Karakteristik Gelombang Bunyi (Desah & Nada, Kekuatan Bunyi, Timbre, dan Hukum Marsenne)

Karakteristik Gelombang Bunyi - Kita dapat mendengar bunyi karena bunyi merambat melalui medium. Setiap benda mempunyai ciri-ciri tersendiri. Tentunya, kamu dapat membedakan suara yang kamu dengar. Sebagai contoh, kamu dapat membedakan suara orang dewasa dan suara anak-anak. Ternyata, setiap bunyi yang kita dengar mempunyai frekuensi dan amplitudo yang berbeda, meskipun merambat pada medium yang sama.

a. Desah dan Nada

Desah adalah bunyi yang frekuensi dan periodenya tidak beraturan. Contohnya bunyi yang dihasilkan air terjun, angin, ledakan petasan, bom dan lain-lain. Alat musik seperti gitar, biola, piano dan lain-lain menghasilkan bunyi yang frekuensi dan periodenya teratur. Bunyi demikian disebut nada. Jadi nada adalah bunyi yang frekuensi dan periodenya teratur. Garputala yang digetarkan menghasilkan frekuensi tetap, keras atau lemahnya bunyi tergantung bagaimana cara dan kekuatan memukulnya/menggetarkannya. Jadi garputala memiliki nada tertentu.

Jika kamu berada di pasar atau di tempat-tempat keramaian lainnya, kamu dapat mendengar suara-suara orang yang sedang berbicara. Tidak semua suara orang berbicara dapat kamu dengar, ada yang jelas dan ada yang tidak. Suara orang bicara yang dekat dengan kamu mungkin dapat kamu dengar dengan jelas tetapi tidak yang letaknya jauh darimu. Semua suara di keramaian bersatu menjadi suara gemuruh, meskipun kamu berkonsentrasi berusaha mendengar suarasuara itu, kamu tetap tidak dapat melakukannya.

Cobalah lakukan kegiatan kecil berikut! Di salah satu tempat (pasar atau terminal), cobalah kamu memejamkan mata sekitar 30 detik, kemudian kamu dengarkan suara apa saja yang kamu dengar! Dapatkah kamu mengidentifikasi setiap suara yang kamu dengar? Di keramaian, setiap bunyi yang mempunyai frekuensi berbeda berkumpul sehingga menimbulkan bunyi yang tak teratur sehingga kamu akan sulit mengidentifikasi suara di keramaian tersebut. Bunyi yang berasal dari keramaian adalah bunyi yang mempunyai frekuensi tak beraturan. Bunyi yang mempunyai frekuensi tak teratur disebut sebagai desah.

Pernahkah kamu memainkan gitar? Gitar merupakan salah satu sumber bunyi. Setiap senar pada gitar mempunyai ukuran yang berbeda. Hal ini dimaksudkan untuk menghasilkan sebuah bunyi yang teratur. Bunyi yang mempunyai frekuensi tertentu disebut nada. Jika dua buah garputala yang berbeda frekuensinya digetarkan, ternyata garputala yang mempunyai frekuensi lebih besar akan menghasilkan nada yang lebih tinggi. Sebaliknya, garputala yang frekuensinya lebih rendah akan menghasilkan bunyi rendah. Frekuensi sebuah sumber bunyi berpengaruh terhadap tinggi rendahnya bunyi.

b. Kekuatan Bunyi

Apakah kekuatan bunyi itu? Bunyi ada yang kuat dan ada yang lemah. Jika bunyi yang kamu dengar sangat keras dan melebihi ambang bunyi yang dapat diterima manusia, bunyi ini dapat merusak telingamu.

Untuk mengetahui kekuatan bunyi, lakukan kegiatan kecil berikut. Petiklah senar gitar sehingga keluar bunyi. Kemudian, pada senar yang sama, petik kembali senar tersebut dengan simpangan yang agak besar. Apa yang terjadi? Senar yang dipetik dengan simpangan besar akan berbunyi lebih kuat daripada dipetik dengan simpangan kecil. Dalam hal ini, simpangan yang kamu berikan pada senar merupakan amplitudo. Semakin besar amplitudo, semakin kuat bunyi dan sebaliknya. Jadi kekuatan bunyi ditentukan oleh besarnya amplitudo bunyi tersebut.

Bila dua sumber bunyi yang kerasnya sama, tetapi jarak antara sumber bunyi dengan pendengar berbeda maka sumber bunyi yang lebih dekat dengan pendengar akan terdengar lebih kuat.
Faktor-faktor yang memengaruhi kuat bunyi adalah:

1. amplitudo,
2. jarak sumber bunyi dari pendengar,
3. jenis medium.

c. Timbre (Warna Bunyi)

Di dalam suatu keramaian, kamu pasti mendengar berbagai macam bunyi. Ada suara laki-laki, perempuan, anak-anak, dan sebagainya. Telingamu mampu membedakan bunyibunyi tersebut. Ketika sebuah gitar dan organ memainkan lagu yang sama, kamu masih dapat membedakan suara kedua alat musik tersebut. Meskipun kedua alat musik tersebut mempunyai frekuensi yang sama, tetapi bunyi yang dihasilkan oleh kedua sumber bunyi tersebut bersifat unik.

Keunikan setiap bunyi dengan bunyi lainnya meskipun mempunyai frekuensi yang sama disebut sebagai warna bunyi. Dapatkah kamu menyebutkan contoh lain yang menunjukkan bahwa bunyi memiliki warna yang berbeda meskipun frekuensinya sama.

d. Hukum Marsenne

Marsenne menyelidiki hubungan frekuensi yang dihasilkan oleh senar yang bergetar dengan panjang senar, penampang senar, tegangan, dan jenis senar. Faktor-faktor yang memengaruhi frekuensi nada alamiah sebuah senar atau dawai menurut Marsenne adalah sebagai berikut.

1. Panjang senar, semakin panjang senar semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.
2. Luas penampang, semakin besar luas penampang senar, semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.
3. Tegangan senar, semakin besar tegangan senar semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.
4. Massa jenis senar, semakin kecil massa jenis senar semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.

Mersenne, seorang fisikawan berkebangsaan Perancis, membuat alat untuk menyelidiki hubungan antara frekuensi dengan tinggi nada. Alat percobaannya dinamakan sonometer. Mersenne mencoba sonometer dengan penampang kawat yang berbeda-beda dan panjang tumpuan kawat yang bermacam-macam.