5.1 Asas Gelombang
Unit ini memerihalkan gelombang, jenis-jenisnya dan ciri-ciri gelombang (A, T, f, λ, v). Anda juga akan mentafsir graf gelombang dan mengira v = fλ.
SP 5.1.1Memerihalkan gelombang.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Memerihalkan
Murid perlu menerangkan bahawa gelombang dihasilkan oleh sistem yang berayun atau bergetar dan memindahkan tenaga tanpa memindahkan jirim.
- IsiPenghasilan gelombangHuraian
Gelombang dihasilkan apabila sumber berayun atau bergetar dan mengganggu medium di sekelilingnya.
ContohPencelup yang bergetar dalam tangki riak menghasilkan gelombang air.
- IsiMemindahkan tenaga, bukan jirimHuraian
Zarah medium hanya berayun di sekitar kedudukan keseimbangan; yang merambat ialah tenaga.
ContohPelampung di atas ombak hanya bergerak naik turun di tempatnya.
NotaApakah gelombang?
Gelombang ialah gangguan yang merambat dan memindahkan tenaga dari satu tempat ke tempat lain tanpa memindahkan jirim medium. Gelombang dihasilkan oleh sumber yang berayun atau bergetar. Zarah medium hanya berayun di sekitar kedudukan keseimbangan. Muka gelombang ialah garis yang menyambungkan titik-titik yang sefasa; arah perambatan gelombang sentiasa berserenjang dengan muka gelombang.
Tahukah andaTahukah anda
Semasa gelombang air melalui pelampung, pelampung hanya bergerak naik turun di tempatnya. Ini bukti gelombang memindahkan tenaga, bukan air itu sendiri.
SP 5.1.2Menyatakan jenis gelombang.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menyatakan
Murid perlu menyebut dua jenis gelombang (progresif dan pegun) serta dua jenis gelombang progresif (melintang dan membujur).
- IsiGelombang progresif dan pegunHuraian
Gelombang progresif: profil gelombang merambat dengan masa. Gelombang pegun: profil gelombang tidak merambat dengan masa.
ContohOmbak yang bergerak ke pantai ialah gelombang progresif; tali gitar yang dipetik membentuk gelombang pegun.
- IsiJenis gelombang progresifHuraian
Gelombang progresif terdiri daripada gelombang melintang dan gelombang membujur.
ContohGelombang air ialah gelombang melintang; gelombang bunyi ialah gelombang membujur.
Peta pokokJenis gelombang
- Gelombang melintang: zarah bergetar berserenjang dengan arah perambatan (cth gelombang air, cahaya)
- Gelombang membujur: zarah bergetar selari dengan arah perambatan (cth gelombang bunyi)
- Gelombang progresif: profil gelombang merambat dengan masa (gelombang melintang dan membujur)
- Gelombang pegun: profil gelombang tidak merambat dengan masa (cth tali gitar yang dipetik)
SP 5.1.3Membandingkan gelombang melintang dan gelombang membujur.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Membandingkan
Murid perlu menyatakan persamaan dan perbezaan gelombang melintang dengan gelombang membujur serta memberi contoh.
- IsiPersamaanHuraian
Kedua-duanya gelombang progresif yang memindahkan tenaga dan mematuhi v = fλ.
ContohGelombang air dan gelombang bunyi kedua-duanya mempunyai frekuensi dan panjang gelombang.
- IsiPerbezaanHuraian
Melintang: zarah bergetar berserenjang dengan arah perambatan, membentuk puncak dan lembangan. Membujur: zarah bergetar selari dengan arah perambatan, membentuk mampatan dan regangan.
ContohMelintang: gelombang air, radio dan cahaya. Membujur: gelombang bunyi, spring slinki ditolak tarik.
Peta buih bergandaGelombang melintang dan gelombang membujur
SP 5.1.4Menerangkan ciri-ciri gelombang:- (i) Amplitud, A.
- (ii) Tempoh, T.
- (iii) Frekuensi, f.
- (iv) Panjang gelombang, λ.
- (v) Laju gelombang, v.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menerangkan
Murid perlu menjelaskan maksud amplitud, tempoh, frekuensi, panjang gelombang dan laju gelombang serta rumus v = fλ.
- Isi(i) Amplitud, A dan (ii) tempoh, THuraian
Amplitud ialah sesaran maksimum dari kedudukan keseimbangan (m). Tempoh ialah masa untuk satu ayunan lengkap (s).
ContohPuncak setinggi 3 cm dari paksi: A = 3 cm. 10 ayunan dalam 4.0 s: T = 0.40 s.
- Isi(iii) Frekuensi, f dan (iv) panjang gelombang, λHuraian
Frekuensi ialah bilangan ayunan lengkap dalam satu saat, f = 1/T (Hz). Panjang gelombang ialah jarak antara dua titik sefasa berturutan (m).
ContohT = 0.25 s memberi f = 4 Hz. Jarak dua puncak berturutan 0.40 m: λ = 0.40 m.
- Isi(v) Laju gelombang, vHuraian
Laju ialah jarak yang dilalui gelombang dalam satu saat; v = fλ (m s⁻¹).
Contohf = 5 Hz, λ = 0.4 m: v = 2.0 m s⁻¹.
JadualCiri-ciri gelombang
| Ciri | Takrif | Unit SI |
|---|---|---|
| Amplitud, A | Sesaran maksimum zarah dari kedudukan keseimbangan | m |
| Tempoh, T | Masa untuk satu ayunan lengkap | s |
| Frekuensi, f | Bilangan ayunan lengkap dalam satu saat; f = 1/T | Hz |
| Panjang gelombang, λ | Jarak di antara dua titik sefasa yang berturutan | m |
| Laju gelombang, v | Jarak yang dilalui oleh gelombang dalam satu saat; v = fλ | m s⁻¹ |
SP 5.1.5Melakar dan mentafsir graf gelombang:- (i) sesaran melawan masa.
- (ii) sesaran melawan jarak.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Melakar
Murid perlu melakar dan mentafsir graf sesaran melawan masa dan graf sesaran melawan jarak untuk menentukan A, T, f, λ dan v.
- Isi(i) Graf sesaran melawan masaHuraian
Memberi amplitud dan tempoh; f = 1/T.
ContohSatu kitaran 0.5 s dan puncak 3 cm: T = 0.5 s, f = 2 Hz, A = 3 cm.
- Isi(ii) Graf sesaran melawan jarakHuraian
Memberi amplitud dan panjang gelombang; jika f diketahui, v = fλ.
Contoh2 gelombang lengkap dalam 80 cm: λ = 40 cm; dengan f = 2 Hz, v = 80 cm s⁻¹.
JadualMentafsir graf gelombang
| Graf | Paksi | Maklumat yang diperoleh |
|---|---|---|
| Sesaran melawan masa | Paksi-y: sesaran (cm); paksi-x: masa (s) | Amplitud A (tinggi puncak dari paksi) dan tempoh T (masa satu kitaran lengkap); f = 1/T |
| Sesaran melawan jarak | Paksi-y: sesaran (cm); paksi-x: jarak (m) | Amplitud A dan panjang gelombang λ (jarak satu kitaran lengkap) |
Poin utamaCara melakar graf gelombang
- Lukis paksi dan labelkan dengan kuantiti serta unit.
- Tandakan amplitud di atas dan di bawah paksi keseimbangan.
- Bagi graf sesaran-masa, ulang satu kitaran setiap T saat.
- Bagi graf sesaran-jarak, ulang satu kitaran setiap λ meter.
- Lakar lengkung sinus yang licin melalui titik-titik itu.
SP 5.1.6Menentukan panjang gelombang, λ, frekuensi, f dan laju gelombang, v.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menentukan
Murid perlu mengukur panjang gelombang dan frekuensi (cth dengan tangki riak dan stroboskop digital xenon) dan menghitung laju gelombang menggunakan v = fλ.
- IsiMengukur λ dan fHuraian
Stroboskop digital membekukan corak gelombang; jarak beberapa muka gelombang dibahagi bilangannya memberi λ; frekuensi stroboskop semasa corak pegun memberi f.
Contoh3 gelombang lengkap dalam 1.2 m memberi λ = 0.40 m; f = 2.5 Hz.
- IsiMenghitung vHuraian
Gunakan v = fλ dengan unit S.I.
Contohv = 2.5 Hz × 0.40 m = 1.0 m s⁻¹; bunyi 340 m s⁻¹ dan 170 Hz memberi λ = 2.0 m.
Peta alirContoh: menentukan T, f, λ dan v
- Data: 10 ayunan lengkap mengambil masa 4.0 s; graf sesaran-jarak menunjukkan 3 gelombang lengkap dalam 1.2 m.
- Tempoh: T = 4.0 s ÷ 10 = 0.40 s
- Frekuensi: f = 1/T = 1 ÷ 0.40 s = 2.5 Hz
- Panjang gelombang: λ = 1.2 m ÷ 3 = 0.40 m
- Laju: v = fλ = 2.5 Hz × 0.40 m = 1.0 m s⁻¹
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- ATFPL
- Amplitud, Tempoh, Frekuensi, Panjang gelombang, Laju gelombang: lima ciri gelombang
Kad imbas
- Gelombang memindahkan ...
- Tenaga, tanpa memindahkan jirim medium
- Contoh gelombang membujur
- Gelombang bunyi
- Melintang lawan membujur
- Melintang: getaran berserenjang; membujur: getaran selari dengan arah perambatan
- Hubungan f dan T
- f = 1/T
- Graf sesaran-jarak memberi
- Amplitud dan panjang gelombang
- Rumus laju gelombang
- v = fλ
Semak kefahaman
Apakah yang dipindahkan oleh gelombang? (SP 5.1.1)
Lihat jawapan
Gelombang memindahkan tenaga dari satu tempat ke tempat lain tanpa memindahkan jirim medium.
Nyatakan dua jenis gelombang berdasarkan cara perambatannya. (SP 5.1.2)
Lihat jawapan
Gelombang progresif dan gelombang pegun.
Bezakan arah getaran zarah bagi gelombang melintang dengan gelombang membujur. (SP 5.1.3)
Lihat jawapan
Gelombang melintang: zarah bergetar berserenjang dengan arah perambatan; gelombang membujur: zarah bergetar selari dengan arah perambatan.
Nyatakan maksud frekuensi gelombang. (SP 5.1.4)
Lihat jawapan
Frekuensi ialah bilangan ayunan lengkap yang dibuat dalam satu saat.
Apakah yang dapat ditentukan daripada graf sesaran melawan jarak? (SP 5.1.5)
Lihat jawapan
Graf sesaran melawan jarak memberi amplitud dan panjang gelombang.
Gelombang bunyi 340 m s⁻¹ mempunyai frekuensi 170 Hz. Hitung panjang gelombangnya. (SP 5.1.6)
Lihat jawapan
λ = v ÷ f = 340 ÷ 170 = 2 m.
23 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Tahap Penguasaan (TP)
| TP | Tafsiran |
|---|---|
| TP1 | Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Gelombang. |
| TP2 | Memahami Gelombang serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. |
| TP3 | Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Gelombang untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. |
| TP4 | Menganalisis pengetahuan mengenai Gelombang dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. |
| TP5 | Menilai pengetahuan mengenai Gelombang dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan. |
| TP6 | Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Gelombang dalam konteks penyelesaian masalah atau membuat keputusan dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat. |
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
- TP1
Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Gelombang.
Aktiviti: Dengan slinki atau tali panjang, murid mengamati denyutan yang dihantar dan menyebut bahawa gelombang memindahkan tenaga, kemudian memadankan kad jenis gelombang (air, bunyi, cahaya). 10 minit.
Evidens PBD: Padanan kad dan sebutan lisan dicatat guru
SP disasar: 5.1.1, 5.1.2 · Latihan sepadan: aras Mengingat - TP2
Memahami Gelombang serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
Aktiviti: Murid menunjukkan gelombang melintang dan membujur menggunakan slinki, melabel amplitud, panjang gelombang, tempoh dan frekuensi pada lakaran, serta menyatakan satu persamaan dan satu perbezaan kedua-dua jenis.
Evidens PBD: Lakaran berlabel dan jadual perbandingan jenis gelombang
SP disasar: 5.1.2, 5.1.3, 5.1.4 · Latihan sepadan: aras Memahami - TP3
Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Gelombang untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah.
Aktiviti: Murid membaca graf sesaran melawan masa dan sesaran melawan jarak bagi satu gelombang untuk mengenal pasti A, T, λ dan f, kemudian mengira laju v = fλ dengan menulis unit m s⁻¹.
Evidens PBD: Lembaran bacaan graf dan pengiraan v = fλ berunit
SP disasar: 5.1.4, 5.1.5, 5.1.6 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - TP4
Menganalisis pengetahuan mengenai Gelombang dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
Aktiviti: Murid menganalisis dua graf gelombang (sesaran–masa dan sesaran–jarak) bagi gelombang yang sama, menyamakan λ dan T, kemudian mengira laju gelombang dan menjelaskan hubungan antara f dan T.
Evidens PBD: Pengiraan laju dan penjelasan hubungan f = 1/T
SP disasar: 5.1.4, 5.1.5, 5.1.6 · Latihan sepadan: aras Menganalisis - TP5
Menilai pengetahuan mengenai Gelombang dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
Aktiviti: Murid menilai data gelombang air dalam tangki riak pada dua frekuensi berbeza, menentukan sama ada laju berubah dan mewajarkan kesimpulan dengan pengiraan λ pada setiap frekuensi.
Evidens PBD: Pengiraan λ dan v serta kesimpulan bertulis
SP disasar: 5.1.5, 5.1.6 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati - TP6
Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Gelombang dalam konteks penyelesaian masalah atau membuat keputusan dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.
Aktiviti: Murid mereka bentuk papan carta atau animasi mudah yang menunjukkan gelombang dengan A, λ dan f boleh laras. Mereka mengira v bagi tiga kombinasi nilai dan menyemak kebenaran jawapan bersama kumpulan lain.
Evidens PBD: Papan carta atau animasi dengan jadual pengiraan
SP disasar: 5.1.1, 5.1.4, 5.1.5, 5.1.6 · Latihan sepadan: aras Mencipta
Cadangan sahaja; TP rasmi ditentukan guru melalui pertimbangan profesional (PBD). Buka unit dan latihan
Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 30 unit Fizik Tingkatan 4 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.