Tentang Gelombang Bunyi (Fisika 8) | Assesment Satoe

April 03, 2012

Tentang Gelombang Bunyi (Fisika 8)



Dalam sehari-hari Anda sering berhadapan dengan fenomena bunyi. Misalnya, Anda suka mendengar musik, Anda senang memperhatikan seseorang bermain gitar, seruling, terompet dan sebagainya. Peristiwa yang berkaitan dengan musik lainnya seperti Anda senang menonton konser. Ada kalanya Anda ketakutan terhadap bunyi, misalnya suara ledakan, pertir, dan sebagainya.
Beberapa fenomena bunyi sering muncul pertanyaan-pertanyaan, misalnya, apakah bunyi terdengar paling bagus di ruang hampa?
Di samping itu, kalau kita perhatikan di geung-gedung bioskop atau pada gedung konser, mengapa pada gedung tersebut dipasang peredam suara? Berkaitan dengan bunyi pula, mengapa kelelawar terbang malam tanpa menabrak? Mengapa bunyi petir pada malam hari terdengar lebih keras daripada siang hari?
Terhadap pertanyaan-pertanyaan tersebut orang sering menanggapi sebagai berikut. Kecepatan bunyi paling cepat adalah di ruang hampa karena tidak ada penghalang sehingga bunyi bebas saja lewat. Demikian pula terhadap pendengaran bunyi akan paling bagus pada ruang hampa karena tak ada penghalang.

Pada gedung konser sering dipasang alat peredam suara dengan tujuan suara dari penyanyi agar merdu dan nyaring. Tehadap pertanyaan kelelawar yang terbang malam hari tak menabrak karena penglihatannya sangat tajam sehingga dapat melihat penghalang di depannya sangat cepat. Terhadap pertanyyan petir yang keras di malam hari karena pada waktu malam hari tidak ada aktivitas, suasana menjadi sepi sehingga kalau ada p-etir akan kedengaran sangat keras dibandingkan dengan siang hari.
Pikiran-pikiran atau tanggapan tersebut adalah miskonsepsi.
Secara lebih rinci, berikut disajikan konsep ilmiah, konsep-konsep esensial dan strategis berkaitan dengan bunyi sebagai gelombang.


Anda telah mengetahui bahwa bunyi disebabkan oleh adanya benda yang bergetar. Bunyi merupakan gelombang mekanik, yaitu gelombang yang memerlukan medium pada saat merambat. Bunyi juga termasuk ke dalam kelompok gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatnya.
Untuk melihat bagaimana bunyi dihasilkan dan mengapa bunyi termasuk gelombang longitudinal, mari kita perhatikan getaran dari diafragma pengeras suara. Ketika diafragma bergerak radial keluar, diafragma ini memampatkan udara yang langsung ada di depannya


Pemampatan ini menyebabkan tekanan udara bertambah sedikit di atas tekanan normal. Daerah yang tekanan udaranya bertambah disebut rapatan. Rapatan ini bergerak menjauh dari pengeras suara pada kecepatan bunyi. Rapatan ini mirip dengan daerah rapatan pada kumparan-kumparan dalam gelombang longitudinal pada slinki. Setelah menghasilkan rapatan, diafragma membalik arah gerakannya menjadi radial ke dalam. Gerakan diafragma ke dalam menghasilkan suatu daerah yang dikenal sebagai renggangan. Renggangan ini menyebabkan tekanan udara sedikit lebih kecil daripada tekanan normal. Rengangan ini mirip dengan daerah renggangan pada kumparan-kumparan dalam gelombang longitudinal pada slinki. Renggangan merambat menjauh dari pengeras suara pada kecepatan bunyi.

Sifat-sifat bunyi pada dasarnya sama dengan sifat-sifat gelombang longitudinal, yaitu
a.       dapat dipantulkan (refleksi),
b.      dibiaskan (refraksi),
c.       dipadukan (interferensi),
d.      dilenturkan (difraksi) dan
e.       dapat diresonansikan.

Seperti telah disinggung di atas, bunyi memerlukan medium pada saat merambat. Medium tersebut dapat berupa zat padat, zat cair, maupun zat gas. Bunyi tak dapat merambat pada ruang hampa. Jika kita bercakap-cakap, maka bunyi yang kita dengar merambat dari pita suara yang berbicara menuju pendengar melalui medium udara.

Ada beberapa syarat bunyi dapat terdengar telinga kita, Yaitu
Pertama, adanya sumber bunyi. Misalnya, ada gitar yang dipetik, ada gong yang dipukul, ada yang bersuara dan ada suara kendaraan lewat.
Kedua, ada mediumnya. Bunyi dapat merambat dalam medium udara (zat gas), air (zat cair) maupun zat padat.
Ketiga, bunyi dapat didengar telinga bila memiliki frekuensi 20 - 20.000 Hz. Batas pendengaran manusia adalah pada frekuensi tersebut bahkan pada saat dewasa terjadi pengurangan interval tersebut karena faktor kebisingan atau sakit.

Berdasarkan batasan pendengaran manusia itu gelombang dapat dibagi menjadi tiga yaitu
a. audiosonik (20-20.000 Hz),
b. infrasonik (di bawah 20 Hz), Contoh binatang banyak yang dapat mendengar jangkerik  
c. ultrasonik (di atas 20.000 Hz). anjing, dapat mendengar ultrasonik.


 
Setiap bunyi yang didengar manusia selalu memiliki frekuensi tertentu. Untuk memenuhi frekuensi yang diharapkan, maka munculnya berbagai alat musik, misalnya seruling dan gitar. Saat bermain gitar, maka dawainya akan dipetik untuk mendapatkan frekuensi yang rendah atau tinggi. Tinggi rendahnya frekuensi bunyi yang teratur inilah yang dinamakan tinggi nada. Jadi, dapat disimpulkan bahwa tinggi nada bergantung pada frekuensi sumber bunyi.
Frekuensi tinggi bunyi bernada tinggi
Frekuensi rendah bunyi bernada rendah

Frekuensi yang dihasilkan oleh suatu sumber bunyi dapat diamati pada layar osiloskop. Bunyi dengan frekuensi rendah menghasilkan bentuk gelombang yang kurang rapat. Bunyi dengan frekuensi tinggi menghasilkan bentuk gelombang yang lebih rapat.

Telinga manusia normal dapat mendengar bunyi yang frekuensinya antara 20 -20.000 Hz. Di luar batas-batas frekuensi bunyi tersebut manusia tidak dapat mendengarnya.
Sumber bunyi dapat diperoleh dari sebuah generator audio. Generator audio dapat menghasilkan bermacam-macam frekuensi dan amplitudo gelombang bunyi. Jika frekuensi dibuat tetap, sedangkan amplitudonya diperbesar, akan didapatkan gelombang bunyi yang lebih kuat. Jika seseorang dekat dengan sumber bunyi, maka orang tersebut akan mendengar bunyi yang lebih kuat dibandingkan dengan orang yang berada lebih jauh dari sumber bunyi tersebut. Namun, keduanya mendengarkan frekuensi yang sama.

Pada umumnya, sumber bunyi tidak bergetar hanya dengan nada dasar saja, tetapi diikuti oleh nada-nada atasnya. Gabungan antara nada-nada dasar dengan nada-nada atas yang mengikutinya akan menghasilkan warna bunyi tertentu yang khas pula bagi suatu alat tertentu.

Bunyi yang khas yang dihasilkan oleh sumber bunyi ini disebut warna bunyi. Warna bunyi biola tentunya lain dengan warna bunyi gitar. Demikian juga warna bunyi kedua alat ini akan berbeda pula dengan warna bunyi seruling, walaupun setiap alat musik tersebut memancarkan frekuensi sama. Perbedaan ini muncul karena nada atas yang menyertai nada dasarnya berbeda-beda. Nada dasar dan nada atas yang digabungkan akan menghasilkan nada yang bentuk gelombangnya berbeda dengan nada dasar, tetapi masih memiliki frekuensi tetap.

Pola-pola terjadinya gelombang disebut pola gelombang. Kita akan membahas tinggi nada dan pola gelombang pada dawai, Resonansi dan  pipa organa  


 
 (1)   Aplikasi Ultrasonik. Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan untuk berbagai macam keperluan antara lain:
a)      kacamata tunanetra, dilengkapi dengan alat pengirim dan penerima ultrasonik memanfaatkan pengiriman dan penerimaan ultrasonik. Contoh: Bentuk kaca tuna netra
b)      mengukur kedalaman laut, untuk menentukan kedalaman laut (d) jika diketahui cepat rambat bunyi (v) dan selang waktu (t), pengiriman dan penerimaan pulsa adalah :

                       d = ( v . t ) / 2

c)      alat kedokteran, misalnya pada pemeriksaan USG (ultrasonografi). Sebagai contoh, scaning ultrasonic dilakukan dengan menggerak-gerakan probe di sekitar kulit perut ibu yang hamil akan menampilkan gambar sebuah janin di layar monitor. Dengan mengamati gambar janin, dokter dapat memonitor pertumbuhan, perkembangan, dan kesehatan janin. Tidak seperti pemeriksaan dengan sinar X, pemeriksaan ultrasonik adalah aman (tak berisiko), baik bagi ibu maupun janinnya karena pemerikasaan atau pengujian dengan ultrasonic tidak merusak material yang dilewati, maka disebutlah pengujian ultrasonic adalah pengujian tak merusak (non destructive testing, disingkat NDT). Tehnik scanning ultrasonic juga digunakan untuk memeriksa hati (apakah ada indikasi kanker hati atau tidak) dan otak. Pembuatan perangkat ultrasound untuk menghilangkan jaringan otak yang rusak tanpa harus melakukan operasi bedah otak. “Dengan cara ini, pasien tidak perlu menjalani pembedahan otak yang berisiko tinggi. Penghilangan jaringan otak yang rusak bisa dilakukan tanpa harus memotong dan menjahit kulit kepala atau sampai melubangi tengkorak kepala.

(2)   Manfaat cepat rambat bunyi dalam kehidupan sehari-hari yaitu:
a)      Cepat rambat gelombang bunyi juga dimanfaatkan oleh para nelayan untuk mengetahui siang dan malam.
b)      Pada malam hari kita mendengar suara lebih jelas daripada siang hari karena kerapatan udara pada malam hari lebih rapat dibandingkan dengan siang hari.

(3)   Resonansi sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari.
a)      Pemanfaatan resonansi pada alat musik seperti seruling, kendang, beduk dan lainnya.
(4)   Manfaat pemantulan bunyi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:
a)      menentukan kedalaman laut

b)      melakukan survei geofisika
mendeteksi, menentukan lokasi dan mengklasifikasikan gangguan di bumi atau untuk menginformasikan struktur bumi, mendeteksi lapisan batuan yang mengandung endapan minyak
c)      prinsip pemantulan ultrasonik dapat digunakan untuk mengukur ketebalan pelat logam, pipa dan pembungkus logam yang mudah korosi (karat).
d)     Mendeteksi retak-retak pada struktur logam
Untuk mendeteksi retak dalam struktur logam atau beton digunakan scanning ultrasonic inilah yang digunakan untuk memeriksa retak-retak tersembunyi pada bagian-bagian pesawat terbang, yang nanti bisa membahayakan penerbangan pesawat. Dalam pemerikasaan rutin, bagian-bagian penting dari pesawat di-scaning secara ultrasonic. Jika ada retakan dalam logam, pantulan ultrasonic dari retakan akan dapat dideteksi. Retakan ini kemudian diperiksa dan segera diatasi sebelum pesawat diperkenankan terbang.








Related Posts by Categories

Artikel Terkait:

PENILAIAN Satoe SatoE in ActioN All About OUR Activities BloGgeR