Superposisi Gelombang

Sekarang kita akan membahas apa yang terjadi apabila dua atau lebih gelombang yang sejenis merambat dalam medium yang sama, misalnya dua gelombang bunyi bersama-sama merambat di udara.
Untuk memudahkan pembahasan, kita akan meninjau dua pulsa gelombang yang merambat pada tali. Gambar 1, menunjukkan dua pulsa gelombang pada tali yang merambat dalam arah berlawanan. Ketika kedua pulsa itu berinteraksi, pergeseran tali sama dengan jumlah aljabar dari pergeseran masing-masing pulsa. Setelah keduanya berinteraksi, kedua pulsa meneruskan perambatannya tanpa mengalami perubahan bentuk.

Gambar 1; Dua pulsa gelombang merambat pada arah berlawanan sepanjang tali yang teregang. Setelah berinteraksi, kedua pulsa meneruskan perambatannya tanpa mengalami perubahan bentuk.

Jadi, jika ada dua gelombang atau lebih menjalar dalam medium yang sama, maka pergeseran totalnya merupakan jumlah pergeseran dari masing-masing gelombang. Hal ini dikenal sebagai prinsip superposisi. Secara matematis, jika y₁ dan y₂ berturut-turut menunjukkan fungsi gelombang dari dua gelombang tali yang merambat dalam medium yang sama, maka pergeseran tali ketika dua gelombang itu berinteraksi memenuhi persamaan

Prinsip superposisi merupakan konsekuensi logis dari persamaan gelombang yang bersifat linear untuk pergeseran transversal kecil. Dengan alasan ini pula prinsip superposisi juga sering disebut sebagai prinsip superposisi linear. Untuk sistem fisika yang mediumnya tidak memenuhi hukum Hooke, persamaan gelombangnya taklinear dan prinsip superposisi menjadi tidak berlaku.

Prinsip superposisi memegang peranan penting pada semua jenis gelombang. Apabila seorang teman berbicara dengan Anda yang sedang mendengarkan musik dari pengeras suara stereo, Anda dapat membedakan antara bunyi pembicaraan dan suara musik. Hal ini terjadi karena gelombang bunyi total yang sampai di telinga Anda merupakan jumlah aljabar dari gelombang yang dihasilkan oleh suara teman Anda dan gelombang yang dihasilkan oleh pengeras suara stereo. Jika dua gelombang bunyi tidak bergabung secara linear, suara yang Anda dengar menjadi campur-aduk dan kacau-balau. Prinsip superposisi juga memungkinkan kita dapat mendengarkan nada-nada yang dimainkan oleh setiap alat musik dalam pertunjukkan konser musik, meskipun gelombang bunyi dari seluruh alat konser yang sampai ke telinga itu sangat kompleks.