5.4 Pembiasan Gelombang jawapan

5.4

Idea mengenai pembiasan gelombang (iii) Compare the wave lengths in deep area and
Rajah 1.3.1 menunjukkan gelombang laut yang
menuju ke arah pantai. Perhatikan gelombang itu shallow area.
dan bandingkan bentuknya ketika jauh dari pantai λ: dalam > cetek
dengan ketika menghampiri pantai.
(iv) Relate the depth of water to the speed of
Pembiasan gelombang menyebabkan muka water waves.
gelombang mengikut bentuk pantai apabila ia Berkadar terus
menghampiri pantai.
Aktiviti 1 (v) Relate the depth of water to the wave length
Apa berlaku kepada gelombang yang merambat of the waves.
ke kawasan berlainan kedalaman air? Berkadar terus
Sekeping kaca berbentuk segiempat direndamkan
dalam tangki riak untuk mewujudkan perbezaan (vi) Relate the speed of water waves to the wave
kedalaman air. length of the waves.
Berkadar terus
(i) Compare the frequency of the water waves in
deep area and shallow area. Explain your Nyatakan apa maksud pembiasan gelombang.
answer. Pembiasan gelombang ialah perubahan arah
Sama perambatan gelombang yang disebabkan oleh
perubahan halaju gelombang apabila gelombang
(ii) Compare the speed of waves in deep area itu merambat dari satu medium ke medium yang
and shallow area. lain
v: dalam > cetek
Tulis persamaan yang melibatkan pembiasan

gelombang.
v1 = f1λ1 v2 = f2λ2

f1 = f2

f1 = v1
λ1

v1 = v2
λ1 λ2

Bandingkan: Air bergerak Air bergerak
dari air dari air cetek
Ciri-ciri ke air dalam
dalam ke air
Sudut tuju dan cetek i<r
sudut biasan
Laju i>r

Berkurang Bertambah

Panjang Berkurang Bertambah
Gelombang
Frekuensi Tidak Tidak
berubah berubah
Arah Ke arah garis Menjauhi
perambatan normal garis normal

Arah perambatan
gelombang air:
daripada
kawasan air
dalam ke
kawasan air
cetek.

Mendekat garis normal

Arah perambatan (c) Lukis garis lurus yang mewakili arah
gelombang air: perambaan gelombang yang dibiaskan.
daripada
kawasan air (d) Lukis muka gelombang yang dibiaskan.
cetek ke kawasan
air dalam.

Menjauhi garis normal

Aktiviti 2:
Tujuan: Mengkaji pembiasan gelombang bagi

gelombang satah
Radas dan bahan:
Tangki riak, bekalan kuasa at. Lampu, pembaris
meter, air, 5 kepingan kaca, stroboskop, kertas
putih.

Prosedur:
✓ Letakkan satu keping kaca di dalam tangka

riak.
✓ Hidupkan suis bekalan kuasa
✓ Tanda kedudukan gelombang di atas kertas

putih melalui stroboskop.
✓ Ukur panjang gelombang ie jarak antara dua

muka gelombang.

Kesimpulan:
(a) Nyatakan apa berlaku arah gelombang

apabila melalui (i) kawasan air dalam ke air
cetek dan (ii) dari kawasan air cetek ke air
dalam.
(i) mendekati garis normal
(ii) Menjauhi garis normal

(b) Nyatakan perubahan kepada halaju
gelombang,panjang gelombang dan
frekuensi apabila gelombang melalui
kawasan dalam ke cetek.

Halaju berkurang.

Kaedah melukis rajah pembiasan gelombang
(a) Lukis garis lurus yang mewakili arah

perambatan gelombang tuju.
(b) Lukis garis normal, N, yang berserenjang

dengan sempadan dua kawasan

Latihan 1 4. Rajah menunjukkan sebuah tangki berbentuk
1. Satu gelombang satah mempunyai panjang tangga dengan tiga kawasan X, Y dan Z
dengan kedalaman masing-masing yang
gelombang 2 cm dan halaju 8 cm s-1 semasa semakin meningkat. Sebuah penggetar
ia bergerak di kawasan air cetek. Apabila ia menghasilkan gelombang air yang lurus di
bergerak di kawasan air dalam, halajunya kawasan Z dan bergerak ke kawasan Y dan X.
menjadi 12 cm s-1. Berapakah panjang
gelombang di kawasan air dalam? Lukis rajah untuk menunjukkan pembiasan
gelombang.
f1 = f2
v1 = v2
λ1 λ2
8 = 12
2 λ2
λ2 = 12 x 2 = 6 cm

8

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 Aktiviti 3
3 Tujuan: Membincangkan fenomena semula jadi
pembiasan gelombang
3. Rajah 1. Muka gelombang air mengikut bentuk pantai.
menunjukkan Pergerakan muka gelombang air dari tengah laut
gelombang air ke arah pantai telah ditunjukkan pada Rajah di
yang merambat bawah.
dari kawasan P ke
kawasan Q yang (a) Mengapakah gelombang menjadi lebih rapat
berlainan antara satu sama lain dan mengikut bentuk
kedalaman. pantai apabila menghampiri pantai?

(a) Kawasan yang Air bergerak dari kawasan dalam ke kawasan
manakah adalah lebih cetek? Mengapa? cetek.
Q kawasan cetek kerana panjang gelombang lebih Laju gelombang air berkurang.
pendek. Gelombang air bias mendekati garis normal

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

. Laju di P > laju di Q. Frekuensi sama

(b) Mengapakah air di tanjung berombak tinggi? TUTORIAL 6.4
Banyak tenaga tertumpu di kawasan tanjung
menyebabkan amplitud ombak lebih tinggi. 1. Manakah di antara berikut menunjukkan

(c) Mengapakah air di teluk adalah tenang? kesan gelombang air yang bergerak dari
Tenaga disebarkan ke Kawasan lebih luas.
Amplitud air menjadi kecil dan menjadi tenang. Kawasan dalam ke Kawasan cetek?

2. Bunyi di waktu malam lebih jelas kedengaran Laju Panjang frekuensi
(a) Bandingkan laju gelombang bunyi dalam
gelombang
udara panas dengan udara sejuk. Mengapa?
Laju bunyi dalam udara panas lebih tinggi. A Bertambah Bertambah berkurang
Suhu udara tinggi, molekul udara dapat lebih
tenaga kinetic dan bergerak lebih laju. B Malar Berkurang Bertambah

(b) Terangkan mengapa bunyi tidak boleh C Berkurang Berkurang Malar
didengar pada jarak yang jauh pada waktu
siang yang panas. D Bertambah Bertambah malar

2. Rajah di bawah menunjukkan pembiasan
gelombang air.

• Laju bunyi di udara panas lebih tinggi. Jika laju gelombang air ialah 5 cms-1 di
• Pada waktu sian, udara berhampiran dalam kawasan air dalam, hitung laju
gelombang air di dalam kawasan air cetek.
permukaan bumi lebih panas. A. 1.5 cms-1
• Bunyi bergerak daripada udara kurang B. 2.5 cms-1
C. 3.0 cms-1
tumpat ke udara lebih tumpat.laju bunyi D. 5.0 cms-1
berkurang.
• Bunyi dibias mendekati garis normal. 5/3 = v/1.5
• Bunyi semakin menjauhi bumi. v = 5 x 1.5 = 2.5

(c) Terangkan mengapa bunyi boleh didengar 3
dengan jelas pada jarak yang jauh pada waktu
malam yang sejuk. 3. Satu siri gelombang satah dihasilkan di
dalam tangki riak yang mempunyai
kedalaman yang seragam. Manakah antara
graf berikut menunjukkan hubungan yang
betul antara panjang gelombang dan
frekuensi gelombang?

C

• Waktu malam, lapisan udara berhampiran
bumi lebih sejuk.

• Bunyi bergerak daripada udara sejuk ke
udara panas. Laju bunyi berkurang.

• Bunyi bias menjauhi garis normal.
• Bunyi semakin menghampiri bumi dan

dapat didengar dengan jelas.

4. Rajah menunjukkan corak air
menghampiri pantai. Manakah lokasi
yang paling sesuai untuk seorang
kanak-kanak berenang?

C A
5. Rajah 3 menunjukkan sebuah tangki riak 7. Rajah di bawah menunjukkan gelombang air

dengan dasar condong dan penggetar merambat dalam kawasan yang berlainan
digetarkan. kedalaman.

Antara corak gelombang berikut, yang Antara rajah berikut, yang manakah
manakah boleh diperhatikan di atas skrin?A menunjukkan dengan betul perambatan
gelombang itu? D

8. Rajah menunjukkan gelombang air merambat
melalui satu blok perspeks di dalam tangki
riak.

6. Sebuah besen berisi air diletakkan condong. Corak gelombang manakah yang dilihat
Air dititiskan pada kadar sekata ke dalam semasa gelombang melalui blok perspeks
besen itu seperti ditunjukkan pada gambar itu? A
rajah di bawah.

Corak mukagelombang yang manakah akan
diperhatikan dalam besen itu?

1. SPM 2016
Rajah 2 menunjukkan satu imej gelombang satah
air apabila ia merambat dari kawasan air dalam ke
kawasan air cetek.

(a) Namakan fenomena gelombang yang
ditunjukkan dalam Rajah 2.
Pembiasan

[1 mark] (a) Apakah maksud frekuensi?
Bilangan ayunan lengkap per saat.
(b) Apakah yang berlaku kepada laju gelombang [1 mark]
di kawasan air cetek?
berkurang (b) Perhatikan Rajah 6.1 dan Rajah 6.2.
[1 mark] (i) Bandingkan kedalaman air di kawasan X
dan kawasan Y.
(c) Dalam Rajah 2: X>Y
(i) Lukis satu garisan untuk menunjukkan [1 mark]
normal pada P.
[1 mark] (ii) Bandingkan panjang gelombang bagi
gelombang di kawasan X dan di kawasan
(ii) Lukis satu garisan bagi menunjukkan arah Y.
perambatan gelombang air di kawasan air X>Y
dalam dan di kawasan air cetek sebelum [1 mark]
dan selepas melalui P.
[2 marks] (iii) Hubungkaitkan kedalaman air dengan
panjang gelombang bagi gelombang
2. SPM 09: tersebut.
Rajah 6.1 menunjukkan pandangan sisi dua buah Berkadar terus
tangki riak. Apabila suis motor dihidupkan, [1 mark]
gelombang air dengan frekuensi yang sama
dihasilkan. (iv) Namakan fenomena gelombang yang
terlibat.
Pembiasan
[1 mark]

(c) Terangkan mengapa muka gelombang air laut
akan mengikut bentuk pantai apabila
menghampiri pantai.
• Kedalaman laut semakin berkurang
• Halaju berkurang atau Panjang
gelombang berkurang
• Pembiasan berlaku

3 marks]
3. SPM 2015
Rajah 6.1 menunjukkan corak gelombang apabila
gelombang air bergerak dari kawasan A ke
kawasan B di dalam tangki riak.

Rajah 6.2 menunjukkan gelombang yang dibentuk Diagram 6.1 / Rajah 6.1
di atas skrin. Rajah 6.2 menunjukkan keratan rentas sebuah
tangki riak itu.

Panjang gelombang bagi gelombang air itu
berubah apabila ia bergerak dari kawasan A ke
kawasan B.

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan panjang
gelombang?

Jarak antara dua puncak @ lembangan berturutan
[1 mark]

(b) Berdasarkan Rajah 6.1 dan Rajah 6.2,
(i) Bandingkan panjang gelombang antara
kawasan A dengan kawasan B.
A>B
[1 mark]

(ii) bandingkan sudut tuju, θ1 dengan sudut
biasan θ2.
θ1 > θ2
[1 mark]

(iii)bandingkan kedalaman air antara kawasan
A dengan kawasan B.
A>B
[1 mark]

(c) Berdasarkan jawapan anda dalam 6(b),
(i) nyatakan hubugnan antara kedalaman air
dengan panjang gelombang.
Berkadar terus
[1 mark]

(ii) Lengkapkan ayat di bawah. [1 mark]

Apabila gelombang air bergerak dari kawasan
dalam ke kawasan cetek arah perambatan
gelombang adalah terbias mendekati garis normal.

(d) Terangkan mengapa kebanyakan pusat
peranginan tepi pantai dibina di kawasan teluk
berbanding tanjung.
• Tenaga gelombang disebarkan di
kawasan teluk / gelombang air dibiaskan
ke arah normal
• laut tenang / amplitud kecil
[2 marks]