1. FI-Bunyi Karakter, Perambatan, Gelombang Materi Fisika

Bunyi: Karakter, Perambatan, Gelombang: Materi Fisika

share

Bunyi merupakan salah satu bentuk gelombang. Tidak seperti gelombang pada tali atau gelombang pada air, gelombang bunyi tidak dapat dilihat mata, melainkan dapat didengar telinga. Banyak sekali sumber-sumber bunyi dalam keseharian kita. Setiap benda yang dapat mengeluarkan bunyi dikatakan sebagai sumber bunyi. Perhatikanlah sebuah gitar yang merupakan salah satu sumber bunyi. Bunyi gitar dihasilkan oleh senar-senar gitar yang bergetar karena petikan jari-jari tangan. Ketika senar gitar tersebut dipetik, senar akan bergetar. Getaran senar ini mengusik partikel-partikel udara di sekelilingnya. Gitar mempunyai ruangan kosong berisi udara. Ruangan ini berfungsi untuk menampung gelombang yang dihasilkan oleh senar. Di dalam tabung ini, gelombang-gelombang bunyi mengalami penguatan karena pemantulan oleh dinding-dindingnya.

Karakteristik Gelombang Bunyi

Bunyi dapat didengar karena bunyi merambat melalui medium (zat antara). Setiap bunyi yang kita dengar mempunyai frekuensi dan amplitudo yang berbeda-beda, meskipun merambat melalui benda yang sama.

1.      Desah dan Nada

Bunyi yang didengar ada yang jelas dan ada juga yang tidak jelas. Pada saat berada di keramaian, pasti akan terdengar banyak sekali suara orang yang sedang tawar-menawar barang. Suara yang sumbernya dekat maka akan terdengar dengan jelas. Sebaliknya, suara yang sumbernya jauh terdengarnya seperti suara gemuruh. Bunyi yang sumbernya dari keramaian mempunyai frekuensi yang tidak beraturan.

Bunyi yang fekuensinya tidak teratur tersebut disebut desah. Adapun bunyi yang frekuensinya teratur disebut nada, contohnya : bunyi gitar, piano, dan organ.

2.      Desah dan Nada

Bunyi yang didengar berbeda-beda kekuatannya, ada yang lemah dan ada juga yang kuat. Bunyi yang terlalu keras dan kuat, akan dapat merusak telinga. Misalnya : bunyi bom, bunyi meriam, dan bunyi petasan.

Terdapat dua sumber bunyi yang berkekuatan sama, tetapi jaraknya ke pendengar berbeda faktor yang memengaruhi kekuatan bunyi, yaitu amplitudo, jenis medium, dan jaraknya ke pendengar berbeda. Bunyi yang terdengar sangat kuat adalah bunyi yang letaknya dekat dengan pendengar

3.      Warna Bunyi (Timbre)

Pada saat acara konser musik, banyak sekali alat musik yang dimainkan, ada piano, organ, gitar, dan drum. Meskipun banyak sekali alat musik, tetapi pasti bisa membedakan antara suara piano dan suara gitar. Meskipun kedua alat musik tersebut mempunyai frekuensi yang sama, tetapi bunyi yang di hasilkan oleh keduanya bersifat unik. Keunikan setiap bunyi dengan bunyi lainnya yang mempu nyai frekuensi sama disebut warna bunyi (timbre).

4.      Hukum Marsenne

Frekuensi getaran sangat memengaruhi tinggi atau rendahnya nada. Artinya, jika frekuensi getaran besar, nada yang dihasilkan akan tinggi. Sebaliknya, jika frekuensi getaran kecil, nada yang dihasilkan akan rendah. Amplitudo getaran sangat memengaruhi kuat atau lemahnya nada. Artinya, jika amplitudo ge taran besar, nada yang dihasilkan akan kuat. Sebaliknya, jika amplitudo getaran kecil, nada yang dihasilkan akan lemah. Ahli fisika Prancis, Marsenne merupakan orang pertama yang menyelidiki masalah nada dan memperoleh kesimpulan sebagai berikut.

  1. Frekuensi senar sebanding dengan akar tegangan senar, artinya makin besar tegangan senar, makin tinggi frekuensi yang dihasilkan.
  2. Frekuensi senar berbanding terbalik terhadap panjang senar, artinya makin panjang senar, makin rendah frekuensi yang dihasilkan.
  3. Frekuensi senar berbanding terbalik terhadap akar luas penampang senar, artinya makin luas penampang senar, makin rendah frekuensi yang dihasilkan.
  4. Frekuensi senar berbanding terbalik terhadap akar massa jenis senar, artinya makin besar massa jenis senar, makin rendah frekuensi yang dihasilkan.

Perambatan Bunyi

Sumber informasi yang penting bagi kita adalah bunyi yang kita dengar. Bunyi yang dapat kita dengar ada bermacam-macam, antara lain bunyi seruling, bunyi piano, bunyi radio, bunyi televisi, dan lain-lain. Tetapi ada juga bunyi yang tidak dapat kita dengar. Tidak semua bunyi yang didengar adalah sama, ada yang sangat kuat dan ada juga yang lemah. Bunyi yang sangat kuat tidak baik bagi telinga, bahkan dapat membahayakan telinga. Adapun bunyi yang lemah tidak dapat kita dengar dengan jelas. Sebuah benda akan menghasilkan bunyi jika benda tersebut bergetar. Semakin besar simpangan getarnya, makin keras bunyi yang dihasilkan. Sebaliknya, bunyi tidak akan terdengar jika suatu benda berhenti bergetar (diam). Jadi, bunyi ditimbulkan oleh benda yang bergetar.

Bunyi berpindah di udara dalam bentuk rapatan dan regangan. Rapatan terjadi pada saat molekul-molekul udara didorong untuk saling berdekatan pada tekanan yang lebih tinggi. Adapun regangan terjadi pada saat molekul-molekul saling didorong untuk saling berjauhan pada tekanan yang lebih rendah. Jika suatu benda bergetar, benda tersebut akan menghasilkan bunyi. Tetapi, tidak semua bunyi yang dihasilkan dapat didengar oleh manusia, contohnya ayunan sederhana. Meskipun ayunan sederhana bergetar, tetapi bunyi yang dihasilkan tidak dapat didengar oleh manusia. Ada tiga syarat yang harus dipenuhi agar bunyi dapat terjadi dan terdengar oleh manusia, yaitu berikut.

1.      Ada Sumber Bunyi

Bunyi dihasilkan oleh sumber bunyi. Tanpa adanya sumber bunyi, bunyi tidak akan terjadi.

2.       Ada Zat Antara (Medium)

Dalam perambatannya, bunyi memerlukan medium. Tanpa adanya medium, bunyi tidak akan terdengar oleh manusia.

3.      Ada Pendengar (Penerima)

Jarak antara pendengar dan sumber bunyi memengaruhi amplitudo. Makin jauh jarak pendengar lemah dengan sumber bunyi, makin kecil amplitudo gelombang bunyi. Sehingga bunyi terdengar sangat lemah.

Infrasonik, Ultrasonik, dan Audiosonik

Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal. Gelombang bunyi dapat merambat melalui zat padat, zat cair, dan gas. Partikel-partikel bahan yang merambatkan gelombang bunyi itu bergetar di dalam arah perambatan gelombang itu sendiri. Ada suatu daerah frekuensi yang besar, yang dapat dihasilkan oleh gelombang longitudinal. Gelombang bunyi dibatasi oleh daerah frekuensi yang dapat merangsang telinga dan otak manusia pada sensor pendengaran. Tidak semua gelombang bunyi yang ditangkap oleh telinga manusia dapat didengar.

1. G1-Bunyi Karakter, Perambatan, Gelombang Materi Fisika(Ilustrasi Gelobang suara)

Bunyi yang dapat didengar oleh manusia mempunyai frekuensi antara 20 Hz sampai dengan 20.000 Hz, yang disebut jangkauan bunyi yang dapat didengar (audible range). Daerah frekuensi antara 20 Hz-20.000 Hz disebut frekuensi audio dan bunyi yang dihasilkan disebut audiosonik. Gelombang yang dapat didengar oleh manusia berasal dari bermacam-macam alat. Misalnya, berasal dari tali-tali yang bergetar (biola dan pita suara manusia), berasal dari kolom udara yang ber getar (terompet dan klarinet), berasal dari pelat yang bergetar (gambang dan gamelan), dan berasal dari selaput tipis yang bergetar (bedug, tambur, dan gendang).

Gelombang infrasonik (infrasonic wave) adalah gelombang bunyi yang frekuensinya berada di bawah jangkauan pendengaran manusia. Sehingga bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz disebut bunyi infrasonik. Gelombang infrasonik yang menarik untuk dipelajari adalah gelombang infrasonik yang dihasilkan oleh sumber-sumber besar, misalnya gelombang gempa bumi. Bunyi ultrasonik dapat dihasilkan oleh getaran elastis dari sebuah kristal kuarsa yang diinduksi oleh resonansi dengan suatu medan listrik bolak-balik. Bunyi ultrasonik mempunyai frekuensi lebih dari 20.000 Hz. Ada beberapa jenis binatang yang mempunyai kemampuan mendengar lebih baik daripada ma nusia. Contohnya, jangkrik dan anjing mempunyai kemampuan mendengar bunyi infrasonik. Itulah sebabnya anjing digunakan sebagai hewan penjaga rumah. Anjing akan menggonggong jika mendengar.

Binatang yang dapat mendengar bunyi ultrasonik, antara lain, lumba-lumba dan kelelawar. Kelelawar dapat memancarkan gelombang ultrasonik dan kemudian menangkapnya kembali setelah gelombang tersebut mengenai suatu benda. Itulah sebabnya, kelelawar dapat terbang di kegelapan malam tanpa takut akan menabrak suatu benda. Karena kelelawar dapat menentukan jarak suatu benda tanpa harus melihatnya. Prinsip kerja kelelawar digunakan sebagai dasar pembuatan radar. Gelombang ultrasonik dimanfaatkan manusia untuk berbagai macam keperluan, antara lain berikut.

1.      Radar

Kita dapat mengetahui posisi atau letak suatu benda dengan pasti tanpa harus melihatnya dengan menggunakan radar. Misalnya, untuk mengetahui keberadaan (posisi) pesawat terbang musuh.

2.      Ultrasonografi (USG)

 Ultrasonografi merupakan alat yang sangat penting dalam dunia kedokteran. Kita dapat mengetahui bagian-bagian dalam tubuh kita dengan menggunakan USG. Alat ini biasanya digunakan untuk memeriksa keadaan janin dan kandungan (rahim) seorang ibu.

3.      Pengukuran kedalaman laut

Sonar adalah alat yang digunakan untuk mengukur kedalaman laut. Alat gelombang ultrasonik ke dalam air laut dan kemudian menangkapnya kembali setelah gelombang tersebut mengenai dasar laut. Dengan demikian, kita dapat mengetahui kedalaman laut tanpa ha dapat memancarkan rus menyelam ke dasar laut.

Resonansi

 Peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena pengaruh getaran benda lain disebut resonansi. Peristiwa resonansi yang bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, antara lain berikut.

1.      Resonansi Gendang Telinga

Gendang telinga terdiri atas selaput tipis yang mudah beresonansi dengan frekuensi getaran. Se laput gendang telinga akan ikut bergetar jika ada getaran masuk ke lubang telinga.

2.      Pengukuran Cepat Rambat Bunyi di Udara

Peristiwa resonansi pada kolom udara juga dapat digunakan untuk mengukur cepat rambat bunyi di udara. Resonansi kolom udara terjadi tiap kelipatan ganjil dari 1/4 λ.

 

Tulisan ini merangkum dan menulis kembali dari sumber-sumber yang terpercaya

Baca artikel menarik yang membahas materi fisika lainnya

Leave a Reply

Your email address will not be published.

ARTIKEL TERBARU

SEMUA KATEGORI