Dinda Putri Balqies: Gelombang Bunyi

§ Gelombang Bunyi

Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang tidak pernah merambat melainkan 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. Itulah alasannya mengapa Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal. Bunyi mengalami gejala gelombang seperti interferensi, pemantulan, pembiasan dan difraksi. Bunyi merupakan gelombang mekanik karena hanya dapat merambat melalui medium (zat padat, cair atau gas) dan tidak dapat merambat dalam vakum.

Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Bunyi akan 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.

Adakalanya frekuensi yang didengar oleh pengamat mengalami perubahan sacara tiba-tiba manakala sumber bunyi (misal klakson mobil) bergerak mendekati atau menjauhi menurut pengamat yang diam. Fenomena ini dikenal sebagai Efek Doppler, yaitu perbedaan frekuensi yang diterima oleh pendengar dengan frekuensi asli sumber getarnya relatif antara pendengar dan sumber bunyi. Bila kedudukan antara pengamat dan sumber saling mendekat, maka pengamat mendengar frekuensi yang lebih tinggi, dan bila kedudukannya saling menjauh maka pengamat mendengar frekuensi yang lebih rendah. Dan fenomena ini berhasil dijelaskan oleh fisikawan Christian Johann Doppler (1803-1855) pada tahun 1842.

§ Pemantulan Bunyi

Pada saat kita mengikuti sebuah acara pidato di dalam ruangan dengan menggunakan

pengeras suara, terdengan bunyi pantul dari suara aslinya, dimana bunyi pantul ini

mengganggu bunyi aslinya sehingga bunyi aslinya nampak agak kabur. Atau ketika kita

memasuki kamar mandi, suara kita ketika berbicara akan terpantul-pantul oleh dinding

kamar mandi. Pemantulan semacam ini dinamakan gaung. Secara definisi, gaung merupakan

perulangan bunyi yang terdengar hampir bersamaan dengan bunyi dari sumber bunyi, akibat

bunyi dari sumber bunyi ini terpantul berulang-ulang pada suatu ruangan. Gaung terjadi

karena gelombang bunyi dipantulkan oleh permukaan yang keras. Oleh karena itu, dindingdinding

bagian dalam suatu gedung pertunjukkan, konser, atau teater dilapisi dengan bahanbahan

lunak untuk menyerap bunyi sehingga mengurangi atau menghilangkan gaung.

Hal berbeda terjadi manakala kita berteriak di tempat tinggi atau luas, misalnya di

sebuah tebing atau di depan sebuah gua. Setelah kita berteriak, sesaat kemudian ada yang

membalas teriakan kita. Hal ini terjadi juga karena bunyi yang dihasilkan oleh sumber bunyi

(yaitu teriakan kita) dipantulkan kembali. Pemantulan semacam ini dinamakan gema. Secara

definisi, gema merupakan perulangan bunyi yang terdengar setelah bunyi ditimbulkan. Gema

terjadi karena bunyi dipantulkan oleh suatu permukaan. Cepat atau lamanya kita mendengar

gema bergantung pada seberapa jaur jarak kita dengan permukaan pemantul bunyi itu.

Peristiwa pemantulan bunyi tidak selalu merugikan, tetapi ada juga yang

menguntungkan, misalnya ketika akan mengukur kedalaman laut dengan menggunakan

sonar. Sonar atau sound navigation and ranging merupakan suatu metode untuk menaksir

ukuran, bentuk, dan kedalaman benda-benda di bawah air (termasuk kedalaman laut) dengan

menggunakan gelombang ultrasonik. Sonar bekerja berdasarkan prinsip pemantulan bunyi.

§ Frekuensi Bunyi

Sebagai bentuk gelombang, bunyi memiliki frekwensi. Berdasarkan frekwensinya,

gelombang bunyi dibagi menjadi tiga jenis, yaitu audiosonik, ultrasonik, dan infrasonik.

a. Gelombang audiosonik (audible wave). Gelombang audiosonik merupakan gelombang

bunyi yang berada pada rentang frekwensi pendengaran kita, yakni berada pada kisaran

frekwensi antara 16 Hz hingga 20.000 Hz.

b. Gelombang infrasonik (infrasonic wave). Gelombang infrasonik merupakan gelombang

bunyi yang frekwensinya berada di bawah frekwensi gelombang audiosonik, yaitu

frekwensinya lebih kecil dari 16 Hz.

c. Gelombang ultrasonik (ultrasonic wave). Gelombang ultrasonik merupakan gelombang

bunyi yang frekwensinya berada di atas frekwensi gelombang audiosonik, yaitu

frekwensinya lebih besar dari 20.000 Hz.

§ Perambatan Bunyi

Ketika kita mendengarkan suatu bunyi, sesungguhnya bunyi itu merambat dari

sumber bunyi hingga ke telinga kita melalui udara. Proses yang terjadi mirip dengan getaran

yang terjadi pada pegas ketika diberikan gangguan yang linier dengan arah rambatnya. Bunyi

yang dihasilkan oleh sumber bunyi menimbulkan terbentuknya rapatan dan renggangan

partikel di udara. Apakah bunyi hanya dapat merambat di udara? Mungkin Anda peranah melihat ada

seseorang yang sedang menempelkan telinganya pada rel kereta api. Orang tersebut ternyata

bisa mendengarkan bunyi kereta api yang akan lewat dengan menempelkan telinganya pada

rel kereta api, bahkan ketika suara kereta api masih belum terdengar.

Bunyi juga ternyata dapat merambat pada zat cair. Ketika ada seseorang yang

memukul-mukulkan dua buah batu pada sebuah sisi kolam renang, orang yang lain dapat

mendengarkan bunyi benturan batu tersebut pada sisi kolam renang yang lain. Hal ini

menunjukkan bahwa bunyi dapat merambat melalui zat cair, yakni air kolam renang.

Dengan demikian dapat kita simpulkan bahwa bunyi dapat merambat melalui udara,

zat cair atau zat padat. Pada umumnya bunyi merambat lebih cepat pada zat cair

dibandingkan dengan pada udara, dan bunyi merambat lebih cepat pada zat padat

dibandingkan dengan pada zat cair. Oleh karenanya, suara kereta api yang akan lewat tadi

dapat didengar melalui rel kereta api, walaupun suaranya sendiri belum terdengar, karena

suara merambat lebih cepat pada logam rel kereta dibandingkan melalui udara. Pada akhirnya

kita dapat menarik kesimpulan bahwa cepat rambat bunyi bergantung pada medium

terjadinya perambatan bunyi.

§ Efek Doppler

Ada satu fenomena menarik apabila sumber bunyi bergerak menjauhi atau mendekati

pendengar yang sedang diam, atau pengengar bergerak mendekati atau menjauhi sumber

bunyi yang sedang diam, ataupun kedua-duanya bergerak saling mendekati atau menjauhi,

yaitu terjadinya perubahan frekwensi bunyi yang sampai kepada pendengar. Fenomena

semacam ini dinamakan efek Doppler. Misalnya, pada saat kita menonton siaran langsung

balapan motoGP atau Formula 1, deru suara mesin dan knalpot mobil atau motor balap akan

nampak ‘berubah’ ketika melewati kamera. Hal ini akan lebih dapat dirasakan manakala kita

menonton balapan tersebut secara langsung dari sirkuit. Contoh lain, misalnya ada sebuah

ambulans yang bergerak melewati kita yang sedang diam di pinggir jalan. Bunyi raungan

sirine ambulance ketika mendekati kita nampak berbeda dengan ketika telah menjauhi kita. Efek Doppler adalah efek berubahnya frekwensi bunyi yang didengar oleh pendengar

karena sumber bunyi atau pendengar yang bergerak. Bila sumber bunyi mendekati

pendengar atau pendengar mendekati sumber bunyi, maka pendengar akan menerima

frekwensi bunyi yang lebih tinggi daripada frekwensi bunyi aslinya. Sebaliknya, bila sumber

bunyi menjauhi pendengar atau pendengar menjauhi sumber bunyi, maka pendengar akan

menerima frekwensi bunyi yang lebih rendah daripada frekwensi bunyi aslinya. Secara

matematis, hubungan antara frekwensi sumber bunyi, frekwensi bunyi yang didengar oleh

pendengar,