CAHAYA

CAHAYA

SIFAT-SIFAT CAHAYA
• Kita dapat melihat karena ada cahaya. Cahaya bukan suatu zat, tidak berwujud tetapi ada.
• Sama halnya dengan bunyi, cahaya dan bunyi bukan merupakan zat, tetapi ada di sekitar kita. Cahaya dan bunyi merupakan bentuk energi yang merambat dalam bentuk gelombang. Bunyi merambat melalui medium (gelombang mekanik) dan berupa gelombang longitudinal, sedangkan cahaya dapat merambat melalui medium atau tanpa medium (gelombang elektromagnetik) dan berupa gelombang transversal  yaitu arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya.

CAHAYA MERAMBAT LURUS
• Benda yang memancarkan cahaya disebut sumber cahaya. Sumber cahaya memancarkan cahaya ke segala arah. Contohnya  cahaya matahari, lampu, api dll.
• Cahaya merambat pada garis lurus, hal ini terbukti pada keberadaan bayang-bayang. Misalnya jika kita berada di bawah matahari pagi bayang-bayang tubuh kita berada di sebelah barat karena sumber cahaya di sebelah timur, tubuh kita menghalangi cahaya yang merambat lurus sehingga dihasilkan sebuah bayang-bayang.
• Bayang-bayang merupakan daerah gelap yang terbentuk pada saat perambatan gelombang cahaya mengenai permukaan sebuah benda.
• Bayang-bayang terdiri dari dua bagian :
1.Umbra : bagian pertama bayang-bayang yang sangat gelap. Cahaya terhalang seluruhnya karena benda tidak tembus cahaya.
2.Penumbra : bagian kedua bayang-bayang yang terletak diluar umbra dan tampak berwarna abu-abu kabur. Merupakan daerah diluar umbra yang masih dapat dilalui cahaya.

PEMANTULAN CAHAYA
• Pemantulan cahaya terjadi ketika cahaya mengenai suatu benda dan dipantulkan oleh benda itu.

Hukum Pemantulan
•Hukum pemantulan menyatakan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar

Beberapa pengertian :
-sinar datang adalah sinar yang datangnya lurus dan mengenai permukaan benda.
-sinar pantul adalah sinar yang dipantulkan oleh permukaan benda.
-garis normal adalah garis yang dibuat tegak lurus dengan permukaan benda.
-sudut datang adalah sudut antara sinar datang dan garis normal.
-sudut pantul adalah sudut antara sinar pantul dan garis normal

Jenis Pemantulan
• Setiap cahaya yang dipantulkan oleh benda mengikuti hukum pemantulan. Jenis permukaan yang dikenai cahaya menentukan jenis pemantulan yang dihasilkan. Jenis pemantulan dibedakan menjadi pemantulan teratur dan pemantulan baur.
• Pemantulan teratur (pemantulan ke suatu arah tertentu)
Pemantulan cahaya oleh benda yang mempunyai permukaan halus, sehingga tiap-tiap sinar yang datang mengenai permukaan benda dipantulkan dengan sudut yang sama ke satu arah tertentu.
Contoh : pemantulan pada cermin, permukaan air yang tenang dll.

• Pemantulan baur / difus (pemantulan ke segala arah)
Pemantulan cahaya oleh benda yang permukaannya tidak halus. Tiap-tiap sinar yang datang mengenai permukan benda dipantulkan pada sudut yang berbeda. Jadi cahaya yang dipantulkan dihamburkan ke segala arah karena permukaan benda tidak teratur.
Contoh : pemantulan oleh benda-benda disekitar kita (batu, dinding, debu dll). Deanga adanya pemantulan baur benda-benda yang terhalang dari sinar matahari (di dalam rumah, di bawah pohon dll) masih dapat terlihat.

PEMBIASAN CAHAYA (Refraksi)
• Gelombang cahaya, normalnya merambat dalam garis lurus, terbukti dengan terbentuknya bayang-bayang. Tetapi bila gelombang cahaya itu bergerak dari satu jenis medium ke medium yang lain cepat rambat gelombang cahaya akan berubah, maka gelombang cahaya yang merambat akan mengalami pembelokan atau pembiasan.
Contoh : tongkat yang terlihat patah jika sebagian dicelupkan dalam air, benda-benda dalam air terlihat lebih dekat ke permukaan, kolam renang yang terlihat lebih dangkal, dll.
• Kecepatan cahaya di ruang hampa = 3 x 108 m/s. Kecepatan/kelajuan cahaya akan berkurang jika cahaya merambat melalui medium. Dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat kelajuan cahaya semakin berkurang (kelajuan cahaya di udara > air > kaca).
• Pembiasan cahaya : pembelokan gelombang cahaya yang disebabkan oleh perubahan kelajuan pada saat gelombang cahaya itu merambat dari satu medium ke medium yang lain.
• Perhatikan gambar berikut ini :
A. Sinar datang dari medium renggang ke medium rapat, akan dibiaskan mendekati garis normal.

B. Sinar datang dari medium rapat ke medium renggang, akan dibiaskan menjauhi garis normal.

• Kelajuan cahaya menjadi lambat dan dibiaskan mendekati garis normal pada saat menuju medium lebih rapat (gambar A).
• Kelajuan cahaya bertambah saat cahaya menuju ke medium kurang rapat dan dibiaskan menjauhi garis normal (gambar B).

• Bidang batas : titik pertemuan sinar datang, garis normal, dan sinar bias. Sinar dibelokkan pada saat mengenai bidang batas udara-kaca, dan dari kaca-udara.
• Sinar datang dari udara dibiaskan/dibelokkan dalam kaca mandekati garis normal (cahaya merambat dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat). Sinar bias dalam kaca yang merambat menuju ke udara dibiaskan/dibelokkan lagi menjauhi garis normal (cahaya merambat dari medium yang lebih rapat ke medium yang kurang rapat)

Indeks Bias
• Setiap medium mempunyai suatu indeks bias tertentu, yang merupakan suatu ukuran seberapa besar suatu bahan membiaskan cahaya.
• Menurut Christian Huygeus :
Indeks bias suatu zat adalah perbandingan kelajuan cahaya di udara dengan kelajuan cahaya di dalam suatu zat yang dilalui cahaya itu.
• Kelajuan cahaya di udara selalu lebih besar dari pada di medium yang lain, maka indeks bias zat selain di udara selalu lebih besar daripada satu (1). Semakin besar indeks bias suatu zat, semakin besar cahaya dibelokkan oleh zat itu.
• Seorang ilmuwan Belanda Snellius menyatakan bahwa (dikenal sebagai Hukum Snellius) :
“ Perbandingan proyeksi sinar datang dan proyeksi sinar bias pada perambatan cahaya dari satu medium ke medium lain merupakan bilangan tetap “
Nilai perbandingan tersebut dikenal dengan nama : Indeks bias.
Secara sistematik dituliskan sebagai berikut :

• Indeks bias suatu zat di udara selalu lebih besar dari 1 (satu), karena kelajuan cahaya di udara selalu lebih besar daripada di medium lain.
• Melukis sinar bias dengan menggunakan hukum Snellius :

Hukum Pembiasan
• Dari lukisan pembiasan tersebut disimpulkan bahwa Hukum Pembiasan berbunyi:
1. Jika sinar merambat dari zat optic kurang rapat ke zat optic lebih rapat, maka sinar dibiaskan mendekati garis normal.
2. Jika sinar merambat dari zat optic lebih rapat ke zat optic kurang rapat, maka sinar dibiaskan menjauhi garis normal.
3. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.

• Besarnya pembiasan juga bergantung pada panjang gelombang cahaya. Panjang gelombang pada spektrum cahaya tampak bervareasi, dari yang terpanjang berturut-turut adalah : merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu. Cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek dibiaskan lebih besar daripada cahaya dengan panjang gelombang lebih besar, maka warna ungu dibelokkan paling besar dan warna merah dibelokkan paling kecil.

Dispersi Cahaya
• Dispersi cahaya merupakan peristiwa terurainya cahaya putih menjadi warna-warna spectrum.
Contoh : pelangi, pembiasan cahaya putih oleh prisma segitiga.

• Prisma segitiga membiaskan cahaya dua kali., pertama saat cahaya masuk ke prisma, kedua saat cahaya keluar dari prisma  kembali ke udara.
• Seperti prisma titik-titik hujan juga membiaskan cahaya sehingga terbentuk pelangi                
Menurut Isac Newton cahaya putih mengandung tujuh warna pelangi : Mi, Ji, Ku, Hi, Bi, Ni, U (merah, jingga, kuning, hijau, Biru, nila, ungu).

Benda-benda Gelap
• Berdasarkan kemampuan memancarkan cahaya benda-benda di alam dibedakan menjadi :                      sumber cahaya dan benda gelap.
• Sumber cahaya :benda-benda yang memancarkan cahaya sendiri. Contoh : matahari, bintang-bintang, lampu, api, dll.
• Benda gelap : benda-benda yang tidak memancarkan cahaya sendiri.  
Berdasarkan kemampuannya untuh dapat dilewati cahaya, benda gelap dibedakan :
1.Benda tidak tembus cahaya (Opaque): benda-benda yang menghalangi cahaya yang melewatinya. Contoh : batu, kayu, besi, dan sebagian besar dari tubuh kita, dll.
2. Benda bening (transparan) :benda-benda yang mudah dilewati cahaya.
Contoh : air, udara, kaca, plastic bening dll.
3. Benda tembus cahaya (translusens) : benda-benda yang membiarkan sebagian cahaya melewatinya dan menyebarkan sebagian cahaya yang lain.
Contoh : korden, kain, beberapa jenis plastik, dll.

SOAL LATIHAN
1. Lukislah sinar yang merambat dari udara ke air. Indeks bias air = 4/3
2. Indeks bias suatu medium besarnya 5/3. Bagaimanakah lintasan sinar yang merambat dari udara masuk ke dalam medium itu?
3. Tuliskan bunyi hukum pemantulan!
4. Saat cahaya merambat dari udara ke kaca bagaimanakah cahaya itu dibiaskan!
5. Apakah yang dimaksud dengan indeks bias?
6. Pada spectrum cahaya tampak, warna apakah yang dibiaskan terbesar? Dan warna apakah yang dibiaskan terkecil?
7. Jelaskan bagaimana bayang-bayang dapat terbentuk!
8. Mengapa bayang-nayang di air yang tenang lebih jelas daripada di air yang bergelombang?
9. Mengapa benda-benda di dalam rumah masih dapat terlihat jelas walaupun tidak mendapat cahaya matahari secara langsung?
10. Apakah yang menyebabkan terjadinya pelangi?

CIRI-CIRI FISIK BUNYI

CIRI-CIRI FISIK BUNYI

• Bunyi-bunyi dihasilkan oleh suatu getaran dan merambat memerlukan medium disebut gelombang mekanik, dalam perambatannya energi gelombang membentuk rapatan dan renggangan pada partikel-pertikel yang dilaluinya disebut gelombang longitudinal. Tetapi pada kehidupan sehari-hari kita bisa membedakan bunyi satu dengan bunyi yang lain karena tiap-tiap bunyi mempunyai ciri fisik tertentu.

Frekuensi dan Nada Bunyi
• Nada adalah tinggi rendahnya bunyi.

TINGG NADA
Nada diatur oleh frekuensi gelombang bunyi itu. Semakin besar frekuensinya, semakin tinggi nadanya, dan semakin kecil frekuensinya, semakin rendah nadanya. Jadi nada merupakan bunyi yang frekuensinya teratur. Nada dihasilkan oleh alat-alat musik seperti : gitar, biola, gamelan, seruling dsb.

DERET NADA :
Berikut deret nada yang digunakan dalam musik :
Deret Nada       :       c d e f g a b c1
Bunyi          :       do re mi fa sol la si do
Frekuensi (Hz) :      264     297     330     352     396     440     495     528
Perbandingan    :      24      27      30      32      36      40      45      48
Interval         :    prime  sekunde   terts    kuart   kwint   sext   septime  oktaf

INTERVAL NADA :
Ialah perbandingan antara frekuensi nada c dengan nada lain.
Adapun interval nada sbb :
1.   oktaf nada   c1  :   c      =  48  :  24   =   2  ;  1
2.   septime nada   b   :   c      =  45  :  24   =  15  :  8
3.   Sext nada   a   :   c      =  40  :  24   =   5  :  3
4.   kwint nada   g   :   c      =  36  :   24  =   3  :  2
5.   kuarts nada   f   :   c      =  32  :  24   =   4  :  3
6.   terts nada   e   :   c      =  30  :  24   =   5  :  4
7.   sekunde nada   d   ;   c      =  27  :  24   =   9  :  8

SOAL LATIHAN
1. frekuensi nada d = 297 Hz. Hitunglah frekuensi nada b ? jika b  :  d  =  45  :  27.
2. Nada f  =  352 Hz. Hitunglah :        
a.) frekuensi nada c        
b.) frekuensi nada c1        
c.) frekuensi nada g
3. Perbandingan nada  e  :  b  =  30  :  45. Hitunglah frekuensi nada e !
4. Jika nada g = 396 Hz. Hitunglah :
a) frek Nada  a  
b) frek nada  b      
c) frek nada  c    
d) frek nada  d
5. Sebuah nada mempunyai interval nada =  kwint. Berapakah frekuensi nada   g  ?

Gelombang Ultrasonik dan Infrasonik
•Frekuensi bunyi ada tiga jenis :
1. Frekuensi audiosonik yaitu getaran yang frekuensinya 20 Hz  sampai 20.000Hz. Pada frekuensi ini manusia dapat mendengar bunyi.
2. Frekuensi infrasonik /subsonik yaitu getaran yang frekuensinya dibawah 20 HZ. Binatang   pendengar infrasonik yaitu jangkrik, gajah, kucing dan anjing.
3. Frekuensi ultrasonik yaitu getaran yang frekuensinya diatas 20.000 Hz. Binatang pendengar   utrasonik yaitu burung hantu, ngengat, kelelawar dan lumba-lumba.

• Kelelawar dapat menghasilkan dan mendengar gelombang bunyi yang frekuensinya setinggi 100.000 Hz untuk mengetahui posisi makanan dan menghindar dari benda-benda saat terbang di kegelapan. Mulut kelelawar dapat mengeluarkan gelombang ultrasonik dan jika mengenai suatu benda akan terpantul kembali ke telinga kelelawar.
• Pada jangkrik kedua kaki depannya dapat menangkap getaran infrasonik.
• SONAR atau Soun Navigation and Ranging merupakan metode penggunaan gelombang ultrasonik untuk menaksir ukuran, bentuk, dan kedalaman benda-benda di dalam air. SONAR dapat  digunakan untuk mencari gerombolan ikan, harta karun atau kapal tenggelam di dasar lautan.
• Mesin-mesin berat dan gempa merupakan sumber bunyi dari gelombang infrasonik. Sering kali getaran gelombang infrasonik dapat kita rasakan walaupun bunyinya tidak dapat kita dengar. Kawanan gajah berkomunikasi dengan gelombang infrasonik, karena inilah gajah mempunyai telinga yang lebar.
Pemantulan Bunyi
• Pada saat gelombang bunyi menumbuk sebuah permukaan seperti dinding, lantai, atau langit-langit, sebagian energi bunyi diserap dan sebagian lagi dipantulkan. Permukaan yang keras seperti batu lebih banyak memantulkan bunyi, sedang permukaan yang lunak seperti karpet dan busa lebih banyak menyerap bunyi.

HUKUM PEMANTULAN BUNYI
a. Bunyi datang, garis normal, dan bunyi pantul terletak pada satu bidang datar.
b. Sudut datang sama dengan sudut pantul.

Bunyi datang =  bunyi yang menuju dinding pemantul
Bunyi pantul = bunyi yang dikembalikan setelah menumbuk dinding pantul.
Garis normal = garis yang tegak lurus terhadap dinding pantul.
Sudut datang = sudut yang terbetuk oleh bunyi datang dan garis normal.
Sudut pantul = sudut yang terbetuk oleh bunyi pantul dan garis normal.

MACAM – MACAM BUNYI PANTUL :
a. Gema : perulangan bunyi yang terjadi ketika gelombang bunyi dipantulkan oleh penghalang.
Gema terdengar jelas setelah bunyi asli, tejadi karena dinding pantul terletak jauh    dari sumber bunyi. Contoh : saat kamu berteriak di seberang dinding batu, maka beberapa saat kemudian terdengar teriakan yang sama.
b. Gaung atau Kerdam : bunyi yang terpantul berkali-kali pada sebuah ruangan.
Sebagian bunyi pantul bersamaan dengan bunyi asli sehingga membuat bunyi asli tidak jelas. Gaung dapat terjadi jika dinding pantul berada agak jauh dari sumber bunyi ( tidak terlalu jauh atau dekat). Ahli akustik (ilmu tentang bunyi) merancang ruang konser atau teater dengan dinding dan langit-langit dilengkapi zat peredam dari bahan-bahan lunak yang menyerap bunyi (karpet, gabus, karet busa, karton, kapas dsb.) sehingga tidak terjadi gaung.
c. Bunyi pantul yang memperjelas bunyi asli.
Hal ini terjadi karena jarak dinding pantul berada sangat dekat dengan sumber bunyi, sehingga bunyi  pantulnya datang ditelinga bersamaan dengan bunyi asli, sehingga  bunyi asli terdengar lebih jelas.

• Manfaat bunyi pantul :
1. untuk mengetahui kedalaman laut.
2. untuk mengetahui panjang lorong gua.
3. untuk menentukan jarak diding dengan sumber suara.

• Faktor – faktor yang dapat memperkuat dan memperjelas bunyi sbb :
1. Amplitudo atau simpangan getar            
2. Jarak sumber bunyi dan pendengar
3. Resonansi
4. Bunyi pantul

• Bunyi Pantul untuk mengukur kedalaman laut.                                                        
SONAR menerapkan prinsip pemantulan gelombang dengan memancarkan gelombang bunyi dari sebuah kapal ke dalam air laut. Gelombang bunyi merambat menurut garis lurus ke dalam air hingga mengenai penghalang, sebagian gelombang akan dipantulkan kembali oleh panghalang hingga gelombang bunyi sampai ke kapal lagi. Dengan data waktu  dan cepat rambat bunyi di air laut  maka jarak benda atau penghalang di dalam laut dapat dihitung. Dinding kapal dilengkapi dengan pembangkit getaran (osilator) dan penerima getaran (hidrofon). Untuk mencari kedalaman atau jarak antara kapal dengan penghalang di dalam laut yaitu kecepatan dikali waktu dibagi dua, karena gelombang merambat dari osilator ke penghalang kemudian dipantulkan lagi dan diterima oleh hidrofon.

s  =  1/2 v  x   t        
           
ASAS DOPPLER
Berbunyi : “ perubahan jumlah ( banyak ) getaran karena adanya gerak saling mendekat atau saling menjauh antara sumber bunyi dengan pendengar”.

Misalnya :- Jika mobil kebakaran lewat dengan bunyi sirinenya di depan rumahmu maka  sebelumnya saat mobil masih di kejauhan bunyi sirine sudah terdengar, makin lama bunyi terdengar makin keras sampai mobil terlihat melintas, kemudian bunyi makin lama terdengar makin melemah. Pada saat mobil mendekat atau saat mobil menjauh terdengar bunyi yang lebih keras ?
  Saat mobil mendekat frekuensi bunyi semakin besar dan saat menjauh frekuensi bunyi semakin kecil.
- Saat ada turnamen gendang belek di lapangan dan kamu hendak menonton, dari   rumahmu sudah terdengar suaranya, dan bagaimanakah bunyi gendang belek itu saat kamu semakin mendekat ke lapangan?

LATIHAN
1. Hitunglah berapa kedalaman laut jika selang waktu yang dicacat antara osilator dan hidrofon 1/25 detik dan cepat rambat bunyi di air 1.500 m/s.
2. Hitung berapakah panjang lorong gua jika selang waktu yang dicacat 0,1 detik dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s ?

PEMANFAATAN BUNYI
• Pemanfaatan gelombang ultrasonik :
1. SONAR merupakan pemanfaatan bunyi dengan frekuensi lebih dari 20.000 Hz. ( gelombang ultrasonic ), dengan pemantulan gelombang ultrasonik oleh penghalang dapat digunakan untuk menaksir ukuran, bentuk, dan kedalaman benda-benda di dalam air.

2. ULTRASONOGRAFI merupakan teknik pemantulan gelombang ultrasonik oleh organ-organ dalam tubuh yang digunakan dalam ilmu kedokteran misalnya USG untuk mendiaknosa kesehatan bayi dalam kandungan, USG aman untuk kesehatan janin karena tidak mempengaruhi pertumbuhan sel-sel tubuh. Prinsip kerja ultrasonografi mirip denngan sonar.

3. Menghindari Pembedahan Dengan Ultrasonik. Endapan batu ginjal dari kalsium oksalat dapat dipecah dengan gelombang ultrasonik sehingga keluar bersama air seni tanpa melalui pembedahan, atau memecahan batu empedu dll. tanpa operasi.

4. Pembersihan Ultrasonik. Digunakan untuk membersihkan permata berlian dan alat-alat elektronik yang halus, sehingga perhiasan tidak tergores dan piranti mesin tidak rusak. Caranya benda-benda dimasukkan ke dalam cairan pembersih yang lembut kemudian gelombang ultrasonik diarahkan ke dalam cairan sehingga dapat menggetarkan benda-benda dan menyebabkan kotoran-kotoran yang menempel menjadi rontok.

RESONANSI
• Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena pengaruh getaran benda lain.
Tiga macam Peristiwa resonansi :
a. Resoansi frekuensi sama.
Resonansi ini terjadi jika kedua benda yang berfrekuensi sama terletak berdekatan . Apabila salah satu dari benda tersebut bergetar, maka benda di dekatnya ikut  pula bergetar.
Contoh : dua buah gitar  yang sejenis diatur sehingga tegangan sama, maka jika dipetik gitar yang satu, gitar yang lain ikut bergetar.

b.Resonansi Udara.
Pada resonansi udara yang ikut bergetar adalah udara yang berada di dalamnya karena pengaruh getaran dari benda di dekatnya .
Resonansi udara terjadi jika ruang udara sama dengan kelipatan ganjil kali seperempat panjang gelombang.

Contoh :
Getarkan garputala kemudian dekatkan pada mulut tabung sambil menuang air kedalamnya sedikit demi sedikit, maka pada ketinggian tertentu dapat didengar suara dengung yang lebih keras. Peristiwa ini disebut resonansi udara.
Alat-alat yang bekerja bedasarkan resnansi udara misalnya, kentungan, gitar, seruling, harmonica, pianika,

c. Resonansi selaput Tipis.
Selaput tipis atau membran merupakan benda yang mudah bergetar, karena itu jika membran ini berada dekat dengan getaran dari benda lain, maka menjadi ikut bergetar. Peristiwa ini merupakan resonansi.
Contoh : Beduk, tambur dan genderang, gendang telinga, dll

SOAL LATIHAN
1. Resonansi adalah…………..
2. Sebutkan beberapa dampak resonansi yang merugikan!
3. Dua buah beban yang digantung dengan tali sama panjang, jika salah satu beban tersebut diayun, maka beban yang lain ikut berayun. Resonansi ini disebabkan ………
4. Bagaimana resonansi udara dapat terjadi ?
5. Sebutkan 5 macam alat yang menggunakan prinsip resonansi udara !
6. Resonansi apa yang terjadi pada genderang ?
7. Selain menguntungkan ternyata resonansi dapat pula merugikan. Sebutkan peristiwa resonansi yang merugikan manusia !
8. Mengapa suara katak terdengar nyaring? jelaskan !
9. Resonansi apa yang terjadi pada alat-alat  sebagai berikut  :
   a. harmonica      b.  genderang       c.  gong              d. drum              e. kulintang
10. Sebuah garputala frekuensinya 495 Hz. . Jika cepat rambat bunyi diudara 340 m/s . Hitunglah :
a. panjang gelombang garputala.
b. Tinggi kolom udara pada resonansi I dan III
11. Jika kolom udara beresonansi dengan garputala. Resonansi pertama terjadi pada kolom udara dalam tabung setinggi 21 cm. Cepat rambat bunyi di udara  340 m/s. Berapakah frekuensi garputala?
12. Pada tabung udara terjadi resonansi pertama pada jarak 8 cm. Jika frekuensi sumber yang digunakan 440 Hz. Hitunglah :
a. panjang gelombang
b. cepat rambat bunyi.

BUNYI

BUNYI

APAKAH BUNYI ITU ?

• Bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar. Getaran ujung penggaris, senar gitar yang dipetik, pita suara, lonceng yang diguncang dll, dapat bergetar sehingga menghasilkan bunyi.

Bagaimana Terjadinya Bunyi ?
• Getaran benda seperti, senar gitar, beduk, lonceng, dll. merambat melalui udara dan menggetarkan gendang telinga sehingga terdengar bunyi. Benda yang bergetar tersebut merupakan sumber bunyi.

• Energi dari getaran sumber bunyi merambat dalam bentuk gelombang longitudinal.
• Gelombang bunyi merambat dari sumber bunyi ke segala arah. Energi gelombang bunyi menyebabkan partikel-partikel udara bergetar membentuk rapatan dan renggangan merambat meninggalkan sumber bunyi, semakin jauh jaraknya dari sumber bunyi energi gelombang semakin lama semakin lemah dan akhirnya lenyap. Jika gelombang bunyi sampai di telinga dan mengetarkan gendang telinga maka akan terdengan bunyi.

Merambat Melalui Medium
• Bunyi merambat dalam bentuk gelombang logitudinal, energi gelombang bunyi menyebabkan partikel-partikel udara bergetar membentuk rapatan dan renggangan. Bunyi yang kita dengar sehari-hari merambat melalui udara. Bunyi juga merambat melalui zat padat dan zat cair. Bunyi dapat merambat pada berbagai jenis medium (zat padat, cair dan gas).

• Di ruang hampa tidak terjadi bunyi, karena tidak ada medium untuk merambatkan energi gelombang bunyi. Hal ini dibuktikan oleh seorang ilmuwan fisika Jerman Otto von Guericke (1602 – 1686). Mengapa di bulan dan angkasa luar para astronot tidak dapat mendengarkan suara ?

• Gelombang bunyi hanya dapat merambat melalui zat perantara atau medium, maka bunyi disebut gelombang mekanik dan merambat membentuk rapatan dan renggangan disebut gelombang longitudinal.

Cepat Rambat Bunyi.
• Apabila kita memperhatikan petir, maka cahaya kilat akan terlihat terlebih dahulu, baru beberapa saat kemudian akan terdengan suara guntur. Apabila kita memperhatikan orang menabuh beduk dari kejauhan, maka pukulan akan terlihat terlebih dahulu baru kemudian terdengar bunyinya. Contoh-contoh tersebut menunjukkan bahwa dalam perambatannya bunyi memerlukan waktu lebih lama dari pada cahaya.

• Cepat rambat bunyi  ditentukan oleh jenis medium dan suhu medium. Cepat rambat bunyi tidak bergantung pada jenis sumber bunyinya tetapi ditentukan oleh jenis medium dan suhu medium. Misalnya dua orang anak memetik gitar dan memainkan piano dalam waktu yang bersamaan, maka suara gitar dan suara piano akan terdengan secara bersamaan, karena medium yang dipakai untuk perambatan gelombang bunyi tersebut adalah sama yaitu udara.

• Apabila bunyi merambat pada medium yang berbeda maka cepat rambat bunyi berbeda. Misalnya suara kereta api di kejauhan akan terdengar lebih keras jika kita menempelkan telinga di atas rel kereta. Hal ini membuktikan bahwa cepat rambat bunyi pada zat padat lebih besar daripada di udara.

• Suhu medium juga berpengaruh terhadap cepat rambat bunyi. Pada udara dingin partikel-partikel udara bergerak lebih lambat maka cepat rambat bunyi menjadi lebih kecil. Cepat rambat bunyi akan naik apabila suhu naik.

• Cepat rambat bunyi  pada zat padat lebih besar daripada zat cair, dan cepat rambat bunyi pada zat cair lebih besar daripada di udara.

• Tabel cepat rambat bunyi pada berbagai bahan.

MEDIUM Cepat rambat bunyi (m/s)

1. udara pada suhu 0 332
2. udara pada suhu 15 340
3. udara pada suhu 20 244
4. udara pada suhu 25 347
5. udara pada suhu 1.000 700
6. air         1.500
7. tembaga 3.560
8. batu bata         3.650
9. kayu 4.700
10. aluminium 5.100
11. besi         5.100
12. kaca         6.000
13. gabus 500
14. timah 1.200

• Gelombang bunyi merambat lebih baik pada medium zat padat dan zat cair daripada di udara. Partikel-partikel zat padat dan zat cair lebih rapat daripada udara, sehingga energi gelombang bunyi lebih mudah merambat dari partikel ke partikel.

• Semakin tinggi suhu medium maka cepat rambat bunyi pada medium itu semakin besar. Berdasarkan percobaan Moll dan Van Beek semakin tinggi suhu, maka cepat rambat bunyi semakin tinggi.

• Hubungan Cepat rambat (v), Jarak (s), Waktu tempuh bunyi (t)

                           v  =  s/t     atau   t =  s/v    atau   s  =  v  x  t

Contoh soal   ;
1. Guntur terdengar setelah 2 sekon dari kilat. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s ,berapa ketinggian kilat dari permukaan tanah ?
Diketahui : t  = 2 sekon.
              v = 340 m/s.
Ditanyakan : s = …….?
Jawab           : s = v x t
                     =  ….. x ……..= …….. meter
                            Jadi kilat terjadi pada ketinggian ……..meter dari permukaan tanah.

SOAL LATIHAN
1. Seorang pemain drum band berada pada jarak 200 meter. Jika cepat rambat bunyi diudara 340 m/s.
Berapa lama    waktu yang    di perlukan bunyi drum band sampai ke telinga ?

2. Seorang penebang pohon mengayunkan kapaknya dan baru  1/4 sekon kemudian bunyi terdengar oleh temannya dari kejauhan . Berapa jarak terhadap temannya berada jika cepat rambat bunyi diudara 340 m/s ?

3. Saat hujan lebat turun  terdengar guntur menggelegar setelah ¾ sekon dari kilat. Jika jarak terjadinya kilat dan anda 1200 meter. Berapa cepat rambat bunyi melalui air hujan ?

4. Suara gemuruh kereta api terdengar melalui rel, padahal jaraknya 10 km. Jika bunyi merambat hanya memerlukan 2 detik. Berapa kecepatan rambat besi rel ?

5. Mengapa penggaris plastik yang digetarkan perlahan – lahan tidak menimbulkan bunyi ?

CERMIN

Cermin Datar, Cermin Cekung, Cermin Cembung