Difraksi Gelombang, Krepuskular Hingga Ombak di Pelabuhan

Pernahkah kamu melihat fenomena saat sinar matahari melewati awan ketika temaram? Indahnya fenomena alam ciptaan Tuhan ini, mengisyaratkan fenomena fisika yang akan kita bahas di artikel ini. Secara ilmiah fenomena ini disebut sinar krepuskular, yaitu sebuah kejadian dimana cahaya melewati objek penghalang saat matahari terbit dan tenggelam. Amatilah secara seksama pada gambar berikut.

Gambar 1. Ilustrasi sinar krepuskular

Pada gambar tersebut kita melihat sinar matahari terhalang oleh awan sebagai object penghalang, sehingga sinar matahari tampak memancar melewati celah atara awan-awan di langit senja. Secara fisika kita mengenal fenomena ini sebagai difraksi.

Difraksi merupakan peristiwa saat gelombang berubah arah atau berbelok ketika terdapat celah suatu benda yang menghalangi gelombang menjalar. Ketika gelombang menuju suatu celah, pada celah tersebut dapat kita anggap sebagai sumber gelombang baru yang memancar melalui titik tersebut.

Gambar 2. Ilustrasi Peristiwa Difraksi Gelombang

Peristiwa difraksi dapat dijelaskan melalui konsep superposisi, dimana saat gelombang menuju celah setiap titik diantara celah tersebut menjadi sumber gelombang baru. Untuk mempermudah penjelasan, pada gambar kita ilustrasikan terdapat tiga titik yaitu A, B, dan C, yang sebenarnya terdapat banyak sekali titik diantara celah tersebut. Setiap titik ini akan menjadi sumber gelombang baru, dimana pertemuan tiga gelombang tersebut ada yang bersifat konstruktif dan destruktif (Gambar 2. a). Akhirya gelombang tersebut menghasilkan gelombang yang terdifraksi pada Gambar 2.b.

Peristiwa difraksi sangat bergantung pada perbedaan ukuran panjang gelombang dan lebar celar. Saat lebar celah jauh lebih besar dibanding panjang gelombang yang melintas fenomena difraksi tidak dapat teramati (Gambar 3.a). Ketika lebar celah lebih besar dibandingkan panjang gelombang melintas, gelombang terdifraksi minimum (Gambar 3.b)dan apabila lebar celah dan panjang gelombang seukuran, maka gelombang dapat terdifraksi secara maksimum (Gambar 3.c). Hal ini disebabkan semakin celah mendekati ukuran panjang gelombang yang melintas, fenomena superposisi dari gelombang baru cenderung banyak yang menghasilkan superposisi gelombang konstruktif.

Gambar 3. Pengaruh panjang gelombang terhadap lebar celah

Peristiwa difraksi tidak hanya terjadi pada fenomonya krepuskular. Terdapat banyak fenomena lainnya seperti pada difraksi ombak di pelabuhan, hingga fenomena halo cahaya. Melaui Google Earth kita dapat mengamati peristiwa difraksi akibat gelombang ombak yang melintasi celah. Sebagai contoh adalah fenomena difraksi pada ombak saat pelintas pelabuhan di Alexandria Mesir (Gambar 3.a). Fenomena difraksi juga mengakibatkan fenomena erosi sirkular di Campo di Mare Italia (Gambar 3.b).

Gambar 3. (a) Fenomena difraksi pada salah satu tempat di alexandria Mesir; (b) Fenomena erosi sirkular di Campo di Mare Italia

Melalui pengukuran sederhana di google map saat kondisi panjang gelombang ombak sekitar 30 m di pelabuhan Alexandria mesir dan lebar celah pada pelabuhan tersebut sekitar 260 m terbentuk pola difraksi seperti Gambar 3.a. Sementara pada gambar 3.b panjang gelombang ombak sekitar 6 m sementara lebar celah 29 m mengakitbatkan erosi sirkular seperti tampak pada Gambar 4.