Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam desibel.
Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik.
•
Kenyaringan dan Desibel
Bunyi kereta lebih nyaring daripada bunyi bisikan, sebab bunyi kereta menghasilkan getaran lebih besar di udara. Kenyaringan bunyi juga bergantung pada jarak kita ke sumber bunyi. Kenyaringan diukur dalam satuan desibel (dB). Bunyi pesawat jet yang lepas landas mencapai sekitar 120 dB. Sedang bunyi desiran daun sekitar 33 dB.
Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam desibel.
Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik.
Gema
Gema terjadi jika bunyi dipantulkan oleh suatu permukaan, seperti tebing pegunungan, dan kembali kepada kita segera setelah bunyi asli dikeluarkan. Kejernihan ucapan dan musik dalam ruangan atau gedung konser tergantung pada cara bunyi bergaung di dalamnya. Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara jadi, gema adalah gelombang pantul/ reaksi dari gelombang yang dipancarkan bunyi.
Gelombang Bunyi
Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang bergetar maju-mundur. Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di beberapa tempat, sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat lain merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi. Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia,Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal.
Gelombang Ultrasonik
Gelombang ultrasonik didefinisikan sebagai gelombang bunyi yang memiliki frekuensi diatas batas pendengaran manusia, atau lebih dari 20.000 Hz. Spektrum akustik dibagi dalam tiga daerah frekuensi ditunjukan pada gambar dibawah ini:
Ultrasonik merambat dalam bentuk gelombang, sama dengan merambatnya cahaya, tapi tidak seperti gelombang cahaya yang dapat merambat dalam ruang hampa udara (vacuum), gelombang ultrasonik memerlukan medium untuk merambat seperti pada medium udara, cair dan padat.
Energi gelombang suara berkurang sepanjang perambatannya dari sumbernya. Karena gelombang suara menyebar keluar dalam bidang yang lebar, energinya tersebar kedalam area yang luas. Fenomena tersebut dikenal sebagai atenuasi. Gelombang suara audio akan merambat lebih jauh dan lebih lebar dari ultrasonik dengan energi yang sama, karena panjang gelombang audio lebih panjang dari panjang gelombang ultrasonik. Dengan alasan tersebut, gelombang ultrasonik lebih terarah dari sumbernya daripada gelombang audio yang mempunyai frekuensi yang lebih rendah.
Gelombang ultrasonik memiliki sifat yang sama dengan gelombang audio, tetapi memiliki panjang gelombang yang lebih pendek. Artinya gelombang ultrasonik dapat di refleksikan oleh permukaan yang kecil, seperti kerusakan didalam sebuah material. Karena sifatnya tersebut menjadikan gelombang ultrasonik sangat berguna untuk pengujian tak merusak untuk material.
Gelombang ultrasonik adalah gelombang yang timbul akibat getaran mekanik dengan frekuensi diatas batas ambang pendengaran manusia yakni diatas 20 kHz. Gelombang ultrasonik merambat dalam dua bagian. Jika gelombang bolak-balik terjadi terus menerus secara periodik maka akan menghasilkan deretan gelombang periodik dimana pada setiap gerak periodik, partikel-partikel yang berada pada titik-titik yang sama pada gelombang tersebut akan berada dalam fase yang sama.
Jarak antara dua nilai puncak gelombang yang berurutan (gelombang transversal) atau jarak dari dua bagian pemampatan gelombang yang berurutan (gelombang longitudinal) disebut panjang gelombang (?). Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu gelombang penuh atau waktu yang ditempuh sepanjang gelombang tersebut disebut periode (T). Hubungan antara panjang gelombang dengan periode ini adalah :
? = v .T
Besarnya panjang gelombang ini sangat penting untuk menentukan batas resolusi pencitraan sistem. Dua bentuk struktur yang berdekatan panjang gelombangnya tidak bisa diidentifikasikan secara terpisah pada pencitraan ultrasonik.
Kecepatan bunyi dalam medium bergantung pada kerapatan (?) dan kompressibilitas medium (B). Material dengan molekul berat cenderung bergerak lebih lambat dibandingkan molekul ringan saat terjadinya perubahan tekanan dalam medium. Material yang sangat kompressibel seperti gas akan meneruskan gelombang bunyi lebih lambat sehingga penambahan intensitas atau kompressibilitas cendrung akan menurunkan kecepatan bunyi.
Kecepatan bunyi melalui beberapa medium dapat dilihat pada tabel diatas, dimana kecepatan bunyi bergantung kepada kerapatan dan kompressibilitas medium. Material dengan molekul berat, kecepatan bunyinya cendrung lebih lambat dibandingkan molekul ringan dan material yang sangat kompressibel seperti gas, dengan jarak simpangan molekul yang panjang akan merambatkan gelombang menjadi lebih lambat.
Kecepatan Bunyi
Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Bunyi merambat lebih lambat jika suhu dan tekanan udara lebih rendah. Di udara tipis dan dingin pada ketinggian lebih dari 11 km, kecepatan bunyi 1.000 km/jam. Di air, kecepatannya 5.400 km/jam, jauh lebih cepat daripada di udara Rumus mencari cepat rambat bunyi adalah v=s:t Dengan s panjang Gelombang bunyi dan t waktu.
Resonansi
Suatu benda, misalnya gelas, mengeluarkan nada musik jika diketuk sebab ia memiliki frekuensi getaran alami sendiri. Jika kita menyanyikan nada musik berfrekuensi sama dengan suatu benda, benda itu akan bergetar. Peristiwa ini dinamakan resonansi. Bunyi yang sangat keras dapat mengakibatkan gelas beresonansi begitu kuatnya sehingga pecah.
Daftar Pustaka
1. FW. Sears, Mechanic, Heat & Sond, Bab 5 dan Bab 11.
2. Halliday dan Resnick, Fisika I, Bab 5.
0 komentar:
Posting Komentar