Karakteristik Bunyi

Konon katanya jika akan ada gunung yang meletus maka hewan liar yang tinggal di sekitar gunung tersebut biasanya melakukan pengungsian masal… hewan liar tersebut mempunyai “detektor canggih” yang membantu mereka menyelamatkan diri dari amukan gunung berapi. Wah, lebih canggih dari seismograf buatan manusia ya… he2… mungkin dirimu menduga hewan liar tersebut mengungsi karena suhu daerah di sekitar gunung berapi cukup tinggi. Kenyataannya faktor suhu tidak berpengaruh… kemarin ketika gunung merapi batuk-batuk ;) , banyak hewan seperti harimau, kijang, celeng (bukan celengan tapi babi hutan) dkk tidak melakukan pengungsian masal… bagaimana menjelaskan hal ini ? mengapa hewan-hewan bisa kabur sebelum gunung berapi akan meletus dasyat ?

Jawaban pertanyaan di atas berkaitan dengan gelombang bunyi… gelombang bunyi ? apa hubungannya ? mengenai hal ini akan gurumuda kupas tuntas pada akhir tulisan ini. Sebelum mengulas keanehan hewan, terlebih dahulu kita bahas karakteristik alias ciri khas bunyi… karakteristik bunyi berkaitan dengan sensasi yang dirasakan oleh setiap pendengar…

Kenyaringan

Kenyaringan menyatakan keras atau lembutnya bunyi… bunyi yang dihasilkan truk lebih keras dibandingkan dengan bunyi yang dihasilkan oleh sepeda motor. Dalam hal ini bunyi yang dihasilkan oleh truk lebih nyaring dibandingkan bunyi yang dihasilkan oleh sepeda motor. Bunyi yang dihasilkan pesawat lebih nyaring dibandingkan dengan bunyi yang dihasilkan oleh mobil… masih banyak contoh lain…

Dalam fisika, kenyaringan sebenarnya berkaitan dengan energi atau intensitas gelombang. Jika kita berbicara mengenai gelombang satu dimensi (contoh gelombang satu dimensi = gelombang pada tali) maka lebih penting jika kita membahas energi. Sebaliknya jika kita berbicara mengenai gelombang tiga dimensi (contoh gelombang tiga dimensi = gelombang bunyi atau gelombang gempa) maka lebih penting jika kita membahas Intensitas (I) gelombang. Dalam pokok bahasan energi, daya dan intensitas gelombang mekanik, sudah dijelaskan secara panjang pendek mengenai intensitas. Intensitas (I) gelombang merupakan energi yang dibawa oleh gelombang per satuan waktu melalui satu satuan luas yang tegak lurus dengan arah perambatan gelombang. Karena energi per satuan waktu adalah daya maka bisa dikatakan bahwa intensitas merupakan daya yang dibawa oleh gelombang melalui satu satuan luas yang tegak lurus dengan arah perambatan gelombang. Intensitas bergantung pada amplitudo, frekuensi, laju gelombang dan massa jenis medium.

Hubungan antara kenyaringan dan intensitas gelombang bunyi akan dibahas lebih lengkap pada episode berikutnya…

Titi nada (pitch)

Jika dirimu bergelut dengan dunia musik pasti tidak asing lagi dengan istilah aneh ini. Titi nada atau pitch merupakan istilah yang digunakan untuk menjelaskan ketinggian suatu bunyi. Bunyi suling lebih “tinggi” sedangkan bunyi drum lebih “rendah”. Dalam hal ini, titi nada bunyi suling lebih tinggi dibandingkan dengan titi nada bunyi drum. Bunyi senar melodi lebih “tinggi” sedangkan bunyi senar bass lebih “rendah”. Dalam hal ini titi nada bunyi senar melodi lebih tinggi daripada titi nada bunyi senar bass.

Besaran fisika yang menentukan titi nada adalah frekuensi. Semakin tinggi frekuensi bunyi maka semakin tinggi titi nada. Sebaliknya semakin rendah frekuensi bunyi maka semakin rendah titi nada. Btw, titi nada juga dipengaruhi oleh amplitudo. Jika kita mendengar bunyi yang memiliki frekuensi yang sama tetapi amplitudonya berbeda maka bunyi yang memiliki amplitudo lebih besar walaupun kedengaran lebih nyaring tetapi titi nadanya lebih rendah.

Kualitas bunyi alias warna nada (timbre)

Misalnya jika kita memainkan gitar dan piano dengan kenyaringan dan titi nada yang sama, kita masih bisa membedakan bunyi yang dihasilkan oleh kedua alat musik tersebut. Dalam hal ini, walaupun kenyaringan dan titi nadanya sama tapi kita masih bisa membedakan bunyi gitar dan bunyi piano. Perbedaan ini dikenal dengan julukan kualitas bunyi. Dalam dunia permusikan ;) , biasanya digunakan istilah warna nada atau timbre.

Jangkauan pendengaran manusia

Sebelumnya sudah dijelaskan salah satu kharakteristik bunyi, yakni ketinggian. Besaran fisika yang menentukan ketinggian adalah frekuensi. Dirimu mungkin pernah mendengar bunyi gitar melodi dan bunyi gitar bas. Bunyi gitar melodi lebih “tinggi” karena frekuensi yang dihasilkan senar gitar melodi lebih tinggi, sebaliknya bunyi gitar bas lebih “rendah” karena frekuensi yang dihasilkan juga lebih rendah. Semakin tinggi frekuensi, semakin tinggi suatu bunyi, sebaliknya semakin rendah frekuensi, semakin rendah suatu bunyi. Btw, jika frekuensi terlalu rendah maka telinga kita sudah tidak bisa mendengar bunyi. Demikian juga jika frekuensi terlalu tinggi maka telinga kita juga tidak bisa mendengar bunyi.

Secara rata-rata, manusia bisa mendengar bunyi yang frekuensinya berkisar antara 20 Hz sampai 20.000 Hz. Gelombang bunyi yang frekuensinya lebih rendah dari 20 Hz atau lebih tinggi dari 20.000 Hz tidak bisa didengar oleh telinga manusia. Frekuensi di bawah 20 Hz dikenal dengan julukan infrasonik, sedangkan frekuensi di atas 20.000 Hz dikenal dengan julukan ultrasonik. Biasanya jika seseorang semakin tua maka ia juga tidak bisa lagi mendengar bunyi yang frekuensinya tinggi. Jangkauan pendengaran orang tua ;) berkisar antara 20 hz sampai 10.000 Hz. Kaecian deh ;) Ada cerita yang tidak menarik berkaitan dengan hal ini. Konon katanya anak sekolah di london saling sms-an ketika gurunya sedang memberikan pelajaran. Karena nada sms bisa didengar oleh guru maka guru tersebut melarang mereka untuk tidak saling sms-an. Murid yang nakal2 tersebut kemudian menggantikan nada sms berfrekuensi tinggi sehingga gurunya tidak bisa mendengar. Akhirnya para murid yang nakal2 tapi pintar tersebut bisa bersms ria ;) kalau di indonesia ya hpnya disilent saja, gitu saja kok repot :)

Walaupun manusia tidak bisa mendengar bunyi yang memiliki frekuensi di atas 20.000 Hz (frekuensi ultrasonik), beberapa hewan bisa mendengar bunyi berfrekuensi ultrasonik. Misalnya kelelawar bisa mendengar bunyi yang frekuensinya mencapai 100.000 Hz. Atau anjing bisa mendengar bunyi yang frekuensinya mencapai 50.000 Hz. Contoh hewan yang bisa mendengar gelombang bunyi berfrekuensi ultrasonik adalah kucing, tikus, belalang. Contoh lain bisa anda tambahkan melalui kolom komentar…

Sebaliknya hewan-hewan yang bisa mendengar gelombang bunyi berfrekuensi infrasonik (< 20 Hz) adalah jangkrik, kuda nil, ikan lumba-lumba, gajah, burung merpati… Biasanya jika kita mendekati jangkrik yang sedang bernyanyi ;) , walaupun langkah kaki kita sangat pelan, jangkrik tersebut berhenti bernyanyi… hal ini disebabkan karena jangkrik bisa mendengar bunyi berfrekuensi rendah (langkah kaki kita menghasilkan getaran berfrekuensi rendah). Gelombang infrasonik biasanya ditimbulkan oleh gempa teknonik, gempa vulkanik (gunung meletus), guntur, getaran mesin-mesin berat… walaupun gelombang bunyi berfrekuensi infrasonik tidak bisa didengar oleh manusia atau hewan tertentu tapi bisa menimbukan kerusakan parah pada tubuh manusia atau hewan atau bisa menghancurkan bangunan. Gelombang infrasonik bisa menghancurkan bangunan atau menimbulkan kerusakan pada tubuh dengan cara resonansi.

Katanya kemarin tiga hari sebelum gempa di Sichuan, China, banyak sekali kodok yang berparade di jalan. Kodok-kodok tersebut berusaha menjahui kota yang menjadi pusat gempa. Banyak orang yang tidak mengetahui mengapa kodok-kodok tersebut berparade di jalan. Ternyata tiga hari kemudian gempa dasyat menguncang Sichuan, china. Dugaan saya hal itu ditimbulkan oleh efek resonansi dari getaran gempa tektonik. Sebelum gempa dasyat tersebut terjadi, pasti gempa berskala kecil sudah terjadi. Efek resonansi yang ditimbulkan oleh getaran gempa berskala kecil tersebut pasti dirasakan oleh kodok sehingga semuanya kabur dari tempat kediamannya masing-masing ;) Hal yang sama terjadi sebelum gunung berapi meletus dasyat. Biasanya hewan kabur dari kediamannya di sekitar gunung berapi, sebelum gunung berapi tersebut meletus dasyat. Resonansi dari getaran gempa vulkanik tersebut sangat mengganggu hewan sehingga hewan tersebut berusaha menyelamatkan diri. Btw, ini Cuma penalaran saya saja… saya belum punya referensi yang menjelaskan hal ini. Anda bisa mengemukakan pendapat anda melalui kolom komentar… jangan lupa jelaskan secara ilmiah dan masuk akal.

Referensi

Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga

Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga

Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga

Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga

.