Hukum Pemantulan Bunyi : Pengertian, Macam-macam dan Manfaatnya

Bunyi merambat diudara berdasarkan gelombang longitudinal. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatannya berimpit dengan arah getarannya. Sedangkan gelombang yang arah rambatannya tegak lurus terhadap getarannya adalah gelombang tranversal.

Selain dapat merambat melalui udara, bunyi juga dapat merambat melalui zat padat maupun zat cair. Tetapi bunyi tidak dapat merambat melalui ruang hampa udara. Itulah sebabnya manusia dibumi tidak mendengar dentuman dasyat reaksi nuklir di matahari.

Manusia mempunyai keterbatasan untuk dapat mendengar bunyi. Manusia hanya dapat mendengar bunyi yang frekuensi getarannya antara 20 hertz hingga 20.000 hertz saja. Beberapa binatang dapat mendengar bunyi yang frekuensinya lebih kecil dari 20 hertz dan yang lebih besar dari 20.000 hertz. Anjing adalah binatang yang mempunyai keistimewaan dalam hal pendengarannya. Dia dapat mendengar bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 hertz hingga bunyi yang frekuensinya melebihi 20.000 hertz. Lumba-lumba dapat mendengar bunyi yang frekuensinya lebih dari 20.000 hertz.

Demikian pula dengan kelelawar, burung robin dan kucing. Oleh karena itu manusia menggolongkan bunyi berdasarkan frekuensi getarannya, yaitu:

1. Infrasonik ( Bunyi infra )

Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 hertz.

Infrasonik dapat didengaar oleh anjing

2. Audiosonik ( Bunyi audio )

Audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya antara 20 – 20.000 hertz.

Audiosonik dapat didengar oleh manusia dan binatang.

3. Ultrasonik ( Bunyi Ultra )

Ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya melebihi 20.000 hertz.

Ultrasonik dapat didengar oleh anjing, lumba-lumba, kelelawar, kucing, burung robin.

A. Pengertian Pemantulan Bunyi

Apabila kamu berteriak kemudian menaghadap bukit berdinding terjal, apa yang kamu dengar? Saat kamu mendengar suara petir, mungkin kamu juga akan mendengar suara susulan yang itu adalah gema suara aslinya.

Suara susulan ini terjadi akibat adanya bunyi yang menumbuk dinding penumbuk, kemudian dipantulkan kembali oleh dinding itu. Tidak semua bunyi yang mengenai dinding pemantul akan dipantulkan pula. Ada sebagian bunyi tersebut yang diserap dinding pemantul. Kemampuan suatu permukaan dalam memantulkan bunyi tergantung pada keras atau juga lunaknya permukaan.

B. Hukum pemantulan bunyi

Pemantulan bunyi mengikuti suatu aturan hukum pemantulan bunyi sebagai berikut dibawah ini;

“Bunyi datang, garis normal, dan juga bunyi pantul terletak dalam satu bidang datar,

sudut datang sama besar dengan sudut pantul”.

Sudut datang ialah sudut jarak antara bunyi datang dengan garis normal. Sudut pantul ialah sudut jarak antara bunyi pantul dengan garis normal. Garis normal ialah garis tegak lurus bidang pantul melewati titik jatuh bunyi datang.

Dari uraian itu bisa disimpulkan bahwa kuat bunyi yang didengar tergantung pada bunyi pantul dapat memperkuat bunyi asli jika jarak dinding pantul tidak jauh dari sumber bunyi. Misalnya, bunyi kereta api ketika masuk terowongan akan terdengar lebih kuat.

1. amplitudo sumber bunyi,

2. jarak antara sumber bunyi dengan pendengar,

3. resonansi yang terjadi,

4. serta adanya dinding pemantul yang sesuai,

Dengan memahami hukum pemantulan bunyi ini, manusia dapat memanfaatkannya untuk kesejahteraan umat manusia

C. Macam-macam bunyi pantul

Bunyi merupakan gelombang yang dapat dipantulkan oleh dinding pemantul. Berdasarkan efek yang ditimbulkannya, bunyi pantul dapat kita bagi menjadi 2 macam bunyi pantul, yaitu:

1. Gema.

Gema adalah bunyi pantul yang terdengar dengan jelas, karena datangnya setelah bunyi asli selesai mengudara. Untuk mendengar gema, kita perlu menunggu beberapa saat setelah bunyi aslinya. Hal ini disebabkan karena bunyi membutuhkan waktu untuk bergerak dari tempat sumber bunyi ke dinding pemantul dan dari dinding pemantul menuju ketempat sumber bunyi kembali. Jadi gema terjadi karena jarak antara sumber bunyi dan dinding pemantul relatif jauh. Contoh peristiwa seperti ini adalah ketika seseorang berteriak di tanah lapang yang terdapat tebingnya. Akibat teriakan orang tersebut, bunyi merambat menuju tebing dan oleh tebing dipantulkan kembali ke orang tersebut.

2. Gaung / Kerdam.

Gaung atau kerdam adalah bunyi pantul yang tidak terdengar dengan jelas karena datangnya hampir bersamaan dengan bunyi aslinya. Hal ini disebabkan karena jarak antara sumber bunyi dan dinding pemantulnya relatif dekat. Keadaan seperti ini sering menjadi masalah bagi manusia khususnya dalam hal pengaturan suara dalam ruang pertemuan, ruang konser musik, gedung bioskop dan sebagainya.

Untuk mengurangi akibat yang ditimbulkan gaung ini, manusia menciptakan alat-alat peredam suara dengan cara memasang kain-kain tebal pada dinding. Bunyi asli yang mengenai dinding ruangan, oleh kain kain dan peredam suara ini tidak dipantulkan kembali ke dalam ruangan. Sehingga dalam ruangan tersebut hanya terdengar bunyi asli yang murni atau utuh.

D. Manfaat bunyi pantul

1. Pengukuran jarak dengan gema

Fenomena bunyi pantul yang terdengar setalah bunyi asli disebut dengan gema. Hal ini terjadi jika jarak antara sumber bunyi dengan bidang pemantul sangat jauh. Fenomena Gema dapat dimanfaatkan untuk memperkirakan berapa jarak dinding lereng sebuah bukit yang berada di depan kita. Misalnya kita berada disebuah lereng gunung, kemudian kita berteriak In — do — ne — sia. Anggaplah waktu yang tercatat ketika 4 suku kata itu selesai terdengar gemanya adalah 1 detik, atau satu suku kata memerlukan waktu 1/4 detik, dan satu suku kata itu terdengar ketika kita selesai mengucapkan 4 suku kata secara lengkap. Jika capat rambat bunyi di udara 340 m/s. Maka jarak pergi-kembali bunyi adalah:

Jarak = kecepatan x selang waktu = 340 m/s x 1/4 s = 85 meter

Karena bunyi menempuh jarak pergi-kembali, maka hasil diatas harus dibagi dua untuk mendapatkan jarak antara kita dengan bidang pantul:

Jarak pendengar-bidang pantul = 85 m / 2 = 42,5 meter.

2. Pengukuran kedalaman laut dengan pemantulan bunyi

Pemahaman manusia mengenai bunyi pantul telah dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan. Salah satu contoh pemanfaatan bunyi pantul yang sangat sering kita dengar adalah untuk mengukur dalamnya laut. Bagaimana orang dapat mengukur dalamnya laut hanya dengan menggunakan bunyi? Perhatikan gambar animasi berikut.

Getaran bunyi dari kapal tentu bergerak kesegala arah. Gerakan gelombang bunyi yang ke udara tidak dipantulkan oleh apapun sehingga tidak ada bunyi pantul yang berasal dari udara. Gerakan gelombang bunyi yang tidak tegak lurus kedasar laut, juga tidak akan menimbulkan bunyi pantul yang arahnya kekapal kembali. Hal ini karena sesuai dengan hukum pemantulan bunyi, sudut datang sama dengan sudut pantul. Sehingga hanya bunyi yang arahnya tegak lurus dasar lautlah yang akan memantulkannya kembali ke kapal.

Jika cepat rambat kita nyatakan dalam “v”, jarak yang ditempuh dalam “s” dan waktu tempuh dalam “t”, maka kita dapat menyatakan hubungan ketiga besaran tersebut dalam suatu rumus:

s = v . t

Dimana:

S = jarak yang ditempuh ……………………. m

v = kecepatan / cepat rambat …………… m/s

t = selang waktu tempuh ………………………………. s

Jika dalam laut kita nyatakan dalam “ d “, cepat rambat bunyi dalam air laut kita nyatakan dalam “V”, dan waktu tempuh bunyi dari kapal ke dasar laut dan kembali kekapal bila kita nyatakan dalam “t”, maka sesuai dengan rumus diatas, kita dapat ubah menjadi:

s = v . t
2d = v . t
d = (v . t) : 2

dimana:
d = dalamnya laut ……………………………………..... m
v = cepat rambat bunyi dalam air laut ………………… m/s
t = selang waktu tempuh bunyi dari kapal-dasar laut (PP) ……. S

Contoh soal:

1. Sebuah kapal ingin mengukur dalamnya laut dengan menggunakan sonar. Selang waktu antara bunyi yang dipancarkan ke dasar laut hingga terdengar bunyi pantulnya adalah 1,5 sekon. Jika cepat rambat bunyi dalam air air laut 1500 m/s, maka berapakah dalam laut ditempat tersebut?

Jawab:
Diketahui : t = 1,5 s
v = 1500 m/s
Ditanya : d
Penyelesaian :
s = v . t
2d = v . t
d = (v . t) : 2
= (1500 . 1,5) : 2
= 1.125
Jadi kedalaman laut ditempat tersebut 1.125 meter.

2. Pada cuaca yang berkabut, sebuah kapal yang berada diantara dua tebing, ingin mengetahui jarak kedua tebing yang berada disisi kanan dan kirinya. Ketika kapal menembakkan senapan, maka terdengarlah bunyi pantul dari sisi kiri setelah 0,25 sekon. Setengah sekon kemudian, barulah dia mendengar bunyi pantul dari sisi kanannya. Jika cepat rambat bunyi ditempat tersebut 340 m/s, maka berapakah jarak kedua tebing tersebut?
Jawab:
Diketahui : t1 = 0,25 s
t2 = 0,75 s
v = 340 m/s
Ditanya : jarak tebing
Penyelesaian :
s kiri = v . t1
= 340 . 0,25
= 85
s kanan = v . t2
= 340 . 0.75
= 225
s = 225 – 85
= 170
Jadi jarak kedua tebing tersebut adalah = 170 meter.

Manfaat bunyi pantul tentu bukan hanya untuk mengukur dalamnya laut dan jarak sumber bunyi ke dinding pemantul saja. Masih banyak manfaat lain yang sering dipergunakan oleh manusia. Nelayan kita sudah sejak lama memanfaatkan bunyi pantul untuk mendeteksi kawanan ikan berada. Getaran ultrasonik telah dimanfaatkan para medis untuk mendeteksi keadaan organ tubuh dibagian dalam tubuh manusia. Kamu tentu sudah sering mendengar penggunaan Ultrasonografi (USG) oleh dokter kandungan untuk memeriksa bayi dalam kandungan ibunya. Biasanyanya USG mempergunakan frekuensi getaran antara 2 juta hingga 13 juta hertz. Dalam industri susu, bunyi ultra dipergunakan juga untuk mengaduk susu agar lebih homogen dan steril. Untuk mendeteksi bagian logam yang retak, orang juga mempergunakan utrasonik agar lebih akurat.

Untuk menambah wawasanmu mengenai Pemantulan Bunyi, simak video berikut ini ;