Halo bulan disebabkan oleh pembiasan cahaya bulan yang merupakan cermin sinar matahari, dari kristal es di bagian atas atmosfer. Kristal es ini berasal dari pembekuan super tetesan air dingin dan ada di awan cirrus yang terletak di ketinggian 20.000 kaki atau lebih. Kristal ini berperilaku seperti permata pembiasan, dan mencerminkan ke arah yang berbeda. Cincin yang muncul di sekitar bulan berasal dari sinar yang melewati sisi enam kristal es di atmosfer tinggi. Kristal es ini membiaskan atau menekuk cahaya dengan cara yang sama seperti belokan lensa kamera cahaya. Ciincin ini memiliki diameter 22 derajat. Kadang-kadang, jika beruntung, bisa dilihat cincin kedua, yang berdiameter 44 derajat. Bentuk kristal es menghasilkan fokus cahaya ke dalam sebuah cincin. Karena kristal es biasanya memiliki bentuk yang sama, yaitu bentuk heksagonal, maka cincin bulan hampir selalu berukuran sama. Lingkaran cahaya bisa dihasilkan oleh sudut pandang yang berbeda dalam kristal, dan lingkaran cahaya dapat dibentuk dengan sudut 46 derajat.

BUNYI

Gelombang Bunyi Gelombang Bunyi: Kita anggap Sembarang Gelombang Longitudinal sebagai gelombang bunyi Gelombang Mekanik, baik transversal maupun longitudinal, berjalan dalam sebuah medium. Medium gelombang bunyi umumnya adalah udara. Udara adalah fluida.

Istilah dan terminologi Sumber titik (Point source): ukuran sumber emisi kecil dibandingkan jarak antara sumber dan pengamat. Muka gelombang (Wave front): permukaan dengan fasa sama. Sinar (Rays): tegak lurus terhadap wave front, arah penjalaran. Pada radius besar (jauh dari sumber titik): Muka gelombang sferis  muka gelombang planar

Fungsi Gelombang sin(q+90˚)=cosq y(x,t) = ymsin(kx-wt) Gelombang Transversal Gelombang Longitudinal s(x,t) = smcos(kx-wt) s: perpindahan (displacement) dari posisi setimbang Fungsi sin dan cos identik untuk fungsi gelombang, berbeda hanya pada konstanta fasa. Kita menggunakan cos untuk perpindahan. sin(q+90˚)=cosq

Contoh gelombang menjalar

Amplitudo Tekanan ∆p(x,t) = ∆pmsin(kx-wt) ∆p: perubahan tekanan dalam medium karena kompresi (∆p >0) atau ekspansi (∆p <0) ∆p(x,t) dan s(x,t) berbeda fasa 90˚ Artinya jika s maksimum, p adalah 0

Laju Gelombang Gelombang Transversal (Tali): Tegangan elastisitas inersial Densitas Linier Modulus Bulk Gelombang Bunyi (Longitudinal): elastik Modulus Bulk inersial Densitas Volume

T = Suhu Mutlak (K) R = Konstanta gas R = 8,314 J/mol. K M = massa molar gas M(gas) = 29 x 10-3 kg/mol = konstanta gas = 1,4

Mengapa suara yang didengar pada malam hari lebih jelas dibandingkan dengan siang hari?

Intensitas Gelombang Transversal (Tali): Gelombang Bunyi (Longitudinal): P: daya A: luas area yang meng-intercept bunyi Hubungan Tekanan dan Amplitudo Perpindahan ∆pm = ()Sm

Intensitas Bunnyi Sumber Titik Luas Wavefront pada jarak r dari sumber: A = 4pr2

Skala Decibel Bagaimana mengukur ke-nyaring-an bunyi? Level bunyi dapat berubah beberapa besaran orde (orders of magnitude). Karena iti, tingkat bunyi b didefinisikan sebagai: decibel 10-12 W/m2, ambang pendengaran manusia Catatan: Jika I berubah jadi 10 kali,  bertambah 1.

Apa perbedaan tinggi rendahnya bunyi dengan kuat lemahnya bunyi? Tinggi rendah bunyi bergantung pada frekuensi getaran sumber bunyi Kuat bunyi bergantung pada besarnya amplitudo

Faktor-faktor yang memengaruhi frekuensi nada alamiah sebuah senar atau dawai menurut Marsenne adalah sebagai berikut. 1) Panjang senar, semakin panjang senar semakin rendah frekuensi yang dihasilkan. 2) Luas penampang, semakin besar luas penampang senar, semakin rendah frekuensi yang dihasilkan. 3) Tegangan senar, semakin besar tegangan senar semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan. 4) Massa jenis senar, semakin kecil massa jenis senar semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.

Faktor-faktor yang memengaruhi kuat bunyi adalah: 1) amplitudo, 2) jarak sumber bunyi dari pendengar, 3) jenis medium.

Interferensi Dua gelombang identik dari dua sumber titik berbeda memiliki perbedaan fasa pada sembarang titik yang bergantung pada PERBEDAAN PANJANG LINTASAN ∆L Jika L1 = L2, maka terjadi interferensi konstruktif. Jika tidak, kita harus pelajari situasinya.

Interferensi x  x+l kx  kx+2p = 0: konstruktif = p: destruktif Perubahan lintasan  Perubahan fasa 2 x  x+l kx  kx+2p = 0: konstruktif = p: destruktif lainnya: diantaranya

Interferensi Konstruktif: m=0,1,2, ... Destruktif: = m(2p), m = 0,1,2, ... = 0: konstruktif = p: destruktif lainnya: diantaranya = (m+1/2)(2p), m = 0,1,2, ...

Pipa : Gel Berdiri dalam Tabung SYARAT BATAS: Ujung Tertutup: s = 0, harus jadi node utk s ∆p=∆pm, antinode utk ∆p Ujung Terbuka: s = sm, harus jadi antinode untuk s ∆p=0, node untuk ∆p

Resonansi Bunyi Tinjau pipa dengan panjang L, satu ujungnya terbuka, ujung lainnya tertutup. Pada resonansi, perpindahan antinode pada ujung terbuka, dan perpindahan node pada ujung tertutup.

Resonansi Bunyi … Ujung Terbuka: antinode Ujung Tertutup: node Panjang gelombang terpanjang yang memenuhi syarat Frekuensi resonansi fundamental Harmonik:

Resonansi Bunyi … Pipa terbuka pada kedua ujungnya: perpindahan antinode pada kedua ujungnya. Pipe tertutup pada kedua ujungnya: perpindahan nodes pada kedua ujungnya. Untuk kedua kasus tersebut: Ekspresi yang sama seperti tali dengan kedua ujungnya terikat.

Soal Ketinggian air dalam tabung gelas vertikal yang panjangnya 1.00 m dapat diubah-ubah. Sebuah garpu tala dengan frekuensi 686 Hz dibunyikan di tepi atas tabung. Tentukan ketinggian air agar terjadi resonansi. Misal L adalah panjang kolom udara. Maka kondisi untuk terjadinya resonansi adalah:

Efek Doppler Efek Doppler terjadi saat terdapat gerak relatif antara sumber dan detektor/pengamat. Efek Doppler: perubahan frekuensi (bertambah atau berkurang) yang disebabkan oleh gerak dari sumber dan/atau detektor Untuk pembahasan berikut, laju diukur relatif terhadap udara, medium tempat menjalarnya gelombang bunyi Klakson mobil:

Detektor Bergerak, Sumber Diam Frekuensi yang terdeteksi oleh telinga adalah frekuensi (rate) detektor mengintercept gelombang. Frekuensi (rate) tersebut berubah jika detektor bergerak relatif terhadap sumber. Contoh: Dua mobil bergerak dengan laju v1 dan v2 Bagi orang yang duduk di mobil 1, dia melihat laju mobil 2 relatif terhadapnya v2 - v1.

Detektor Bergerak, Sumber Diam Jika detektor diam : Dibagi dengan l untuk mendapatkan jumlah perioda dalam waktu t Jarak tempuh bunyi dalam waktu t Perioda dalam satu satuan waktu: frekuensi Jika detektor bergerak mendekati sumber: jumlah perioda yang mencapai detektor bertambah. Atau:

Detektor Bergerak, Sumber Diam Jika detektor bergerak mendekati sumber: vD adalah LAJU, selalu positif Secara umum: + : mendekati S -: menjauhi S

Sumber Bergerak, Detektor Diam Sumber diam: Jarak antara dua wavefront dengan perioda T Jika sumber bergerak mendekati detektor : gelombang termampatkan. Atau:

Sumber Bergerak, Detektor Diam

Sumber Bergerak, Detektor Diam vS adalah LAJU, selalu positif Jika sumber bergerak mendekati detektor : Secara umum: -: mendekati D +: menjauhi D 

Efek Doppler secara umum + : mendekati S -: menjauhi S  +: menjauhi D -: mendekati D Semua laju diukur relatif terhadap medium propagasi: udara

Laju Supersonik Jika vS>v, persamaan Doppler tidak lagi berlaku: Laju Supersonik Wavefront berbentuk Kerucut Mach (Mach Cone) Gelombang Kejut (Shock Wave) akan dihasilkan: perubahan besar (abrupt) dari tekanan udara

Supersonik Laju sumber = Laju bunyi Laju sumber > Laju bunyi (Mach 1 - sound barrier ) Laju sumber > Laju bunyi (Mach 1.4 - supersonik )

Peluru dengan Mach 1.01

Menembus Sound Barrier F-18 – tepat saat mencapai supersonik

Peluru (Mach 2.45)

Gelombang Kejut T-38 Talon twin-engine, high-altitude, supersonic jet trainer Sonic Boom:

Gelombang Kejut dan Sonic Boom