Hai Sobat Pintar, apakah kalian pernah merasa bingung kenapa saat berbicara di alam terbuka, suaramu bisa terdengar sampai jauh? Apalagi kalau berada di dalam goa, suara kalian bisa terdengar berulang seperti ada yang menirukan. Hal tersebut bisa terjadi karena adanya karakteristik dari getaran gelombang dan bunyi. Penasaran? Yuk, kita belajar mengenai konsep gelombang bunyi bersama-sama yang lengkapnya ada dalam fitur Belajar Pintar.

Pengertian Gelombang Bunyi

Pernahkan sobat merasa terganggu dengan suara-suara tertentu? Pastinya pernah kan? Entah suara bising kendaraan, suara handphone bergetar saat kita tidur, atau suara-suara lainnya yang mengganggu kita. 

Bunyi ini pada dasarnya adalah hasil dari getaran yang mengganggu atau yang menggetarkan udara di sekitarnya.  Gangguan tersebut merambat hingga menggetarkan gendang telinga dan hasilnya adalah bunyi yang kita dengar. Memang, bagian telinga yang berfungsi menangkap gelombang bunyi adalah gendang telinga.

Suatu bunyi dapat didengar oleh manusia karena memiliki 3 hal, yaitu adanya sumber bunyi, adanya medium rambat bunyi, dan frekuensinya yang berada antara 20 Hz – 20.000 Hz (audiosonik). Tidak hanya manusia, semua makhluk hidup juga dapat mendengar bunyi. Berdasarkan frekuensinya, gelombang bunyi diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Infrasonik: bunyi yang memiliki frekuensi < 20 Hz. Bunyi ini dapat didengar oleh hewan seperti jangkrik, laba-laba, gajah, anjing, dan lumba-lumba.

2. Audiosonik: bunyi yang memiliki frekuensi 20 Hz – 20.000 Hz. Bunyi ini dapat didengar oleh manusia.

3. Ultrasonik: bunyi yang memiliki frekuensi > 20.000 Hz. Bunyi ini dapat didengar oleh hewan seperti kelelawar dan lumba-lumba.

Pemantulan (Refleksi)

Mengapa bunyi yang dihasilkan dari ruangan tertutup terdengar lebih keras dari ruangan terbuka? Mengapa jika kita berteriak di sekitar tebing selalu ada suara yang meniru setelahnya? Semua itu terjadi karena adanya pemantulan (refleksi).

Pemantulan adalah keadaan ketika gelombang bunyi yang datang mengenai permukaan suatu medium yang keras dan kembali ke medium asalnya dengan sudut yang sama.

Bunyi dalam ruangan tertutup terdengar lebih keras karena dinding ruangan terlalu dekat dengan sumber bunyi. Alhasil, bunyi pantul tidak memiliki waktu yang cukup untuk merambat dan menyebabkan bunyi datang dan bunyi pantul terdengar bersamaan.

Berbeda dengan gema atau suara pantulan yang terjadi jika kita berteriak di sekitar tebing. Jarak antara tebing dan sumber bunyi cukup jauh sehingga bunyi pantul memerlukan waktu yang cukup lama untuk merambat sampai pendengaran. Akibatnya, bunyi pantul akan terdengar setelah bunyi asli.

Pembiasan (Refleksi)

Jika gelombang bunyi merambat dan memasuki medium yang berbeda, gelombang bunyi tersebut akan dibelokkan. Itulah yang disebut dengan pembiasan (refleksi) gelombang bunyi.

Refraksi terjadi jika gelombang bunyi dari suatu medium memasuki medium lain dengan sudut tertentu. Hal inilah yang menyebabkan suara petir pada malam hari terdengar lebih keras dibandingkan pada siang hari. Pada malam hari, lapisan udara bagian bawah lebih rapat daripada bagian atas sehingga suara petir dari lapisan udara akan dibiaskan mendekati permukaan tanah di bawahnya.

Pelenturan (Difraksi)

Difraksi adalah peristiwa pelenturan gelombang ketika melewati celah yang ukurannya seorde dengan panjang gelombangnya. Contohnya yaitu ketika seseorang dapat mendengar suara dari ruangan di sebelahnya.

Interferensi

Interferensi adalah perpaduan dua gelombang berbeda yang saling berinteraksi pada medium yang sama. Interferensi terbagi menjadi dua macam, yaitu interferensi konstruktif dan interferensi destruktif.

Interferensi konstruktif adalah keadaan saat kedua gelombang yang berinterferensi sefase, sehingga saling memperkuat. Sebaliknya, interferensi destruktif terjadi ketika kedua gelombang yang berinterferensi berbeda fase 180° sehingga saling melemahkan.

Pelayangan

Pelayangan bunyi adalah dua bunyi keras atau dua bunyi lemah yang terjadi secara berurutan. Jika kedua gelombang bunyi merambat bersamaan, bunyi paling kuat akan dihasilkan saat fase keduanya sama. Jika kedua getaran berlawanan fase, maka akan menghasilkan bunyi paling lemah.

Cepat Rambat Gelombang Bunyi

Nilai kecepatan dari gelombang bunyi bervariasi. Hal ini tergantung dari medium rambatnya. Secara umum, cara menghitung cepat rambat bunyi adalah sebagai berikut:

Keterangan :

v = cepat rambat gelombang (m/s)

s = jarak (m)

t = waktu (s)

Melalui Zat Padat

Gelombang bunyi dapat merambat melalui zat padat. Contoh medium rambat zat padat yaitu alumunium, baja, kaca, dan lain-lain. Rumus menghitung cepat rambat bunyi yang merambat melalui  zat padat adalah sebagai berikut:

Modulus young (E) merupakan ukuran kekakuan suatu bahan zat padat. Nilai modulus young zat padat berbeda-beda.

Melalui Zat Cair

Gelombang bunyi juga dapat merambat melalui zat cair. Medium zat cair dapat berupa air, raksa, helium cair, dan lainnya. Rumus untuk menghitung cepat rambat bunyi dalam zat cair adalah sebagai berikut:

Modulus Bulk (B) merupakan kecenderungan suatu benda untuk berubah bentuk ke segala arah ketika diberi suatu tegangan ke segala arah.

Melalui Udara atau Gas

Gelombang bunyi juga dapat merambat melalui medium udara atau gas. Rumus untuk menghitung cepat rambat bunyi dalam gas adalah sebagai berikut:

Konstanta laplace adalah perbandingan antara kapasitas kalor gas pada tekanan tetap dengan kapasitas kalor pada volume tetap. Konstanta laplace dapat dipakai untuk gas monoatomik atau diatomik. Konstanta laplace untuk gas monoatomik adalah:

Gelombang ultrasonik dipancarkan oleh transmitter (pemancar) yang diarahkan ke sasaran, kemudian akan dipantulkan kembali dan ditangkap oleh pesawat penerima (receiver). Dengan mengukur waktu yang diperlukan dari gelombang dipancarkan sampai gelombang diterima kembali, maka dapat ditentukan nilai jarak atau kedalaman laut.

Ultrasonografi

Ultrasonografi adalah teknologi yang digunakan untuk mencitrakan bagian dalam tubuh manusia. USG digunakan untuk melihat perkembangan janin dalam kandungan. USG memiliki 3 bagian utama yaitu Transducer, Monitor, dan Mesin USG. Prinsip kerja dari Ultrasonografi menggunakan konsep pemantulan bunyi, yaitu transducer ditempelkan pada organ yang ingin dilihat citra bagian dalamnya.

Di dalam transducer terdapat kristal yang dapat digunakan untuk menangkap gelombang yang disalurkan. Gelombang yang diterima ini masih dalam bentuk gelombang pantulan. Setelah diubah ke dalam bentuk gelombang elektronik dan kemudian masuk ke mesin USG, data elektronik tersebut diubah menjadi data gambar yang ingin ditampilkan ke Monitor.

Nah bagaimana, Sobat? Gelombang bunyi tidak terlalu sulit, bukan?

Kalian bisa simak pembahasan banyak soal dalam fitur APLive ya. Pastinya bisa download dulu apikasi Aku Pintar, gratis kok!

Writer: Fifa
Editor: Deni Purbowati, Qorin R