke kawasan Q yang
berlainan kedalaman.

(a) Kawasan yang manakah adalah lebih cetek?
Mengapa?

Q kawasan cetek kerana panjang
gelombang lebih pendek.

(b) Bandingkan laju dan frekuensi gelombang air
itu di kedua-dua kawasan.

Laju di P > laju di Q

Frekuensi sama

4. Rajah menunjukkan sebuah tangka berbentuk tangga dengan
tiga kawasan X, Y dan Z dengan kedalaman masing-masing
yang semakin meningkat. Sebuah penggetar menghasilkan
gelombang air yang lurus di kawasan X dan bergerak ke
kawasan Y dan X. Lukis rajah untuk menunjukkan pembiasan
gelombang.

Z YX

STANDARD
PEMBELAJARAN 3

5.4.3 Menjelaskan
fenomena semula jadi
akibat pembiasan
gelombang dalam
kehidupan harian.

AKTIVITI 3 Membincangkan fenomena semula jadi pembiasan gelombang

1. Pergerakan muka gelombang air dari
tengah laut ke arah pantai telah
ditunjukkan pada Rajah di bawah.

(a) Mengapakah gelombang menjadi lebih rapat
antara satu sama lain dan mengikut bentuk
pantai apabila menghampiri pantai?

Air bergerak dari kawasan dalam ke
kawasan cetek.

Laju gelombang air berkurang.

Gelombang air bias mendekati garis
normal

(b) Mengapakah air di tanjung berombak tinggi?

Banyak tenaga tertumpu di kawasan tanjung
menyebabkan amplitud ombak lebih tinggi.

(c) Mengapakah air di teluk adalah tenang?

Tenaga disebarkan ke Kawasan lebih
luas. Amplitud air menjadi kecil dan
menjadi tenang.





AKTIVITI 4 Membandingkan pembiasan gelombang bunyi pada waktu
siang dengan waktu malam

1. Bandingkan laju bunyi di udara panas dan udara sejuk.

Laju bunyi dalam udara panas lebih tinggi.
Suhu udara tinggi, molekul udara dapat lebih tenaga
kinetic dan bergerak lebih laju.

2. Terangkan mengapa bunyi tidak boleh didengar pada jarak yang jauh pada
waktu siang yang panas.

Laju bunyi di udara panas lebih tinggi.

Pada waktu siang, udara berhampiran permukaan bumi lebih panas.
Bunyi bergerak daripada udara panas ke udara sejuk. Laju bunyi berkurang.

Bunyi dibias mendekati garis normal. Bunyi semakin menjauhi bumi.

2. Terangkan mengapa bunyi boleh didengar dengan jelas pada jarak yang
jauh pada waktu malam yang sejuk.

Waktu malam, lapisan udara berhampiran bumi lebih sejuk.

Bunyi bergerak daripada udara sejuk ke udara panas. Laju bunyi bertambah.

Bunyi bias menjauhi garis normal.

Bunyi semakin menghampiri bumi dan dapat
didengar dengan jelas.





TUTORIAL 5.4