sifat-sifat gelombang bunyi, Resonansi Bunyi, Pipa Organa

 Sifat-sifat Gelombang Bunyi

1. Pemantulan (Refleksi) 

Ketika suatu bunyi merambat melalui mediumnya, maka bunyi akan di pantulkan apabila mengenai permukaan medium yang keras. Pemantulan gelombang bunyi atau refleksi sering kita rasakan ketika adanya gaung dan gema. Gaung dan gema adalah pemantulan bunyi yang seolah-olah ada yang menirukan. Berikut ini perbedaan gema dan gaung.

Gema adalah jenis bunyi pantul yang akan terdengar setelah bunyi asli. biasanya gema akan terdengar jelas seperti bunyi aslinya. Jenis bunyi pantul yang satu ini terjadi apabila jarak antara sumber bunyi dan dinding pemantul bunyi cukup jauh. Umumnya gema terjadi pada jarak lebih dari 20 meter. Kita bisa mendengar gema ini jika kita berteriak di tengah stadion sepak bola ataupun di lereng bukit. Jenis bunyi pantul lainnya yaitu bunyi pantul yang dapat memperkuat bunyi aslinya. Adapun sifat dari bunyi pantul ini yaitu bisa memperkuat bunyi asli. Misalnya saja, suara kita saat bernyanyi di dalam kamar mandi.

Gaung adalah  jenis bunyi pantul yang terdengar kurang keras dan tidak sejelas bunyi aslinya. Jenis bunyi pantul yang satu ini terjadi karena bunyi pantul telah bercampur dengan bunyi asli. Hal ini mengakibatkan bunyi pantul ini bisa mengganggu pendengaran. Biasanya gaung terjadi pada jarak antara 10 hingga 20 meter. Gaung bisa terjadi di dalam gedung konser, gedung bioskop, ataupun gedung pertemuan. Oleh sebab itu, untuk menghilangkan gaung di dalam sebuah gedung, maka harus dipasangi bahan peredam bunyi di dinding-dinding gedung.

2. Pembiasan (Refraksi)

Salah satu sifat bunyi selanjutnya adalah bisa mengalami pembiasan atau refraksi. Refraksi bunyi adalah fenomena dimana gelombang bunyi mengalami pembelokan saat melewati batas antara dua media dengan kecepatan rambat bunyi yang berbeda. Misalnya saja fenomena petir yang akan terdengar lebih keras di malam hari daripada di siang hari. Hal ini terjadi karena suhu udara atas pada siang hari lebih dingin daripada suhu udara di bawah. Sedangkan pada malam hari justru sebaliknya.

3. Difraksi 

Difraksi atau pelenturan gelombang bunyi berlaku apabila gelombang melewati celah, celahnya seorde dengan panjang gelombangnya. Gelombang bunyi sangat mudah mengalami difraksi karena panjang gelombang bunyi di udara sekitar beberapa sentimeter hingga meter. Contohnya, kita mendengar suara sepeda motor ataupun mobil yang lewat di tikungan jalan. Walaupun kita belum melihat motor ataupun mobil tersebut, tapi bunyi yang dihasilkan dari mobil dan motor itu sudah bisa kita dengar terlebih dahulu.

4. Interferensi 

Interferensi atau perpaduan gelombang bunyi yang terjadi apabila terdapat dua bunyi yang saling padu. Interferensi bunyi terjadi jika ada dua sumber bunyi yang koheren sampai ke telinga kita. Kuat lemahnya bunyi dihasilkan oleh interferensi dua gelombang. Interferensi Konstruktif atau saling menguatkan yaitu akan menghasilkan bunyi yang keras dan interferensi destruktif atau saling melemahkan yaitu akan menghasilkan bunyi yang lemah. Contohnya saja saat kita sedang berada diantara dua loudspeaker dengan frekuensi dan juga amplitudo yang sama, maka kita akan mendengar bunyi yang keras dan juga lemah secara bergantian.

Resonansi Bunyi 

Resonansi bunyi merupakan peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat getaran yang dihasilkan oleh sumber bunyi. Resonansi bunyi hanya dapat terjadi jika suatu benda memiliki frekuensi alami yang sama dengan frekuensi alami sumber bunyi yang bergetar. Selain benda, udara atau gas di sekitar sumber bunyi juga dapat beresonansi, asalkan memiliki frekuensi alami yang sama dengan frekuensi alami sumber bunyi. Resonansi bunyi dapat memperkuat bunyi asli, sehingga bunyi yang dihasilkan dapat terdengar lebih keras dan nyaring. 

Misalnya, jika sebuah garpu tala dipukul, maka garpu tala itu akan bergetar. Frekuensi bunyi yang dihasilkan bergantung pada bentuk, besar dan bahan garpu tala tersebut. 

Garputala

Peristiwa resonansi terjadi sesuai dengan getaran udara pada pipa organa tertutup. Jadi, resonansi pertama akan terjadi jika panjang kolom udara di atas air 1/2, resonansi kedua 3/4, resonansi ketiga 5/4, dan seterusnya. 

Maka, hubungan panjang kolom udara saat terjadi resonansi ke-n dengan panjang gelombang, secara sistematis dituliskan:

Adapun sifat resonansi bunyi yaitu:

1. mampu menggetarkan benda-benda lain yang frekuensinya sama 

2. mampu mengamplikasi frekuensi bunyi sehingga terdengar lebih nyaring 

3. bisa merambat melalui zat padat maupun udara 

Adapun syarat terjadinya resonansi bunyi, yaitu:

1. harus ada sumber bunyi atau benda lain yang menghasilkan getaran 

2. ada medium perambatan gelombang bunyi, baik medium benda padat maupun udara

3. harus ada benda lain selain sumber bunyi atau sumber getaran 

4. frekuensi sumber bunyi atau sumber gataran harus sama dengan frekuensi alami benda selain sumber bunyi tersebut

Pipa Organa 

Pipa organa merupakan salah satu elemen penghasil suara berupa kolom udara yang bisa menghasilkan gelombang stasioner atau gelombang berdiri dan mampu mengeluarkan bunyi atau resonansi. Salah satu contoh pipa organa yaitu biola dan gitar menggunakan dawai sebagai alat getarnya untuk menghasilkan bunyi pada pipa organa menggunakan kolom udara yang bergetar untuk menghasilkan bunyi. Pipa organa dibagi menjadi dua jenis, yaitu pipa organa terbuka (kedua ujung terbuka) dan pipa organa tertutup (salah satu ujungnya terbuka). 

1. Pipa Organa Terbuka 

Pipa organa terbuka merupakan sebuah kolom udara atau tabung yang kedua ujung penampangnya terbuka. 

kedua ujungnya berfungsi sebagai perut gelombang karena bebas bergerak dan di tengahnya adalah simpul. Secara umum, bentuk persamaan frekuensi harmonik dan pipa organa terbentuk dapat di rumuskan menjadi:

Dengan nilai n = 0, 1, 2, 3,...(bilangan cacah)

2. Pipa Organa Tertutup 

Pipa organa tertutup adalah sebuah kolom udara atau tabung yang salah satu ujung penampangnya tertutup (menjadi simpul karena tidak bebas bergerak) dan ujung lainnya terbuka (menjadi perut).

Secara umum, bentuk persamaan frekuensi harmonik dari pipa organa tertutup dapat dirumuskan menjadi:

Dengan nilai n = 0, 1, 2, 3,...(bilangan cacah)