Nama : Mohammad Husnul Aidin
Gio Saputra
Kelas : XI -TEK 2
A. Gelombang Bunyi
Bunyi adalah salah satu gelombang, yaitu
gelombang longitudinal. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah
rambatnya sejajar atau berimpit dengan arah getarnya. Contoh gelombang
longitudinal adalah gelombang pada slinki dan gelombang bunyi di udara. Dalam
perambatannya gelombang bunyi berbentuk rapatan dan renggangan yang dibentuk
oleh partikel-partikel perantara bunyi. Apabila gelombang bunyi merambat di
udara, perantaranya adalah partikel-partikel udara. Gelombang bunyi tidak dapat
merambat di dalam ruang hampa udara karena dalam ruang udara tidak ada
partikel-partikel udara.
Bunyi sebagai gelombang mempunyai sifat-sifat
sama dengan sifat-sifat dari gelombang yaitu :
a. Dapat dipantulkan (refleksi)
Bunyi dapat dipantulkan terjadi apabila bunyi
mengenai permukaan benda yang keras, seperti permukaan dinding batu, semen,
besi, kaca dan seng.
Contoh :
- Suara kita yang terdengar lebih keras di
dalam gua akibat dari pemantulan bunyi yang mengenai dinding gua.
- Suara kita di dalam gedung atau studio musik
yang tidak menggunakan peredam suara.
b. Dapat dibiaskan (refiaksi)
Refiaksi adalah pembelokan arah linatasan
gelombang setelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda.
Contoh : Pada malam hari bunyi petir terdengar
lebih keras daripada siang hari karena pembiasan gelombang bunyi.
c. Dapat dipadukan (interferensi).
Seperti halnya interferensi cahaya,
interferensi bunyi juga memerlukan dua sumber bunyi yang koheren.
Contoh : Dua pengeras suara yang dihubungkan pada sebuah generator
sinyal (alat pembangkit frekuensi audio) dapat berfungsi sebagai dua sumber
bunyi yang koheren.
d. Dapat dilenturkan (difraksi)
Difraksi adalah peristiwa pelenturan gelombang
bunyi ketika melewati suatu celah sempit.
Contoh : Kita dapat mendengar suara orang
diruangan berbeda dan tertutup, karena bunyi melewati celah-celah sempit yang
bisa dilewati bunyi.
B. Sumber Bunyi
Sumber bunyi adalah semua benda yang bergetar
dan menghasilkan suara merambat melalui medium atau zat perantara sampai
ketelinga.
Bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar.
Hal-hal yang membuktikan bahwa bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar adalah
:
1. Ujung penggaris yang digetarkan menimbulkan
bunyi.
2. Pada saat berteriak, jika leher kita
dipegangi akan terasa bergetar.
3. Dawai gitar yang dipetik akan bergetar dan
menimbulkan bunyi.
4. Kulit pada bedug atau gendang saat dipukul
tampak bergetar.
Bunyi terjadi jika
terpenuhi tiga syarat, yaitu :
1. Sumber Bunyi

Benda-benda yang dapat menghasilkan bunyi
disebut sumber bunyi. Contoh sumber bunyi adalah berbagai alat musik, seperti
gitar, biola, piano, drum, terompet dan seruling.
2. Zat Perantara (Medium)

Gelombang bunyi merupakan gelombang
longitudinal yang tidak tampak. Bunyi hanya dapat merambat melalui medium
perantara. Contohnya udara, air, dan kayu. Tanpa medium perantara bunyi tidak
dapat merambat sehingga tidak akan terdengar. Berdasarkan penelitian, zat padat
merupakan medium perambatan bunyi yang paling baik dibandingkan zat cair dan
gas.
3. Pendengar

Bunyi dapat didengar apabila ada pendengar.
Manusia dilengkapi indra pendengar, yaitu telinga sebagai alat pendengar.
Getaran yang berasal dari benda-benda yang
bergetar, sampai ke telinga kita pada umumnya melalui udara dalam bentuk
gelombang. Karena gelombang yang dapat berada di udara hanya gelombang
longitudinal, maka bunyi merambat melalui udara selalu dalam bentuk gelombang
longitudinal. Kita perlu ingat bahwa gelombang longitudinal adalah perapatan
dan perenggangan yang dapat merambat melalui ketiga wujud zat yaitu : wujud
padat, cair dan gas.
Ada tiga aspek dari bunyi sebagai berikut :
a. Bunyi dihasilkan oleh suatu sumber seperti
gelombang yang lain, sumber bunyi adalah benda yang bergetar.
b. Energi dipindahkan dan sumber bunyi dalam
bentuk gelombang longitudinal.
c. Bunyi dideteksi (dikenal) oleh telinga atau
suatu instrumen cepat rambat gelombang bunyi di udara dipengaruhi oleh suhu dan
massa jenis zat.
C. Frekuensi Bunyi
Berdasarkan frekuensinya, bunyi dapat
digolongkan menjadi tiga, yaitu :
1. Infrasonik, adalah bunyi yang frekuensinya
di bawah 20 Hz.
2. Audiosonik, adalah bunyi yang frekuensinya
antara 20 – 20.000 Hz.
3. Ultrasonik, adalah bunyi yang frekuensinya
di atas 20.000 Hz.
Telinga manusia mempunyai batas pendengaran.
Bunyi yang dapat didengar manusia adalah bunyi dengan frekuensi 20 Hz sampai
20.000 Hz, yaitu audiosonik. Infrasonik dan ultrasonik tidak dapat didengar
oleh manusia. Infrasonik dapat didengar anjing, jangkrik, angsa, dan kuda.
Ultrasonik dapat didengar oleh kelelawar dan lumba-lumba.
Adapun kegunaan gelombang ultrasonik adalah
sebagai berikut :
a. Kelelawar
Gelombang ultrasonik yang dipancarkan oleh
kelelawar mengetahui jarak suatu benda terhadap dirinya berdasarkan selang
waktu yang diperlukan oleh gelombang pancar untuk kembali ke kelelawar. Itulah
sebabnya kelelawar yang terbang malam tidak pernah menabrak benda-benda yang
ada disekitarnya.
b. Mengukur kedalaman laut atau kedalaman gua
Teknik pantulan pulsa ultrasonik dapat
dimanfaatkan untuk mengukur kedalaman laut di bawah kapal. Pulsa ultrasonik
dipancarkan dan pantulan pulsa ultrasonik diterima oleh alat atau instrumen
yang disebut Fathometer.
Ketika pulsa ultrasonik dipancarkan oleh
Fathometer mengenai dasar laut, maka pulsa ultrasonik dipantulkan dan diterima
kembali oleh Fathometer. Dengan
mengukur atau mencatat selang waktu antara saat pulsa dikirim dan saat pulsa
pantul diterima, maka kedalaman air di bawah kapal dapat dihitung.
Jarak yang ditempuh pulsa ultrasonik dapat
dihitung dengan rumus jarak sebagai berikut :
Pulsa ultrasonik menempuh jarak pergi-pulang,
maka kedalaman air :
h = Kedalaman laut (m)
v = Kecepatan gelombang didalam air laut (m)
s = Jarak pergi-pulang pulsa ultrasonik (m)
t = waktu yang diperlukan gelombang
pergi-pulang (sekon)
Dengan cara yang sama untuk mengukur kedalaman
laut, gua juga dapat dihitung yaitu dengan memancarkan pulsa ultrasonik dari
fathometer sehingga mengenai bagian yang paling dalam gua. Pulsa ultrasonik
kemudian dipantulkan dan diterima kembali oleh fathometer.
Jika jarak yang ditempuh pulsa ultrasonik
dapat dihitung dengan rumus : s = v . t, berarti kedalaman gua tersebut adalah
:
h = Kedalaman laut (m)
v = Kecepatan gelombang didalam air laut (m)
t = waktu yang diperlukan gelombang
pergi-pulang (sekon)
c. Mendeteksi kerusakan logam
Selain dimanfaatkan untuk mengetahui kedalaman
laut dan gua, gelombang ultrasonik juga bisa dimanfaatkan untuk mendeteksi
kerusakan logam yang berada di dalam tanah, misalnya pipa air dan lain-lain.
Ketika pulsa-pulsa gelombang bunyi menumbuk
sebuah logam yang rusak, maka pulsa-pulsa itu sebagian dipantulkan dan sebagian
lagi diteruskan. Pulsan-pulsa yang dipantulkan itu terjadi karena mengenai
suatu pembatas yang memiliki massa jenis yang berbeda. Pantulan-pantulan pulsa
tersbeut diterima alat pendeteksi, sehingga kerusakan pada logam dapat
diketahui.
d. Penggunaan dalam bidang kedokteran
Pemeriksaan untuk melihat bagian dalam tubuh
manusia dengan menggunakan pulsa-pulsa ultrasonik dinamakan USG
(ultrasonografi).
Dalam tubuh manusia, pulsa-pulsa ultrasonik
dipantulkan oleh jaringan-jaringan, tulang-tulang dan cairan tubuh dengan massa
jenis berbeda. Memantulkan pulsa-ulsa ultrasonik yang dipancarkan dapat
menghasilkan gambar-gambar bagian tubuh yang dijumpai oleh pulsa-pulsa
ultrasonik pada layar Osiloskop.
Ultrasonik terutama berguna dalam diagnosis
kedokteran karena beberapa hal sebagai berikut :
- Ultrasonik jauh lebih aman daripada sinar –
X yang dapat merusak sel-sel tubuh manusia karena ionisasi, maka ultrasonik
lebih aman digunakan untuk melihat janin dalam perut ibu dibandingkan sinar –
X.
- Ultrasonik ddapat digunakan terus-menerus
unuk melihat pergerakan janin atau lever seseorang, tanpa melukai atau
menimbulkan resiko terhadap pasien.
- Ultrasonik dapat mengukur kedalaman suatu
benda di bawah permukaan kulit, sedangkan gambar yang dihasilkan sinar
– X adalah datar tanpa ada petunjuk tentang
kedalamannya.
- Ultrasonik dapat mendeteksi perbedaan
jaringan-jaringan dalam tubuh yang tidak dapat dilakukan
E. sinar – X. Dengan ini
ultrasonik kadang-kadang mampu menemukan tumor atau gumpalan dalam tubuh
manusia.
Frekuensi bunyi merupakan banyak getaran yang
terjadi setiap sekon. Frekuensi getaran yang dihasilkan sumber bunyi sama
dengan frekuensi gelombang bunyi, sehingga hubungan antara cepat rambat,
panjang gelombang dan frekuensi bunyi adalah :
Dimana :
v = cepat rambat bunyi (m/s)
l = panjang gelombang bunyi (m)
F = frekuensi bunyi (Hz)
D. Cepat Rambat Bunyi
Cepat rambat bunyi didefinisikan sebagai hasil
bagi jarak antara sumber bunyi dan pendengar dengan selang waktu yang
diperlukan bunyi untuk merambat. Secara matematis dituliskan :
Dimana :
v = Kecepatan (m/s)
s = Jarak sumber bunyi dan pendengar (m)
t = waktu bunyi merambat (s)
Cepat rambat bunyi pada berbagai medium
perantara berbeda-beda. Bunyi akan merambat paling baik dalam zat padat dan
paling buruk dalam gas.
Dalam medium
udara, bunyi mempunyai dua sifat khusus, yaitu :
1. Cepat rambat bunyi tidak bergantung pada
tekanan udara, artinya jika terjadi perubahan tekanan udara, cepat rambat bunyi
tidak berubah.
2. Cepat rambat bunyi bergantung pada suhu.
Makin tinggi suhu udara, makin besar cepat rambat bunyi. Pada tempat yang
tinggi, cepat rambut bunyi lebih rendah, karena suhu udaranya lebih rendah,
bukan karena tekanan udara yang rendah.
F. Karakteristik Bunyi
1. Nada
Berdasarkan keteraturan frekuensinya, bunyi dibedakan
menjadi nada dan desah. Nada adalah bunyi yang frekuensinya teratur, mislanya
bunyi berbagai alat musik. Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur,
misalnya bunyi daun tertiup angin dan bunyi gemuruh ombah. Ada pula bunyi yang
berlangsung sangat singkat tetapi kadang-kadang sangat kuat. Bunyi demikian
disebut dentum, misalnya bunyi meriam, senapan, dan bom.
Tinggi rendahnya nada tergantung pada
frekuensinya, sednag kuat lemahnya nada ditentukan oleh amplitudonya. Berbagai
jenis nada dapat dideteksi dengan garputala. Sebuah garputala mempunyai
frekuensi biasanya sudah tertera pada garputala tersebut.
2. Warna bunyi (timbre)
Nada yang dihasilkan oleh alat musik mempunyai
karakteristik tertentu, sehingga kita dapat dengan mudah membeda-bedakan nada
yang dihasilkan oleh piano dan gitar, seruling dan terompet, atau suara
laki-laki dan suara perempuan, meskipun frekuensi nadanya sama.
Dua nada yang mempunyai frekuensi sama tetapi
bunyinya berbeda disebut timbre (warna suara). Tembre terjadi karena cara
bergetar setiap sumber bunyi berbeda.
3. Hukum Mersenne
Tinggi nada atau frekuensi nada diselidiki
oleh ilmuwan fisika berkebangsaan Prancis bernama Mersenne (1588-1648).
Mersenne menyelidiki hubungan frekuensi yang dihasilkan oleh senar yang bergetar
dengan panjang senar. Penampang senar, tegangan senar, dan jenis senar. Alat
yang digunakan adalah sonometer.
Frekuensi dawai yang bergetar bergantung pada
beberapa faktor, yaitu :
a. Panjang dawai, semakin pendek dawai semakin
tinggi frekuensi yang dihasilkan.
b. Tegangan dawai, semakin tegang dawai,
semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.
c. Massa jenis bahan dawai, semakin besar
massa jenis bahan dawai, semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.
d. Penampang dawai, semakin besar luas
penampang dawai, semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.
F. Resonansi
Jika dua buah garputala berfrekuensi sama
salah satunya digetarkan (dibunyikan) kemudian didekatkan ke garputala yang
lain, maka garputala yang lain tersebut akan ikut bergetar.Peristiwa ikut bergetarnya
suatu benda ketika benda lain di dekatnya digetarkan disebut resonansi. Syarat
terjadinya resonansi adalah frekuensi benda yang bergetar sama dengan frekuensi
alami benda yang ikut bergetar.
Peristiwa resonansi juga dapat dilihat pada
ayunan bandul yang tergantung. Jika bandul kamu ayunkan, bandul akan bergetar
dengan frekuensi alamiahnya. Bandul yang panjang talinya sama akan bergetar
dengan frekuensi alamiah yang sama.
Keuntungan dan kerugian adanya resonansi
Beberapa keuntungan adanya resonansi bunyi
adalah sebagai berikut :
a. pada telinga kita terdapat kolom udara yang
disebut kanal pendengaran yang akan memperkuat bunyi yang kita dengar.
b. Adanya ruang resonansi pada gitar, biola,
saron, kolintang, dan kentongan dapat memperkeras bunyi alat-alat tersebut.
c. Kantung udara yang dimiliki katak pohon dna
katak sawah dapat memperkeras bunyi yang dihasilkan.
Contoh-contoh kerugian akibat resonansi antara
lain :
a. Suara tinggi seorang penyanyi dapat
memecahkan gelas yang berbentuk piala karena gelas berresonansi.
b. Dentuman bom atau mesin pesawat supersonik
dapat memecahkan kaca-kaca jendela bangunan.
c. Bunyi yang terlalu kuat dapat memecahkan
telinga kita.
d. Pengaruh kecepatan angin pada sbeuah
jembatan di Selat Tacoma, Amerika Serikat, menghasilkan resonansi yang
menyebabkan jembatan roboh.
G. Pemantulan Bunyi
Gelombang bunyi dapat dipantulkan dan diserap.
Sebagian besar bunyi dipantulkan jika mengenai permukaan benda yang keras,
seperti permukaan dinding batu atau semen, besi, kaca, dan seng. Sebaliknya,
sebagian besar bunyi akan diserap jika mengenai permukaan benda yang lunak,
misalnya kain, karet, busa, gabus, karpet, dan wol (benda-benda peredam bunyi).
1. Hukum pemantulan bunyi
Hukum pemantulan bunyi dapat dijelaskan
sebagai berikut :
a. Bunyi datang, buny pantul, dan garis normal
terletak pada satu bidang datar.
b. Besar sudut datang sama dengan besar sudut
pantul.
2. Macam-macam bunyi pantul
a. Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli
Bunyi pantul memperkuat bunyi asli terjadi
apabila bunyi pantul terdengar hampir bersamaan, sehingga bunyi asli menjadi
lebih keras. Bunyi ini akan terjadi apabila jarak dinding terhadap sumber bunyi
kurang dari 10 meter. Contohnya suara kita akan terdengar lebih keras di dalam
kamar atau kamar mandi dan bunyi kereta api bertambah keras di dalam
terowongan.
b. Gaung atau kerdam
Gaung atau kerdam terjadi jika jarak dinding
terhadpa sumber bunyi agak jauh (10 m – 25 m). Gaung adalah bunyi yang
terdengar kurang jelas akibat sebagian bunyi pantul terdengar bersamaan dengan
bunyi asli sehingga mengganggu bunyi asli.
Gaung terjadi pada gedung besar yang tertutup,
seperti gedung pertemuan dan gedung pertunjukkan.
Untuk menghindari terjadinya gaung, pada
dinding bagian dalam gedung bioskop, studio radio atau televisi, dan studio
rekaman dilapisi bahan peredam. Bahan peredam yang sering digunakan antara lain
kain wol, kapas, kertas karton, karet, dan gelas.
c. Gema
Jika jarak dinding pemantul cukup jauh, maka
akan terjadi bunyi pantul yang terdengar sesudah bunyi asli ducapkan
(dipancarkan). Bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli disebut gema.
Gema terdengar jelas seperti bunyi asli. Gema dapat terjadi di lereng gunung
yang terjal, jurang dan tempat-tempat lain.
3. Manfaat pemantulan bunyi
Manfaat pemantulan bunyi antara lain :
a. Mendeteksi cacat dan retak pada logam
b. Mengukur ketebalan pelat logam
c. Mengukur kedalaman laut
d. Mengetahui kedudukan kapal selam dengan
mengirim gelombang ultrasonik dari kapal pemburu ke bawah laut.
e. Mengetahui kedudukan gerombolan ikan di
laut
f. Mengetahui kantung-kantung cekungan minyak
bumi dengan mengirimkan gelombang bunyi ke dalam tanah.