Pembelauan ialah perebakan gelombang apabila ia melalui celah atau mengelilingi halangan. Sejauh mana ia merebak bergantung pada panjang gelombang berbanding saiz celah: semakin hampir panjang gelombang dengan saiz celah, semakin banyak gelombang itu merebak.
Gelombang bunyi dalam pertuturan harian mempunyai panjang gelombang sekitar satu meter, hampir sama dengan lebar pintu, jadi ia merebak dengan kuat dan membelok di sekeliling selekoh. Itulah sebabnya anda boleh mendengar rakan bercakap di bilik sebelah, atau motosikal menghampiri sebelum ia kelihatan di selekoh.
Cahaya mempunyai panjang gelombang yang jauh lebih pendek, jadi ia membelau terlalu sedikit untuk disedari di sekeliling pintu, sebab itu anda tidak boleh melihat di sebalik selekoh seperti anda boleh mendengarnya.
Dalam SPM, anda patut mengaitkan jumlah pembelauan dengan panjang gelombang dan saiz celah, serta memberi contoh harian.
Salah faham biasa
- Bunyi membelok di selekoh hanya dengan melantun pada dinding -> Pantulan boleh membantu, tetapi kesan utama ialah pembelauan, iaitu gelombang merebak di tepi dan celah.
- Cahaya tidak membelau langsung -> Cahaya membelau, tetapi panjang gelombangnya yang amat kecil menjadikan perebakan melalui bukaan biasa tidak ketara.
- Pembelauan mengubah frekuensi gelombang -> Pembelauan mengubah arah dan perebakan gelombang, bukan frekuensinya.
Fizik di sebaliknya
Pembelauan ialah perebakan gelombang apabila ia melalui celah atau mengelilingi tepi halangan. Jumlah perebakan bergantung pada perbandingan panjang gelombang dengan lebar celah: semakin hampir saiznya, semakin banyak gelombang merebak ke kawasan di sebaliknya.
Persamaan gelombang v = fλ membolehkan kita menganggarnya. Suara lelaki yang agak rendah pada kira-kira 150 Hz mempunyai panjang gelombang λ = v/f = 340 m s⁻¹ ÷ 150 Hz ≈ 2.3 m, dengan laju bunyi diambil sebagai 340 m s⁻¹.
Suara lebih tinggi pada 500 Hz memberi λ = 340 m s⁻¹ ÷ 500 Hz = 0.68 m.
Kedua-dua panjang gelombang ini setanding dengan lebar celah biasa antara bangunan atau pintu pagar kira-kira semeter lebarnya, jadi bunyi membelau dengan kuat dan sampai ke telinga anda walaupun sumbernya tidak kelihatan. Cahaya, dengan panjang gelombang kurang daripada sepersejuta meter, terlalu kecil berbanding celah sebegitu, jadi ia hampir tidak membelau dan bergerak dalam garis hampir lurus.
Lihat dalam kehidupan seharian
Ketika berjalan di kawasan perumahan, anda kerap mendengar penjaja melaung atau lagu rakaman van roti yang lalu sebelum anda membelok di selekoh dan benar-benar melihat kenderaan itu. Dinding bata rumah di penjuru menghalang pandangan anda sepenuhnya, namun bunyinya sampai dengan jelas.
Ini berlaku kerana gelombang bunyi mencapai tepi dinding dan merebak keluar ke kawasan terlindung di belakangnya, membelok masuk ke lorong tempat anda berdiri. Panjang gelombangnya, sekitar semeter, hampir sama dengan saiz celah dan tepi yang dilaluinya, jadi ia membelau dengan banyak.
Cahaya daripada van yang sama mempunyai panjang gelombang yang amat kecil sehingga ia langsung tidak membelok di selekoh, sebab itu telinga anda mendapat berita sebelum mata anda.
Kesan ini lebih kuat lagi bagi gemuruh guruh yang jauh, yang panjang gelombangnya yang panjang mudah membelok mengelilingi rumah dan bukit, jadi bunyinya seolah-olah datang dari serata tempat serentak dan bukan satu arah yang jelas.
Bagaimana ia muncul dalam SPM
Dalam Kertas 2, idea ini diuji dengan kata perintah seperti hubungkaitkan, terangkan, huraikan dan bandingkan. Anda mungkin diminta menghubungkaitkan darjah pembelauan dengan panjang gelombang dan saiz celah, menerangkan mengapa bunyi membelau lebih daripada cahaya, atau menghuraikan tunjuk cara pembelauan dalam tangki riak.
Dalam bab Gelombang yang sama, pembelauan terletak antara pembiasan, yang mengubah arah gelombang apabila lajunya berubah, dan interferens, yang memerlukan gelombang terbelau daripada dua celah untuk bertindih. Ia bersandar pada asas gelombang, tempat v = fλ mengaitkan laju, frekuensi dan panjang gelombang.
Satu tugasan kerap ialah menghuraikan bagaimana gelombang air berubah apabila melalui celah lebar kemudian celah sempit dalam tangki riak, dan menghubungkaitkan perebakan yang lebih luas di celah sempit dengan panjang gelombang. Lukiskan muka gelombang melengkung di tepi, kekalkan panjang gelombang tidak berubah melalui celah, dan guna v = fλ dengan unit yang betul apabila panjang gelombang berangka diperlukan.
Sumber: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)