5.3 Pantulan Gelombang 2020 answer

Bagaimana corak yang cerah dan gelap dapat
diperhatikan di atas kertas putih

5.3

Apakah akan berlaku apabila suatu gelombang
laut bertemu dengan batu?

Pantulan gelombang akan berlaku apabila suatu • Bentuk puncak sebagai kanta cembung
gelombang tuju mengena dengan permukaan • Puncak menumpukan cahaya membentuk
yang keras dan dibalikkan. Permukaan itu
memainkan peranan sebagai pemantul. jalur terang.
• Bentuk lembangan sebagai kanta cekung
Apakah maksud muka gelombang? • Lembangan mencapahkan cahaya
Garisan yang menyambungkan titik-titik pada fasa
yang sama. membentuk jalur gelap

Nyatakan hukum pantulan:

Sudut tuju = sudut pantulan
i=r

Aktiviti 1:
Tujuan: Memerhati pantulan gelombang air satah
di dalam tangki riak

Radas: Tangki riak, pemantul satah, kertas putih,
lampu, bekalan kuasa, motor dan stroboskop
mekanikal.

Arahan:

Titik-titik A, B, C dan D berada pada fasa yang
sama kerana titik itu mempunyai sesaran yang
sama dan sedang bergerak pada arah yang sama.
Garisan yang menyambungkan titik-titik A, B, C
dan D ialah muka gelombang.

Tandakan arah perambatan gelombang.

Gelombang Satah Gelombang bulat 1. Hidupkan suis motor untuk memulakan
getaran. Tambahkan frekuensi gelombang
dengan menambahkan beza keupayaan
bekalan kuasa ke motor.

2. Perhatikan gelombang tuju dan gelombang
pantulan dengan menggunakan stroboskop.

Muka gelombang adalah berserenjang dengan
arah perambatan gelombang.

Keputusan (b) Adakah halaju gelombang air akan
Lukis rajah untuk menunjukkan pantulan
gelombang. berubah? Terangkan jawapan anda.

Tidak berubah. Kedalaman tangki riak

sama.
v = fλ f = v/λ f berkadar songsang
dengan λ dengan syarat v malar

Aktiviti 2
Tujuan: Mengkaji applikasi pantulan gelombang
dalam kehidupan seharian

1. Namakan gelombang bunyi yang dipantulkan.
Gema

Tandakan sudut tuju, i, dan sudut pantulan, r. 2. Senaraikan tiga jenis gelombang bunyi dan
julat frekuensi.

Jenis bunyi Julat frequency

Gelombang Infrasonik < 20 Hz

Bunyi audio normal 20 Hz – 20 000 Hz

Gelombang Ultrasonik Lebih 20,000 Hz

Soalan 3. Rajah menunjukkan satu sistem sonar
1. Bandingkan sudut tuju, i, dengan sudut digunakan untuk menentukan kedalaman
dasar laut. Sistem sonar mempunyai frekuensi
pantulan, r. yang sangat tingg.
i=r

2. Apabila gelombang air dengan panjang
gelombang, λ bergerak ke arah pemantul

satah, apakah panjang gelombang bagi

gelombang yang dipantulkan?
λ1 = λ2 = λ

3. Bandingkan antara gelombang tuju dan (a) Apakah maksud sonar?
gelombang dipantulkan dari segi: Gelombang ultrasonik yang dipantulkan.
Digunakan untuk navigasi, komunikasi dan
Laju Berubah / kekal mengesan objek di atas atau bawah permukaan
kekal air.

Panjang gelombang Kekal (b) Nyatakan fenomena gelombang bunyi bagi
mengukur kedalaman dasar laut.
Frekuensi Kekal Pantulan

Arah perambatan Berubah (c) Terangkan mengapa sonar menggunakan
bunyi berfrekuensi tinggi.
4. Apabila frekuensi penggetar satah tangki riak Tenaga tinggi dan boleh bergerak jauh.

itu dikurangkan, (d) Terangkan bagaimana kedalaman laut
diukur?
(a) Apa yang akan berlaku kepada panjang
gelombang, λ, bagi gelombang tuju? ➢ Pemancar mengeluarkan gelombang
ultrasonik ke dasar laut.
Bertambah
➢ Gelombang itu dipantulkan oleh dasar laut
dan dikesan oleh penerima.

➢ Sela masa,t, gelombang bergerak pergi dan
balik dasar laut diukur.

➢ Kedalaman laut, s diukur dengan persamaan 4. Apakah peranan
s = vt/2 di mana v ialah halaju gelombang antenna parabola
ultrasonic dalam air. dalam bidang
komunikasi satelit?
(e) Terangkan mengapa laju bunyi dalam air
lebih tinggi daripada laju bunyi di udara. Gelombang radio dari
satelit komunikasi
Molekul air lebih rapat, tenaga bunyi dapat dipantulkan oleh
dipindahkan dengan lebih cepat. antenna parabola ke
hon suapan
4. Rajah menunjukkan sistem mengesan
kandungan dalam perut ibu menggunakan 5. Cari gali minyak
gelombang ultrasonic. Minyak dan gas asli yang terperangkap antara
strata batu beberapa kilometer di bawah
(a) Apakah fungsi: permukaan Bumi dapat dikesan melalui tinjauan
seismik.
Pemancar P: Memancarkan gelombang
ultrasonik (a) tinjauan seismic di darat:
Perbezaan dalam corak
Penerima R: Menerima ultrasonic yang pantulan gelombang bunyi
dipantulkan yang disebabkan oleh
batu-batuan yang berbeza
(b) Terangkan bagaimana kandungan itu dikesan membolehkan lokasi,
sehingga membentuk imej. kedalaman dan struktur
• Gel disapu ke atas perut ibu permukaan dasar laut
• Pemancar mengeluarkan gelombang yang mengandungi
ultrasonik. sumber gas asli dikenal
• Gelombang itu bergerak melalui kulit dan pasti
difokuskan ke janin.
• Gelombang ultrasonic itu dipantulkan (b) tinjauan seismik
oeh bahagian yang tumpat (spt tulang minyak dan gas di dasar
dan tisu) dan diterima oleh penerima. laut
• Komputer menganalisa isyarat diterima Gelombang ultrasonic
untuk membentuk satu imej atas skrin. dipancarkan ke dasar laut.
Ianya dipantulkan dan
(c) Mengapa gelombang ultrasonic digunakan diterima oleh hidrofon.
dan bukan sinar X?
Pendedahan yang lama kepada sinaran Aktiviti 3
berfrekuensi tinggi daripada sinar-X boleh Tujuan: Menyelesaikan masalah melibatkan
menyebabkan mutasi pada sel. Ini akan
menyebabkan kecacatan kepada bayi yang pantulan gelombang
dilahirkan.
1. Gelombang ultrasonic berfrekuensi 25 kHz
dipancar dari sebuah kapal ke dasar laut
untuk menentukan kedalaman laut.
Gelombang itu bergerak dengan laju 1 500
m/s dalam air laut. Sela masa antara
penghantaran dengan penerimaan semula
gelombang ultrasonic ialah 120 ms. Tentukan
(a) kedalaman laut
s = vt = 1500 x 120 x 10-3 = 90 m
22
(b) Panjang gelombang ultrasonic tersebut
v = fλ λ = 1500 = 0.06 m
25000

2. Masa yang diambil untuk gelombang Pernyataan yang manakah betul tentang
ultrasonic bergerak pergi dan balik dasar laut gelombang pantulan dan gelombang tuju?
ialah 0.28 s. Jika laju bunyi dalam air ialah A. Laju gelombang pantulan sama dengan
1 500 ms-1, hitung kedalaman dasar laut itu.
t = 0.28 s v = 1 500 laju gelombang tuju
s = vt = 1500 x 0.28 = 210 m B. Panjang gelombang bagi gelombang
22
pantulan lebih pendek daripada panjang
3. Ahmad menjerit di hadapan dinding tinggi. gelombang bagi gelombang tuju.
Dia mendengar bunyi gema suaranya 1.2 saat C. Frekuensi gelombang pantulan lebih
kemudian. Laju bunyi di udara ialah 340 ms-1. kecil daripada frekuensi gelombang tuju
Berapakah jarak antara Ahmad dan dinding D. Arah gelombang pantulan sentiasa
s = vt = 340 x 1.2 = 204 m bersudut tegak dengan arah gelombang
22 tuju.

4. Sebuah radar memancarkan isyarat ke arah 4. Rajah menunjukkan suatu gelombang bunyi
sebuah kapal terbang. Halaju isyarat itu ialah dipantulkan daripada dinding konkrit.
3.0 x 108 ms-1. Selepas 4.0 x 10-3 s, radar itu
mengesan isyarat yang dipantulkan. Perbandingan manakah yang betul bagi
Berapakah jarak kapal terbang itu daripada gelombang bunyi terpantul dengan
radar? gelombang bunyi tuju?
s = vt = 3 x 108 x 4.0 x 10-3 = 600,000 m A. Panjang gelombang bagi gelombang tuju
22
adalah lebih pendek daripada gelombang
TUTORIAL 6.3 terpantul
1. Manakah antara rajah berikut menunjukkan B. Laju bagi gelombang tuju dengan
gelombang terpantul adalah sama
corak pantulan gelombang air yang betul? C. Frekuensi gelombang tuju adalah lebih
keci daripada gelombang terpantul
A D. Sudut tuju gelombang tuju adalah lebih
besar daripada sudut pantulan
2. Manakah ciri-ciri gelombang berikut yang gelombang terpantul
berubah apabila gelombang dipantulkan?
A. Arah perambatan 5. Rajah menunjukkan gelombang ultrasonic
B. Panjang gelombang yang dipancarkan daripada sebuah bot ke
C. Frekuensi dasar laut untuk menentukan kedalaman laut,
D. laju D. Laju gelombang ultrasonic di dalam air
ialah 1 500 ms-1. Gema diterima 2.0 s selepas
3. Rajah menunjukkan muka gelombang satah dipancarkan.
ditujukan ke pemantul satah.

Berapakah nilai D?

A. 375 m C. 1 500 m

B. 750 m D. 3 000 m

s = vt = 1500 x 2.0 = 1 500 m

22

6. Rajah 21 menunjukkan sebuah kapal selam (a) Tandakan jawapan yang betul
memancarkan gelombang ultrasonic kea rah
batu besar di dasar laut. Selepas 10 saat, Gelombang bunyi ialah
kapal selam itu mengesan gelombang yang ……… gelombang melintang
dipantulkan.
……X….. gelombang membujur [1 mark]
Hitung jarak kapal selam dari batu besar tu.
[Halaju gelombang ultrasonic = 1 560 ms-1] (b) Berdasarkan Rajah 6.1 dan Rajah 6.2, bezakan
A. 3.9 km
B. 7.8 km (i) Ciri permukaan pemantul itu.
C. 15.6 km Dinding konkrit adalah permukaan keras / Langsir
D. 31.2 km tebal adalah permukaan lembut.

s = vt = 1 560 x 10 = 7,800 m = 7.8 km [1 mark]
22 (ii) Amplitud gelombang bunyi yang

7. SPM 2018 dipantulkan.
Rajah 6.1 menunjukkan denyutan dipaparkan 6.1 > 6.2
pada Osiloskop Sinar Katod (OSK) apabila
seorang budak menepuk tangannya sekali, di [1 mark]
hadapan sebuah dinding konkrit yang bertindak
sebagai pemantul. (c) Berdasarkan jawapan di 6(b), nyataan
Rajah 6.2 menunjukkan denyutan dipaparkan hubungan antara
pada Osiloskop Sinar Katod (OSK) apabila budak
yang sama menepuk tangannya sekali, di (i) Ciri permukaan pemantul dengan
hadapan sehelai langsir yang tebal yang bertindak amplitude gelombang bunyi yang
sebagai pemantul. dipantulkan.

Diagram 6.1 Lebih keras permukaan, lebih besar amplitud
pantulan bunyi

[1 mark]

(ii) Amplitud gelombang bunyi yang
dipantulkan dengan tenaga gelombang
bunyi yang dipantulkan.

Berkadar terus
[1 mark]

(iii) Permukaan pemantul dengan gelombang
bunyi yang dipantulkan.

Semakin keras permukaan pantulan, semakin
besar tenaga gelombang pantulan bunyi.

[1 mark]

(d) Rajah 6.3 menunjukkan seekor ikan lumba-
lumba sedang mengeluarkan gelombang
ultrasonic untuk mencari makanan.

Diagram 6.2 Rajah 6.3

(i) Apakah ciri gelombang ultrasonic yang
menjadikannya berguna bagi ikan lumba-
lumba mencari makanan?
frekuensi tinggi / λ lebih kecil

[1 mark]

(ii) Berikan satu sebab bagi jawapan anda
dalam 6(d)(i).

Senang dipantulkan / tenaga tinggi
[1 mark]