Gelombang Bunyi
Pernahkah kamu mendengar bunyi bel? Bagaimana kamu bisa mendengar bunyi tersebut? Kita dapat mendengar bunyi bel karena adanya gelombang, berupa energi yang dipindahkan dan penerima bunyi, yaitu telinga.
Lalu apakah yang dimaksud dengan gelombang bunyi? Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang terjadi disebabkan rapatan dan regangan dalam medium gas, cair, dan padat.
Sedangkan, bunyi merupakan gelombang yang dihasilkan dari getaran suatu objek dan dirambatkan melalui suatu medium dari satu tempat ke tempat lain. Sumber dari gelombang bunyi yaitu benda yang bergetar, seperti bel.
Bunyi pun dapat dibedakan berdasarkan sumber bunyi, energi yang dipindahkan dari sumber dalam bentuk gelombang bunyi longitudinal, dan bunyi yang dideteksi oleh telingan atau suatu alat penerima bunyi.
Gelombang bunyi yang dapat didengar oleh manusia, antara 20 – 20.000 Hz. Frekuensi tersbeut dinamakan dengan audio atau audiosonik. Gelombang dengan frekuensi tersebut dinamakan dengan gelombang audio.
Gelombang bunyi dengan frekuensi yang di bawah 20 Hz, dinamakan dengan gelombang infrasonik. Gelombang infrasonik, seperti aktivitas vulaknisme, tidak dapat didengar oleh manusia. Namun, dapat dideteksi oleh hewan, sepeti badak, jerapah, buaya, ikan paus, dan gajah.
Lebih lanjut, frekuensi bunyi yang berada di atas 20.000 Hz juga tidak dapat didengar manusia. Gelombang dengan frekuensi tersebut dinamakan dengan gelombang ultrasonik, yang dapat dihasilkan oleh kuarsa atau tegangan listrik bolak – balik.
Gelombang ultrasonik ini dalam kedokteran digunakan untuk melihat janin dalam kandungan atau organ pasien. Sedangkan, hewan yang dapat mendengar bunyi dengan frekuensi ultrasonik, yaitu anjing, kelelawar, tikus, dan lumba – lumba.
Cepat Rambat atau Laju Bunyi
Cepat rambat bunyi bergantung pada sifat bahan. Laju bunyi bergantung pada suhu medium, terutama untuk medium gas. Laju bunyi di udara akan bertambah sebesar 0.60 m/s untuk setiap kenaikan 10C.
Sedangkan, di zat padat, laju bunyi bergantung pada kekakuan zat padat tersebut. Semakin, kaku suatu bahan, maka makin cepat gelombang bunyi yang melewati. Laju bunyi dalam berbagai medium, dapat dilihat pada tabel berikut.
| Medium | Laju (m/s) |
| Udara | 340 |
| Udara (0= 0C) | 331 |
| Helium | 1.005 |
| Hidrogen | 1.300 |
| Air | 1.440 |
| Air laut | 1.560 |
| Besi | 5.000 |
| Gelas | 4.500 |
| Plastik | 2.680 |
| Alumunium | 5.100 |
| Kayu keras | 4.000 |
Gelombang bunyi merupakan suatu gelombang longitudinal, sehingga lajunya dalam medium sama dengan laju gelombang longitudinal. Apabila, udara dianggap sebagai gas ideal, maka laju bunyi di udara dapat dihitung dengan rumus:
Keterangan:
γ = tetapan laplace, merupakan rasio antara kalor jenis zat pada tekanan tetap (cp) dan kalor jenis zat pada volume tetap (cv).
P = tekanan udara
ρ = masa jenis
Dalam gas ideal berlaku persamaan PV = nRTKeterangan:V merupakan volume gasn merupakan jumlah mol gasR merupakan tetapan umum gas (R= 8.314 J/mol.K)T merupakan suhu mutlakApabila masa total gas nM (massa molekul relatif M dikalikan jumlah mol n), maka berlaku rumus
Resonansi
Resonansi merupakan suatu peristiwa ikut bergetarnya suatu benda sebagai akibat getaran benda lain yang frekuensinya sama dengan frekuensi alamiah benda tersebut.
Gejala – Gejala Gelombang pada Gelombang Bunyi
Gelombang bunyi mengalami refleksi, interferensi, difraksi, dan refraksi atau pembiasan. Namun, gelombang bunyi tidak mengalami polarisasi maupun dispersi.
Refleksi atau pemantulan gelombang bunyi. Refleksi bunyi menimbulkan berbagai fenomena yang sangat menarik. Suara yang terpantul kembali ke telinga merupakan gema atau echo. Suatu gelombang akan kehilangan sebagian energinya akibat diserap oleh benda yang dikenainya.
Interferensi gelombang bunyi. Interferensi merupakan interaksi antara kedua gelombang yang bergabung satu dengan lainnya untuk membentuk pola gelombang yang baru. Syaratnya yaitu kedua gelombang itu mempunyai beda fase tetap atau koheren.
Interferensi konstruktif terjadi jika kedua gelombang yang berinteferensi tersebut sefase, dan saling memperkuat. Interferensi destruktif terjadi jika kedua gelombang yang berinteferensi tersebut berbeda fase 1800 dan keduanya saling melemahkan.
Pada interferensi konstruktif, bunyi akan terdengar lebih keras. Sedangkan, pada interferensi destruktif, bunyi terdengar lebih lemah.
Difraksi gelombang bunyi. Difraksi merupakan suatu peristiwa pelenturan gelombang, ketika melewari celah. Syarat terjadinya difraksi yaitu ukuran panjang gelombang seorde dengan ukuran celah.
Difraksi menggunakan celah penghalang sebagai sumber bunyi sekunder yang memancarkan gelombang dalam arah yang baru. Kemudian, saling tumpang tindih, saling berinterferensi satu sama lain dan juga dengan gelombang semula, sehingga bunyi terdengar kurang jelas. Difraksi dan interferensi dapat terjadi bersamaan dan menyebarkan bunyi ke seluruh ruangan.
Refraksi atau pembiasan gelombang bunyi. Refraksi atau pembiasan merupakan peristiwa pembelokan gelombang bunyi. Refraksi tejadi apabila gelombang bunyi dari suatu medium memasuki medium lain dengan sudut tertentu. Refraksi ini selalu disertai perubahan laju gelombang.
Penjelasan di atas menunjukkan pemaparan tentang gelombang bunyi. Setelah kita memahami tentang apa yang dimaksud dengan gelombang bunyi, lalu bagaimana karakteristik dari gelombang bunyi? Penjelasan tersebut dapat kamu lihat di artikel selanjutnya.
Sumber:Yaz, M. A. 2007. Fisika SMA Kelas XII. Jakarta: Quadra.