GELOMBANG DALAM GEOFISIKA
GELOMBANG DALAM GEOFISIKA
Mata Kuliah : Gelombang Geofisika
Sks: 3 (2-1) Program Studi : Sarjana (S1) Teknik Geofisika
Semester: IV
Kode: TGS 214
Dosen: Tim Teknik Geofisika
Capaian Pembelajaran Program Studi (PLO)
Menguasai konsep teoritis dan aplikasi gelombang dalam metode seismik dan terkait lainnya (1). Mampu memahami dan menjelaskan konsep umum untuk fenomena vibrasi dan gelombang secara Teknik Geofisika (2). Mampu memahami dan menjelaskan serta sifat – sifat gelombang khususnya untuk gelombang mekanik dan
elektromagnetik
Capaian PembelajaranMata Kuliah (CLO)
(3). Mampu menerapkan konsep-konsep vibrasi dan gelombang untuk fenomena-fenomena alam (4). Mampu menerapkan konsep Teknik Geofisika dan formulasi matematik vibrasi dan gelombang pada fenomena-fenomena
Teknik Geofisika yang lebih spesifik (5). Mampu menerapkan konsep-konsep vibrasi dan gelombang untuk penguasaan ilmu yang lebih lanjut (6). Membangun keahlian berpikir kritis dan logis Getaran selaras: getaran selaras sederhana, superposisi getaran, getaran selaras sederhana teredam, getaran selaras sederhanaterpaksa, getaran selaras sederhanaterkopel, gelombang bidang, gelombang selaras, persamaan gelombang dan
Deskripsi Mata Kuliah penyelesaiannya, superposisi gelombang (interferensi dan difraksi), energetika gelombang, refleksi dan refraksi, gelombang stasioner, dispersi, gelombang mekanik: gelombang bunyi dalam padatan, cairan, dan gas, gelombang bola dan silinder, gelombang elektromagnetik (pengantar), gelombang multidimensi, impedansi medium, kaitan dispersi, perambatan di perbatasan medium efek Doppler (1). Pain, H.J., 1999, The Physics of Vibrations and Waves, 5th ed, John Wileys & Sons.
Daftar PustakaUtama
(2). French,A.P. 1998,Vibrations and Waves, John Wiley &sons. (3). Tjia, M.O. 1994, Gelombang, Dabara Publishers
Mata Kuliah Syarat
Tidak ada
Kriteria Penilaian
Penilaian Acuan Patokan Kompetensi Sedang
1) Nilai Teori: Tugas: 30% ; Quis: 10%; UTS: 25%; UAS: 35%
Item Penilaian
2) Nilai Praktikum (NP): Tugas Pendahuluan: 10%; Ketrampilan: 20%; Laporan Praktikum: 30%; Ujian praktikum:40%
3) Nilai Akhir (NA) = 75%NT +25%NP
Minggu Kemampuan Akhir Yang
Bahan Kajian
Waktu
Kreteria Penilaian Bobot Nilai
Ke-
(Indikator) (%) (1)
(Materi Pelajaran)
Strategi Pembelajaran
1 - Memahami kontrak kuliah
Penjelasan tentang kontrak
Model : TBL
100 (tatap
Tes tertulis: -
- Mampumemahami dan
kuliah
Metode : ceramah, diskusi
muka di
Ketrampilan:
menjelaskan tentang pengertian
- Pengertian getaran dan
kelompok, presentasi
kelas)
mengungkapkan
getaran dan gelombang,
gelombang
Pendekatan: Ketrampilan
pendapat secara
- Mampu memahami dan
terbuka, kemampuan menjelaskankonsep pokok getaran
- Getaran selaras osilator
proses; Sekenario:
mekanik dan listrik
menyampaikan teori
(mandiri)
diskusi
Afektif: tepat waktu, -
selaras sederhana
- Ungkapan vektor getaran
perkuliahan
Mampu memahami dan
selaras sederhana
tanggung jawab,
menjelaskankonsep getaran
- Superposisi getaran selaras
kerjasama
selaras sederhana osilator mekanik
sederhana sederhana
- Superposisi banyak getaran
matematiknya
selaras sederhana
- Mampu memahami dan menjelaskankonsep pokok superposisi getaran selaras sederhana dan formulasi matematiknya
- Mampu memahami dan menjelaskansuperposisi banyak getaran selaras sederhana dan formulasi matematiknya
2 - Mampu memahami dan
Tes tertulis: - menjelaskan konsep pokok
Getaran selaras sederhana
Model : TBL
100 (tatap
Ketrampilan: getaran selaras teredam
teredam
Metode : ceramah, diskusi
muka di
mengungkapkan -
- Getaran selaras teredam
kelompok, presentasi
kelas)
pendapat secara menjelaskan jenis-jenis getaran
Mampu memahami dan
mekanik dan listrik
Pendekatan: Ketrampilan
terbuka, kemampuan selaras teredamformulasi
- Jenis peredaman: berat, kritis
proses; Sekenario:
dan osilatori
menyampaikan teori
(mandiri)
diskusi
Afektif: tepat waktu, -
matematiknya
- Peluruhan amplitude
perkuliahan
Mampu memahami dan
tanggung jawab, menjelaskan prinsip peluruhan
- Dekremen logaritmik
kerjasama getaran selaras teredam dan
- Peluruhan energi
- Faktor kualitas, Q
formulasi matematiknya -
Mampu memahami dan menjelaskan prinsip dekremen logaritmik getaran selaras teredam dan formulasi matematiknya
- Mampu memahami dan menjelaskan peluruhan energi getaran selaras teredam
- Mampu memahami dan menjelaskan faktor kualitas, Q getaran selaras teredam
3 - Mampu memahami dan
Tes tertulis: - menjelaskan konsep impedansi
Getaran selaras sederhana
Model : TBL
100 (tatap
Ketrampilan: listrik dan mekanik
terpaksa
Metode : ceramah, diskusi
muka di
mengungkapkan -
- Impedansi listrik dan
kelompok, presentasi
kelas)
pendapat secara menjelaskan prilaku keadaan
Mampu memahami dan
mekanik
Pendekatan: Ketrampilan
terbuka, kemampuan transien dan tunak getaran
- Prilaku keadaan transien dan
proses; Sekenario:
tunak getaran selaras
menyampaikan teori
diskusi
Afektif: tepat waktu, -
selaras terpaksa
Mampu memahami dan
tanggung jawab, menjelaskan ketergantungan
- Variasi perpindahan,
kecepatan dan fase terhadap
kerjasama kerjasama
frekuensi
terhadap frekuensi
- Isolasi geteran
- Mampu dan menjelaskan prinsip
- Daya yang disuplai untuk
isolasi getaran
osilator
- Mampu memahami dan menjelaskan daya yang disuplai untuk osilator
4 - Mampu memahami dan
Model : TBL menjelaskan konsep ayunan
Getaran selaras sederhana
Model : TBL
100 (tatap
Tes tertulis: -
Metode : terkopel pegas
terkopel
Metode : ceramah, diskusi
muka di
Ketrampilan:
ceramah, diskusi -
Ayunan terkopel pegas
kelompok, presentasi
kelas)
mengungkapkan
kelompok, menjelaskan koordinat normal
Mampu memahami dan
Koordinat normal dan
Pendekatan: Ketrampilan
pendapat secara
terbuka, kemampuan presentasi dan moda normal pada getaran
moda normal getaran
proses; Sekenario:
Pendekatan: selaras sederhana terkopel
Matriks dan nilai eigen
menyampaikan teori
(mandiri)
diskusi
Afektif: tepat waktu, Ketrampilan -
Kopling induktansi
perkuliahan
proses; menjelaskan matriks dan nilai
Mampu memahami dan
osilator listrik
tanggung jawab,
Sekenario: eigen pada getaran selaras
Gerak gelombang sebagai
kerjasama
menyampaikan sederhana terkopel
batas osilasi terkopel
teori -
Mampu memahami dan perkuliahan menjelaskan prinsip kopling induktansi osilator listrik
- Mampu memahami dan menjelaskan gerak gelombang sebagai batas osilasi terkopel
5 - Mampu memahami dan
Model : TBL menjelaskan konsep diferensiasi
Gelombang Transversal:
Model : TBL
150 (tatap
Tes tertulis: -
Metode : parsial dalam gelombang
Tinjauan diferensiasi
Metode : ceramah, diskusi
muka di
Ketrampilan:
ceramah, diskusi -
parsial
kelompok, presentasi
kelas)
mengungkapkan
Mampu memahami dan
kelompok, menjelaskan konsep pokok
Kecepatan partikel dan
Pendekatan: Ketrampilan
pendapat secara
terbuka, kemampuan presentasi kecepatan partikel dan gelombang
fase
proses; Sekenario:
Pendekatan: -
Persamaan gelombang
menyampaikan teori
(mandiri)
diskusi
Afektif: tepat waktu, Ketrampilan menjelaskan formulasi persamaan
Mampu memahami dan
Gelombang transversal
perkuliahan
proses; gelombang
pada dawai
tanggung jawab,
Sekenario: -
Impedansi karakteristik
kerjasama
Mampu memahami dan
menyampaikan menjelaskan formulasi persamaan
dawai
teori gelombang transversal pada
Refleksi dan transmisi
perkuliahan dawai
gelombang transversal
pada bidang batas
- Mampu memahami dan
Kecocokan impedansi
menjelaskan impedansi
Gelombang berdiri
karakteristik dawai
(gelombang stasioner)
- Mampu memahami dan
Energi dalam suatu moda
menjelaskan prinsip refleksi dan
osilasi normal osilasi normal
Dispersi
pada bidang batas
Efek Doppler
- Mampu memahami dan menjelaskan prinsip kecocokan impedansi
- Mampu memahami dan menjelaskan prinsip gelombang berdiri
- Mampu memahami dan menjelaskan energy dalam suatu moda osilasi normal
- Mampu memahami dan menjelaskan prinsip dan formulasi dispersi
- Mampu memahami dan menjelaskan prinsip dasar dan formulasi efek Doppler
6 - Mampu memahami dan
Model : TBL menjelaskan persamaan
Gelombang Longitudinal:
Model : TBL
100 (tatap
Tes tertulis: -
Metode : gelombang longitudinal
Persamaan gelombang
Metode : ceramah, diskusi
muka di
Ketrampilan:
ceramah, diskusi -
Gelombang bunyi dalam
kelompok, presentasi
kelas)
mengungkapkan
kelompok, menjelaskan dan
Mampu memahami dan
zat padat
Pendekatan: Ketrampilan
pendapat secara
terbuka, kemampuan presentasi memformulasikan gelombang
Gelombang bunyi dalam
proses; Sekenario:
Pendekatan: bunyi dalam zat padat
gas
menyampaikan teori
(praktikum)
diskusi
Afektif: tepat waktu, Ketrampilan -
Distribusi energi
perkuliahan
proses; menjelaskan dan
Mampu memahami dan
Intensitas
tanggung jawab,
Sekenario: memformulasikan gelombang
Impedansi akustik
kerjasama
menyampaikan bunyi dalam gas
Refleksi dan transmisi
teori -
gelombang bunyi pada
Mampu memahami dan
perkuliahan menjelaskan dan memformulasikan distribusi energy gelombang longitudinal
suatu batasan
- Mampu memahami dan menjelaskan dan memformulasikan intensitas gelombang bunyi
- Mampu memahami dan menjelaskan dan memformulasikan impedansi akustik
- Mampu memahami dan menjelaskan prinsip refleksi dan - Mampu memahami dan menjelaskan prinsip refleksi dan
7 - Mampu memahami dan
Model : TBL menjelaskan saluran transmisi
Gelombang pada Saluran
Model : TBL
100 (tatap
Tes tertulis: -
Metode : gelombang ideal
Transmisi
Metode : ceramah, diskusi
muka di
Ketrampilan:
ceramah, diskusi -
Saluran transmisi ideal
kelompok, presentasi
kelas)
mengungkapkan
Mampu memahami dan
kelompok, menjelaskan dan
Persamaan gelombang
Pendekatan: Ketrampilan
pendapat secara
terbuka, kemampuan presentasi memformulasikan persamaan
Kecepatan gelombang
proses; Sekenario:
Pendekatan: gelombang pada saluran transmisi
tegangan dan arus
menyampaikan teori
(mandiri)
diskusi
Afektif: tepat waktu, Ketrampilan -
Impedansi karakteristik
perkuliahan
Mampu memahami dan
proses; menjelaskan kecepatan
Refleksi pada ujung
tanggung jawab,
Sekenario: gelombang tegangan dan arus
Gelombang berdiri pada
teori menjelaskan impedansi
Mampu memahami dan
saluran yang dihubung
perkuliahan karakteristik
singkat
Saluran transmisi ril
- Mampu memahami dan
dengan kehilangan energy
menjelaskan prinsip refleksi pada ujung saluran transmisi
- Mampu memahami dan menjelaskan prinsip gelombang berdiri pada saluran yang dihubung singkatkan
- Mampu memahami dan menjelaskan konsep transmisi ril dengan kehilangan energi
8 Mampu memahami,menjelaskan
25 konsep-konsep pokok dan
Ujian Tengah Semester
Model : PBL
100 (dalam
Tes tertulis:
memahami,menjelaskan memformulasikan serta menghitung
Semua materi yang telah
Metode : ujian tertulis
ruang kelas)
diberikan
Pendekatan: Ketrampilan
konsep-konsep pokok
proses
danmemformulasikan
Sekenario: memberikan
serta menghitung
soal soal essay
9 - Mampu memahami dan
Gelombang Bidang:
Model : TBL
100 (tatap
Tes tertulis: -
menjelaskan serta
Gelombang dalam 2 dan 3
Metode : ceramah, diskusi
muka di
Ketrampilan:
mengungkapkan gelombang
dimensi
kelompok, presentasi
kelas)
mengungkapkan
dalam 2 dan 3 dimensi
Persamaan gelombang 2
Pendekatan: Ketrampilan
pendapat secara
- Mampu memahami dan
terbuka, kemampuan menjelaskan serta
dimensi
proses; Sekenario:
Pandu gelombang
menyampaikan teori
(praktikum)
diskusi
memformulasikan persamaan
Afektif: tepat waktu, gelombang dalam 2 dan 3 dimensi
Refleksi gelombang 2
perkuliahan
dimensi pada batasan-
tanggung jawab,
- Mampu memahami dan
batasan kaku
kerjasama
menjelaskan penerapan
Metode penyelesaian
persamaan gelombang pada
persamaan gelombang: persamaan gelombang:
pemisahan variabel
- Mampu memahami dan
Moda-moda normal dalam
menjelaskan prinsip dasar refleksi
1, 2 dan 3 dimensi
gelombang 2 dimensi pada
Aplikasi untuk hukum
batasan-batasan kaku
radiasi Planck dan teori
- Mampu memahami dan
Debye
menjelaskan metode penyelesaian persamaan gelombang: pemisahan variabel
- Mampu memahami,menjelaskan serta formulasikan moda-moda normal dalam 1, 2 dan 3 dimensi
- Mampu memahami dan menjelaskan penerapannya pada hukum radiasi Planck dan teori Debye
10 - Mampu memahami dan
Tes tertulis: - menjelaskan konsep pokok
Gelombang
Model : TBL
100 (tatap
Ketrampilan: permeabilitas dan permitivitas
Elektromagnetik:
Metode : ceramah, diskusi
muka di
mengungkapkan suatu medium
Permeabilitas dan
kelompok, presentasi
kelas)
pendapat secara -
permitivitas suatu
Pendekatan: Ketrampilan
terbuka, kemampuan menjelaskan dan
Mampu memahami dan
medium
proses; Sekenario:
Persamaan Maxwell
menyampaikan teori
(mandiri)
diskusi
memformulasikan persamaan
Afektif: tepat waktu, Maxwell
Arus perpindahan
perkuliahan
tanggung jawab, -
Persamaan gelombang
Mampu memahami dan
kerjasama menjelaskan arus perpindahan
vektor medan listrik dan
magnetik dalam sebuah
- Mampu memahami dan
bahan dielektrik
menjelaskan serta
Impedansi sebuah
memformulasikan persamaan
dielektrik terhadap
gelombang vektor medan listrik
gelombang e.m.
dan magnetik dalam sebuah
Densitas energi
bahan dielektrik
gelombang e.m.
- Mampu memahami dan menjelaskan serta memformulasikan impedansi sebuah dielektrik terhadap gelombang e.m.
- Mampu memahami dan menjelaskan serta memformulasikan densitas energi gelombang e.m.
11 - Mampu memahami dan
Gelombang
Model : TBL
100 (tatap
Tes tertulis: - Tes tertulis: -
Ketrampilan: memformulasikan persamaan
Elektromagnetik:
Metode : ceramah, diskusi
muka di
mengungkapkan gelombang vektor medan listrik
Gelombang e.m. dalam
kelompok, presentasi
kelas)
pendapat secara dan magnetik dalam sebuah
sebuah penghantar
Pendekatan: Ketrampilan
terbuka, kemampuan bahan konduktor
Persamaan gelombang
proses; Sekenario:
Rasio arus perpindahan
menyampaikan teori
(mandiri)
diskusi
- Mampu memahami dan
Afektif: tepat waktu, menjelaskan serta
terhadap arus konduksi
perkuliahan
tanggung jawab, memformulasikan rasio arus
Impedansi sebuah
kerjasama perpindahan terhadap arus
penghantar terhadap
gelombang e.m.
konduksi
Refleksi dan transmisi
- Mampu memahami dan
gelombang e.m. pada
menjelaskan serta
bidang batas
memformulasikan impedansi
Hubungan impedansi dan
sebuah penghantar terhadap
indeks bias
gelombang e.m. -
Mampu memahami dan menjelaskan prinsip refleksi dan transmisi gelombang e.m. pada bidang batas
- Mampu memahami dan menjelaskan hubungan impedansi dan indeks bias
12 - Mampu memahami dan
Tes tertulis: - menjelaskan konsep pokok
Superposisi Gelombang:
Model : TBL
100 (tatap
Ketrampilan: superposisi gelombang melalui
Interferensi
Metode : ceramah, diskusi
muka di
mengungkapkan fenomena interferensi
Interferensi
kelompok, presentasi
kelas)
pendapat secara -
Pembagian amplitude
Pendekatan: Ketrampilan
terbuka, kemampuan menjelaskan dan
Mampu memahami dan
Fringi
proses; Sekenario:
Cincin Newton
menyampaikan teori
(praktikum)
diskusi
memformulasikan prinsip pokok
Afektif: tepat waktu, interferensi dengan pembagian
Interferometer spectral
perkuliahan
tanggung jawab, amplitudo
Michelson
kerjasama -
Interferometer Fabry
Mampu memahami dan
Perot
menjelaskan fringi
Kehalusan
- Mampu memahami dan
Daya pemisah
menjelaskan prinsip dasar cincin
Pembagian Muka
Newton
Gelombang
- Mampu memahami dan
Dua sumber sama
menjelaskan prinsip dasar
Koherensi spasial
interferometer Michelson
Radiasi dipol
- Mampu memahami dan
Susunan linier N buah
menjelaskan prinsip dasar
sumber sama
Interferometer Fabry Ferot
- Mampu memahami dan menjelaskan konsep dasar kehalusan, daya pemisah
- Mampu memahami dan menjelaskan dan memformulasikan prinsip pokok interferensi dengan pembagian muka gelombang dengan dua sumber sama
- Mampu memahami dan menjelaskan koherensi spasial, radiasi dipol
- Mampu memahami dan menjelaskan dan memformulasikan prinsip pokok interferensi dengan pembagian muka gelombang dengan N buah sumber sama
13 - Mampu memahami dan
Tes tertulis: - menjelaskan konsep pokok
Superposisi Gelombang:
Model : TBL
100 (tatap
Ketrampilan: superposisi gelombang melalui
Difraksi
Metode : ceramah, diskusi
muka di
mengungkapkan fenomena difraksi Founhofer dan
Difraksi Frounhofer
kelompok, presentasi
kelas)
pendapat secara Fresnel
Celah
Pendekatan: Ketrampilan
terbuka, kemampuan -
N buah celah
proses; Sekenario:
Mampu memahami, menjelaskan
Kisi difraksi transmisi
menyampaikan teori
(mandiri)
diskusi
Afektif: tepat waktu, Founhofer dan Fresnel pada
dan memformulasikan difraksi
Daya pemisah
perkuliahan
tanggung jawab, sebuah celah dan N buah celah
Teorema lebar pita
kerjasama -
Celah
Mampu memahami, menjelaskan
Difraksi Fresnel
prinsip dasar kisi difraksi
Sisi lurus
transmisi
Spiral Cornu
- Mampu memahami, menjelaskan
Celah
konsep pokok holografi
Holografi
14 - Mampu memahami dan
Tes tertulis: - menjelaskan konsep pokok
Gelombang-Gelombang
Model : TBL
100 (tatap
Ketrampilan: gelombang dalam sistem optik
Dalam Sistem Optik
Metode : ceramah, diskusi
muka di
mengungkapkan -
Prinsip Fermat
kelompok, presentasi
kelas)
pendapat secara menjelaskan prinsip Fermat
Mampu memahami dan
Hukum refleksi dan
Pendekatan: Ketrampilan
terbuka, kemampuan -
refraksi
proses; Sekenario:
Mampu memahami dan
Propagasi muka
menyampaikan teori
(praktikum)
diskusi
Afektif: tepat waktu, refraksi
menjelaskan hokum refleksi dan
gelombang melalui
perkuliahan
tanggung jawab, -
sebuah lensa tipis dan
Mampu memahami, menjelaskan
kerjasama dan memformulasikan propagasi
prisma
Sistem-sistem optik Sistem-sistem optik
Daya suatu permukaan
lensa tipis dan prisma
optik
- Mampu memahami dan
Pembesaran
menjelaskan prinsip kerja sistem-
Daya sebuah lensa tipis
sistem optik
Bidang prinsipal sebuah
- Mampu memahami dan
sistem optik
menjelaskan konsep daya suatu
Persamaan Newton
permukaan optik dan sistem optik
Persamaan Helmholtz
- Mampu memahami dan
optic
menjelaskan konsep pembesaran suatu permukaan optik dan sistem optik
- Mampu memahami dan menjelaskan persaman Newton dan Helmholz optic
15 - Mampu memahami dan
Tes tertulis: - menjelaskan konsep dasar deret
Metode Fourier:
Model : TBL
100 (tatap
Ketrampilan: Fourier untuk sebuah fungsi
Deret Fourier untuk
Metode : ceramah, diskusi
muka di
mengungkapkan periodik
sebuah fungsi periodik
kelompok, presentasi
kelas)
pendapat secara -
Deret Fourier untuk
Pendekatan: Ketrampilan
Mampu memahami dan
terbuka, kemampuan menjelaskan dan
sembarang interval
proses; Sekenario:
Aplikasi untuk dawai
menyampaikan teori
diskusi
Afektif: tepat waktu, untuk sembarang interval
mengembangkan deret Fourier
Energi dalam moda-moda
perkuliahan
tanggung jawab, -
normal
(praktikum)
kerjasama menjelaskan penerapan deret
Mampu memahami dan
Aplikasi untuk pulsa
kecepatan rektanguler
Fourier pada dawai
Teorema lebar pita
- Mampu memahami dan
Integral Fourier sebuah
menjelaskan penerapan deret
pulsa tunggal
Fourier pada pulsa kecepatan
Transformasi Fourier
rektanguler
Aplikasi pada difraksi
- Mampu memahami dan
optik
menjelaskan teoreman lebar pita -
Mampu memahami dan menjelaskan prinsip dasar integral Fourier sebuah puls atunggal
- Mampu memahami dan menjelaskan konsep pokok transformasi Fourier
- Mampu memahami dan menjelaskan penerapan transformasi Fourier pada difraksi - Mampu memahami dan menjelaskan penerapan transformasi Fourier pada difraksi
16 Mampu menjawab pertanyaan dengan
40 benar
Ujian Akhir Semester
Model : PBL
100 (dalam
Tes tertulis:
Semua materi yang telah
Metode : ujian tertulis
ruang kelas)
Memahami,
diberikan
Pendekatan: Ketrampilan
menjelaskan,
proses
menerapkan konsep-
Sekenario: memberikan
konsep yang telah
soal soal essay
diajarkan sebelumnya serta memformulasi, menghitung
Catatan : Sintaks untuk Model PBL: 1) Orientasi, 2) Eksplorasi; 3) Elaborasi; 4) Konfirmasi Sintaks untuk Model Inquiry Learning : 1) Orientasi; 2) Perumusan Masalah; 3) Menyusun Hipotesis; 4) mengumpulkan data 5) menganalisis data; 6) menyimpulkan