Bunyi merupakan gelombang mekanik yang dalam perambatannya arahnya sejajar dengan arah getarnya (gelombang longitudinal).

1. Ada sumber bunyi2. Ada medium 3. Ada pendengar

1.Bunyi dihasilkan dari suatu sumber yang bergetar 2.Energi dipindahkan dalam bentuk gelombang longitudinal 3.Dapat dideteksi oleh telinga atau suatu instrumen

1. Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz. Makhluk yang bisa mendengan bunyii infrasonik adalah jangkrik.

2. Audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya antara 20 Hz sampai dengan 20 kHz. atau bunyi yang dapat didengar manusia.

3. Ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya lebihdari 20 kHz. makhluk yang dapat mendengar ultrasonik adalah lumba-lumba.

PERSAMAAN YANG DIGUNAKAN DALAM BAB BUNYI SAMA DENGAN PADA BAB GELOMBANG YAITU v = s/t

BUNYI PANTUL DIBEDAKAN MENJADI 3 MACAM YAITU :

2. Bunyi pantul memperkuat bunyi asli yaitu bunyi pantul yang dapat memperkuat bunyi asli. Biasanya terjadi pada keadaan antara sumber bunyi dan dinding pantul jaraknya tidak begitu jauh (kurang dari 10 meter)

3. Gaung adalah bunyi pantul yang terdengar hampir bersamaan dengan bunyi asli. Biasanya terjadi pada jarak antara 10 sampai 20 meter.

4. Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli. Biasanya terjadi pada jarak lebih dari 20 meter

Perbedaan antara Nada dengan Desah, Nada adalah bunyi yang mempunyai frekuensi teratur sedangkan Desah adalah bunyi yang mempunyai frekuensi tidak teratur.

1. dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut disini yang digunakan adalah bunyi ultrasonik

2. mendeteksi janin dalam rahim, biasanya menggunakan bunyi ultrasonik

3. mendeteksi keretakan suatu logam dan lain-lain.

4. diciptakannya speaker termasuk manfaat dari bunyi audiosonik.

Gelombang didefinisikan sebagai energi getaran yang merambat. Dalam kehidupan sehari-hari banyak orang berfikir bahwa yang merambat dalam gelombang adalah getarannya atau partikelnya, hal ini tidak benar karena yang merambat dalam gelombang adalah energi yang dipunyai getaran tersebut.

1. Gelombang mekanik yaitu gelombang yang dalam perambatannya membutuhkan medium. Contoh gelombang mekanik adalah gelombang bunyi.

2. Gelombang elektromagnetik yaitu gelombang yang dalam perambatannya tidak membutuhkan medium. Contoh gelombang elekromagnetik adalah gelombang cahaya.

1. Gelombang Longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarnya. Contohnya adalah gelombang bunyi.

2. Gelombang Transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya. Contohnya gelombang cahaya.

1. Periode (T) adalah banyaknya waktu yang diperlukan untuk satu gelombang.

2. Frekuensi (f) adalah banyaknya gelombang yang terjadi dalam waktu 1 sekon.

3. Amplitudo (A) adalah simpangan maksimum suatu gelombang.

4. Cepat rambat (v) adalah besarnya jarak yang ditempuh gelombang tiap satuan waktu.

5. Panjang gelombang (λ) adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam 1 periode. Atau besarnya jarak satu bukit satu lembah.

T = t/n f = n/t dan T = 1/f f = 1/T dimana : T adalah periode (s) t adalah waktu (s) n adalah banyaknya gelombang (kali) f adalah frekuensi (Hz)

Untuk menentukan cepat rambat gelombang digunakan persamaan

v = λ.f atau v = λ/T Dimana λ adalah panjang gelombang (m) v  adalah cepat rambat gelombang (m/s)

Getaran didefinisikan sebagai gerak bolak-balik melalui titik kesetimbangan. Titik kesetimbangan adalah titik dimana saat benda diam. Contoh getaran adalah gerak bandul atau ayunan, gendang yang dipukul, dan lain-lain.

GETARAN : Merupakan gerak bolak-balik yang berlangsung secara periodik melalui titik kesetimbangan (Q)Contoh : getaran beban pada ayunan, getaran beban pada pegas.

Q

c

l b

a

A

Periode getaran (T) adalah selang waktu yang diperlukan untuk melakukan1 getaran lengkap atau waktu dari a-b-a-c-a

Panjang gelombang (λ=lambda) adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam waktu 1 periode (T)

misal : cepat rambat = v rumus jarak = s = v t λ = v t v = (λ/T) = λ. fv = Cepat rambat gelombang (m/s)λ = Panjang gelombang (m)T = Periode (s)f = Frekwensi (Hz)

Yang sering membuat kita bingung adalah apakah gerak jarum jam dan gerak kipas angin termasuk getaran? Jawabnya tidak karena gerak jarum jam dan gerak kipas angin tidak mempunyai titik kesetimbangan atau dalam arti titik kesetimbangannya dapat diletakkan dimana saja. Gerak jarum jam dan gerak kipas angin termasuk gerak melingkar.

1. Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi tiap satuan waktu, atau didefinisikan sebagai banyaknya getaran yang terjadi setiap satu sekon. Frekuensi dilambangkan dengan f dan bersatuan Hz (dibaca Hertz)

2. Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu kali getaran. Periode dilambangkan dengan T dan bersatuan sekon.

3. Simpangan adalah jarak yang ditempuh benda bergetar dan dihitung dari titik kesetimbangan. Simpangan dilambangkan dengan y dan bersatuan meter.

4. Amplitudo adalah simpangan maksimum yang ditempuh benda bergetar. Amplitudo dilambangkan dengan A dan bersatuan meter.

Untuk getaran pada bandul massa bandul dan amplitudo tidak mempengaruhi besarnya frekuensi dan periode. Tetapi massa mempengaruhi besarnya frekuensi dan periode pada getaran pegas (getaran selaras).

f = n/t sedangkan T = t/n. Bila kedua persamaan ini digabungkan maka akan diperoleh persamaan baru yaitu f = 1/T atau T = 1/f.

Hubungan diatas mempunyai arti bahwa antara frekuensi dan periode hubungannya berbanding terbalik yaitu bila frekuensi besar maka periodenya akan kecil, begitu juga sebaliknya bila periodenya besar maka frekuensinya akan kecil.

Telinga manusia memiliki keterbatasan kemampuan pendengaran berdasarkan besar kecil frekuensi bunyi yang didengar. Frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh manusia normal disebut dengan frekuensi audio.

A. Batas terkecil : Frekuensi Infrasonic / Infrasonik = di bawah 20 hzContoh makhluk hidup yang mampu mendengar frekuensi infrasonik adalah jangkrik, ikan lumba-lumba dan kelelawar/codot, gajah, burung merpati, dll.

B. Batas terbesar : Frekuensi Ultrasonic / Ultrasonik = di atas 20.000 hzContoh makhluk hidup yang mampu mendengar frekuensi ultrasonik adalah kelelawar/kalong, kucing, anjing, tikus, belalang, dsb.

C. Beberapa kemampuan hewan dalam menangkap gelombang frekuensi bunyi :- Kelelawar menggunakan frekuensi 100.000 hz untuk navigasi gerakan terbang.- Anjing dapat mendengar hingga 40.000 hz- Kucing memeiliki kepekaan pendengaran dari 100 sampai 60.000 hz.- Kudanil menggunakan frekuensi infrasonic 5hz untuk berkomunikasi antar sesama kuda nil.- Gajah mampu menangkap frekuensi bunyi dari 1 s/d 20.000 hz.

Peristiwa perambatan getaran dari suatu tempat ke tempat lain melalui suatu medium tertentu disebut gelombang

Dengan kata lain, gelombang merupakan getaran yang merambat dan getaran sendiri merupakan sumber gelombang

Umum hanya terdapat dua jenis gelombang saja, yakni gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.

Pembagian jenis gelombang ini didasarkan pada medium perambatan gelombang.

Gelombang mekanik merupakan gelombang yang membutuhkan medium untuk berpindah tempat. Gelombang laut, gelombang tali atau gelombang bunyi termasuk dalam gelombang mekanik. Kita dapat menyaksikan gulungan gelombang laut karena gelombang menggunakan laut sebagai perantara. Kita bisa mendengarkan musik karena gelombang bunyi merambat melalui udara hingga sampai ke telinga kita. Tanpa udara kita tidak akan mendengarkan bunyi. Dalam hal ini udara berperan sebagai medium perambatan bagi gelombang bunyi.

Gelombang mekanik terdiri dari dua jenis, yakni gelombang transversal dan gelombang longitudinal.

Suatu gelombang dapat dikelompokkan menjadi gelombang transversal jika partikel-partikel mediumnya bergetar ke atas dan ke bawah dalam arah tegak lurus terhadap gerak gelombang. Contoh gelombang transversal adalah gelombang tali. Ketika kita menggerakan tali naik turun, tampak bahwa tali bergerak naik turun dalam arah tegak lurus dengan arah gerak gelombang. Bentuk gelombang transversal tampak seperti gambar di atas

Berdasarkan gambar di atas, tampak bahwa gelombang merambat ke kanan pada bidang horisontal, sedangkan arah getaran naik-turun pada bidang vertikal. Garis putus-putus yang digambarkan di tengah sepanjang arah rambat gelombang menyatakan posisi setimbang medium (misalnya tali atau air). Titik tertinggi gelombang disebut puncak sedangkan titik terendah disebut lembah. Amplitudo adalah ketinggian maksimum puncak atau kedalaman maksimum lembah, diukur dari posisi setimbang. Jarak dari dua titik yang sama dan berurutan pada gelombang disebut panjang gelombang (disebut lambda - huruf yunani). Panjang gelombang juga bisa juga dianggap sebagai jarak dari puncak ke puncak atau jarak dari lembah ke lembah.

Jika pada gelombang transversal arah getaran medium tegak lurus arah rambatan, maka pada gelombang longitudinal, arah getaran medium sejajar dengan arah rambat gelombang. Jika dirimu bingung dengan penjelasan ini, bayangkanlah getaran sebuah pegas.

Tampak bahwa arah getaran sejajar dengan arah rambatan gelombang. Serangkaian rapatan dan regangan merambat sepanjang pegas. Rapatan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling mendekat, sedangkan regangan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling menjauhi. Jika gelombang tranversal memiliki pola berupa puncak dan lembah, maka gelombang longitudinal terdiri dari pola rapatan dan regangan. Panjang gelombang adalah jarak antara rapatan yang berurutan atau regangan yang berurutan. Yang dimaksudkan di sini adalah jarak dari dua titik yang sama dan berurutan pada rapatan atau regangan (lihat contoh pada gambar di atas).

Salah satu contoh gelombang logitudinal adalah gelombang suara di udara. Udara sebagai medium perambatan gelombang suara, merapat dan meregang sepanjang arah rambat gelombang udara. Berbeda dengan gelombang air atau gelombang tali, gelombang bunyi tidak bisa kita lihat menggunakan mata. Dirimu suka denger musik khan ? nah, coba sentuh loudspeaker ketika dirimu sedang memutar lagu. Semakin besar volume lagu yang diputar, semakin keras loudspeaker bergetar. Kalau diperhatikan secara seksama, loudspeaker tersebut bergetar maju mundur. Dalam hal ini loudspeaker berfungsi sebagai sumber gelombang bunyi dan memancarkan gelombang bunyi (gelombang longitudinal) melalui medium udara.

Dari sumber bunyi dapat sampai ke telinga kita karena bunyi merambat sebagai gelombang longitudinal yaitu berupa rapatan dan renggangan dari molekul-molekul medium yang dilaluinya.Karena bunyi merupakan gelombang maka dapat menunjukkan sifat-sifat umum gelombang seperti interferensi, pemantulan, pembiasan dll.

Interferensi GelombangPeristiwa interferensi gelombang bunyi dapat diamati dengan percobaan sebagai berikut:Dua buah pengeras suara berdekatan dihubungkan dengan pembangkit frekuensi audioJika kita melintas di depan kedua pengeras suara itu pada kedudukan-kedudukan tertentu dapat didengar bunyi yang paling kuat dan bunyi yang paling lemah.Kuat lemahnya bunyi ini dihasilkan oleh interferensi dua gelombang. Interferensi konstruktif (saling menguatkan) menghasilkan bunyi keras dan interferensi destruktif (saling melemahkan) menghasilkan bunyi lemah. Gelombang-gelombang bunyi yang dihasilkan oleh kedua pengeras suara dari sebuah audio generator adalah gelombang-gelombang bunyi yang koheren yaitu dua gelombang yang mempunyai frekuensi sama, amplitudo sama dan beda fase yang tetap.

Pemantulan BunyiGelombang bunyi jika mengenai suatu penghalang/rintangan makaada sebagian yang diserap oleh penghalang dan sebagian lagi dipantulkan bergantung keras atau lunaknya penghalang. Dalam hal tertentu pemantulan bunyi dapat menimbulkan masalah, contoh munculnya gaung dalam ruang tertutup, maka diperlukan zat kedap suara (kain wool, kapas, karton, karet, dll). Namun pemantulan bunyi dapat dimanfaatkan untuk mengukur jarak antara dua tempat.

Pembiasan Gelombang BunyiPada siang hari gelombang bunyi dari sumber bunyi yang relatif jauh agak sukar ditangkap hal ini berbeda dengan pada waktu malam hari. Makin besar kerapatan medium (udara) makin mudah dilalui gelombang bunyi begitu sebaliknya makin kecil kerapatan medium makin sukar dilalui gelombang bunyi.

Cepat Rambat BunyiBunyi dari satu tempat ke tempat lain diperlukan waktu rambat tertentu, hasil bagi jarak yang ditempuh dengan waktu tempuh disebut cepat rambat bunyi (v).Secara matematis dapat ditulis : v = S/tketerangan:v = cepat rambat bunyi (ms-1)S = jarak yang ditempuh (m)t = waktu tempuh (sekon)

Tinggi NadaTinggi rendahnya nada sangat berhubungan dengan frekuensi. Nada tinggi memiliki frekuensi tinggi, nada rendah memiliki frekuensi rendah. Pada umumnya suara wanita mempunyai nada yang lebih tinggi dari pada suara pria.

Kuat BunyiKuat lemahnya bunyi ditentukan oleh besar kecilnya amplutido. Bunyi yang kuat (nyaring) memiliki amplitudo besar sebaliknya untuk bunyi yang lemah memiliki amplitudo kecil.

Asas DopplerBila jarak antara sumber bunyi dan pengamat berubah, maka pengamat menerima bunyi dengan frekuensi yang berbeda dengan frekuensi sumbernya.

Pada tahun 1800 ahli fisika telah membuktikan bahwa sumber bunyi berfrekwensi (fo) mempunyai derajat tinggi apabila sumber bunyi bergerak mendekati pendengar dan sebaliknya akan berfrekwensi rendah bila menjauhi pendengarnya.

Demikian pula apabila pendengar mendekat/menjauh.

Percobaan ini disebut Doppler shift dan efeknya disebut dengan efek Doppler

.fp = frekwensi gelombang bunyi yang didengar pengamat

.fs = frekwensi gelombang bunyi yang dikeluarkan sumber

.v = cepat rambat gelombang bunyi selalu bernilai positip

.vp= kecepatan pengamat; bernilai positip jika mendekati sumber bunyi dan bernilai

negatif bila menjauhi sumber bunyi.vs = kecepatan sumber bunyi ; bernilai positip jika menjauhi pengamat dan

bernilai negatif bila mendekati pengamat

fsvsv

vpvfp

±±=

Rumusan “Doppler Shift”

Sumber Pengamat

Vs (-)Vs (+)

Vp (+)

Vp (-)

Jika suatu ambulan yang membawa pasien ke rumah sakit berkecepatan 80 km/jam, menyalakan sirene dengan frekwensi 750 Hz, dan kecepatan bunyi di udara adalah 340 m/s. Berapa frekwensi bunyi yang dapat didengar oleh perawat yang ada di Rumah sakit tersebut.

fsvsv

vpvfp

±±=

Resonansi bunyi adalah ikut bergetarnya udara dalam ruangan sehingga memperkuat bunyi

Efek doppler salahsatunya dipergunakan dalam mengukur bergeraknya zat cair dalam tubuh misalnya darah, dimana berkas ultrasonik yang mengenai darah (darah bergerak menjauhi bunyi) darah akan memantulkan bunyi “ekho” dan dterima oleh detektor

Apabila diketahui fo = frekwensi mula-mula , cos θ adalah sudut dari arah sumber bunyi dan perubahan frekwensi (fd), vd = kecepatan darah, Vs= kecepatan suara, maka

θcos

2

Vs

foVdfd =

~

aliran

fo + fd

fo

detektor

fd alat pengukur frekwensi

output

Secara anatomi terbagi 3: 2. Luar : daun telinga dan kanal telinga,

batangnya terdiri dari daun telinga sampai membran “tympani”

3. Tengah : dari membran tympani sampai tuba eustachii. Terdiri dari 3 tulang kecil yaitu os malleulus os incus dan os stapes

4. Dalam : berada dibelakang tulang tengkorak kepala terdiri dari cochlea dan oval window

Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik longitudinal dengan frekuensi di atas 20 kHz.

Gelombang ini dapat merambat dalam medium padat, cair dan gas, hal disebabkan karena gelombang ultrasonik merupakan rambatan energi dan momentum mekanik sehingga merambat sebagai interaksi dengan molekul dan sifat enersia medium yang dilaluinya

Karakteristik gelombang ultrasonik yang melalui medium mengakibatkan getaran partikel dengan medium amplitudo sejajar dengan arah rambat secara longitudinal sehingga menyebabkan partikel medium membentuk rapatan (Strain) dan tegangan (Stress).

Proses kontinu yang menyebabkan terjadinya rapatan dan regangan di dalam medium disebabkan oleh getaran partikel secara periodik selama gelombang ultrasonik melaluinya

Gelombang ultrasonik ini sering dipergunakan untuk pemeriksaan kualitas produksi di dalam industri.

Di bidang kedokteran, frekuensi yang tinggi dari gelombang ultrasonik ini mempunyai daya tembus jaringanyang sangat kuat, sehingga sering digunakan untuk diagnosis,penghancuran/destruktif, dan pengobatan

Jika gelombang ultrasonik merambat dalam suatu medium, maka partikel medium mengalami perpindahan energi

Ultrasonik atau bunyi ultra dihasilkan oleh magnet listrik dan “kristal piezo electric” dengan frekwensi > 20.000 Hz

2. Magnet Listrik Fe2O3

2. Piezo Electric

Kristal Quartz

W

Plat logam

~

VAC

Gelombang suara berfrekwensi tinggi > 20 kHz

Merupakan gelombang mekanik ,dihasilkan oleh magnet listrik dan atau kristal “piezo electric”

Sifat suara ultra :d. Arahnya dapat diature. Arahnya dapat difokuskan f. Mempunyai sifat pemantulan serta

pembiasan mirif sifat sinar

Interaksi suara ultra dalam suatu media:b. Gema atau ekcho baru terjadi bila suara

ultra melewati suatu batas (interface) antara 2 media yang mempunyai nilai impedansi yang berbeda

c. Gema atau ekcho melalui interfase tergantung pada :

Sudut suara ultra datang Pantulan refleksi Tranmisi ke media berikutnya (rarefraksi)

Prinsip penggunaan USG : Berdasar kepada efek doppler, dimana

terjadi perubahan frekwensi, perbedaan suara frekwensi ultra yang dipancarkan dan yang diterima oleh tranducer bila suara ultra yang dipancarkan tersebut mengenai suatu target atau reflektor yang bergerak

Doppler shift positip : Frekwensi suara ultra yang dipantulkan

menjadi > tinggi dibanding frekwensi asal

Doppler shift negatif : Frekwensi suara ultra yang dipantulkan

menjadi < rendah dibanding frekwensi asal

Kombinasi pulsa ultrasonik dan efek doppler

Berkas ultra diarahkan langsung ke jantung fetus, kemudian direflesikan dengan frekwensi yang berbeda tergantung dari pergerakan jantung, suara akan meningkat bila mendekat dan melemah bila menjauh tranduser

Metode ini kurang efektif sebelum umur kehamilan 14 minggu ,tapi sudah dapat didengar pada kehamilan 8 minggu