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