Bunyi

Pengukuran bunyi
Pengukuran bunyi
Karakteristik	Simbol
Tekanan bunyi	p,SPL,LPA
Kecepatan partikel	v,SVL
Perpindahan partikel	δ
Intensitas bunyi	I,SIL
Kekuatan bunyi	P,SWL, LWA
Energi bunyi	W
Kepadatan energi bunyi	w
Paparan bunyi	E,SEL
Impedansi akustik	Z
Frekuensi audio	AF
Kehilangan transmisi	TL
	l; b; s;

Bunyimemiliki pengertian yang bervariasi menurut bidang ilmunya. Dalam ilmu fisika, bunyi adalah suatu getaran yang merambat sebagaigelombang akustikmelaluimedia transmisisepertigas,cairan,ataubenda padat.Sementara dalam ilmufisiologidanpsikologimanusia, bunyi adalahpenangkapangelombang akustik oleh telinga danpemersepsiangelombang tersebut olehotak.

Gelombang akustik yang mampu mengaktifkan persepsi pada pendengaran manusia adalah gelombang yang memilikifrekuensiantara 20Hzdan 20kHz,yang termasuk dalam rentangfrekuensi audio.Di udarabertekanan atmosfernormal, frekuensi tersebut mewakili gelombang bunyi denganpanjang gelombang17meterhingga 1,7sentimeter.Gelombang bunyi berfrekuensi di atas 20kHzdisebutultrabunyi,sementara gelombang bunyi di bawah 20 Hz disebutinfrabunyi.Keduanya jenis tersebut tidak dapat terdengar oleh manusia. Berbagai jenis spesies hewan yang berbeda memilikirentang pendengaranyang bervariasi.

Akustika

Akustika adalah ilmu interdisipliner yang berkaitan dengan studi tentang gelombang mekanik dalam gas, cairan, dan padatan termasuk getaran, bunyi,ultrabunyi,daninfrabunyi.Seorang ilmuwan yang bekerja di bidangakustikaadalah seorangahli akustika,sementara seseorang yang bekerja di bidang teknik akustik dapat disebutinsinyur akustika.^[1]Seoranginsinyur audio,di sisi lain, berkaitan dengan perekaman, manipulasi, pencampuran, dan reproduksi bunyi.

Aplikasi akustika ditemukan di hampir semua aspek masyarakat modern, subdisiplin termasuk aeroakustika,pemrosesan sinyal audio,akustika arsitektur, bioakustika, elektroakustika, kebisingan lingkungan, akustika musik, pengontrol kebisingan, psikokustika,percakapan,ultrasonografi,akustika bawah air, dangetaran.^[2]

Definisi

Bunyi didefinisikan sebagai "(a)Osilasidalam tekanan, tegangan, perpindahan partikel, kecepatan partikel, dll., Disebarkan dalam medium dengan kekuatan internal (misalnya, elastis atau kental), atau superposisi dari osilasi yang diperbanyak. (B) Perabaan pendengaran yang ditimbulkan oleh osilasi yang dijelaskan dalam (a). "^[3]Bunyi dapat dilihat sebagai gerakan gelombang di udara atau media elastis lainnya. Dalam hal ini, bunyi adalah stimulus. Bunyi juga dapat dilihat sebagai eksitasi dari mekanisme pendengaran yang menghasilkan persepsi bunyi. Dalam hal ini, bunyi adalahperabaan.

Fisika

Percobaan menggunakan duagarpu talaberosilasi biasanya padafrekuensiyang sama. Salah satu garpu sedang dipukul dengan palu karet. Meskipun hanya garpu tala pertama yang dipukul, garpu kedua terlihat bersemangat karena osilasi yang disebabkan oleh perubahan berkala dalam tekanan dan kepadatan udara dengan memukul garpu lain, menciptakanresonansi akustikantara garpu. Namun, jika kita meletakkan sepotong logam di atas dahan, kita melihat bahwa efeknya berkurang, dan kegembiraan menjadi semakin berkurang karena resonansi tidak tercapai secara efektif.

Bunyi dapat merambat melalui media seperti udara, air dan padatan sebagai gelombang longitudinal dan juga sebagai gelombang transversal dalam padatan (lihatGelombang longitudinal dan transversal,di bawah). Gelombang bunyi dihasilkan oleh sumber bunyi, seperti diafragma bergetar darispeakerstereo. Sumber bunyi menciptakan getaran di media sekitarnya. Ketika sumber terus bergetar media, getaran merambat menjauh dari sumber denganlaju bunyi,sehingga membentuk gelombang bunyi. Pada jarak tetap dari sumber,tekanan,kecepatan,dan perpindahan media bervariasi dalam waktu. Pada saat instan, tekanan, kecepatan, dan perpindahan bervariasi dalam ruang. Perhatikan bahwa partikel media tidak bepergian dengan gelombang bunyi. Ini secara intuitif jelas untuk zat padat, dan hal yang sama berlaku untuk cairan dan gas (yaitu, getaran partikel dalam gas atau cairan mengangkut getaran, sementara posisi rata-rata partikel dari waktu ke waktu tidak berubah). Selama propagasi, gelombang dapatdipantulkan,dibiaskan,ataudilemahkanoleh medium.^[4]

Gelombang longitudinal dan transversal

Bunyi ditransmisikan melalui gas, plasma, dan cairan sebagaigelombang longitudinal,juga disebut gelombangkompresi.Dibutuhkan media untuk disebarkan. Namun, melalui padatan, ia dapat ditransmisikan sebagai gelombang longitudinal dangelombang transversal.Gelombang bunyi longitudinal adalah gelombang deviasitekananbolak-balik dari tekanankesetimbangan,yang menyebabkan daerahkompresidanpenghalusan lokal,sedangkangelombang transversal(dalam padatan) adalah gelombang tegangan geser bolak-balik pada sudut kanan ke arah propagasi.

Gelombang bunyi dapat "dilihat" menggunakan cermin parabola dan objek yang menghasilkan bunyi.^[5]

Energi yang dibawa oleh gelombang bunyi berosilasi mengubah bolak-balik antara energi potensial darikompresitambahan (dalam kasus gelombang longitudinal) ataureganganperpindahan lateral (dalam kasus gelombang transversal) dari materi, dan energi kinetik dari kecepatan perpindahan. partikel medium.

Gelombang bidang longitudinal.

Gelombang bidang transversal.

Gelombang bidang longitudinal dan transversal.

Sifat dan karakteristik gelombang bunyi

Meskipun ada banyak kerumitan yang berkaitan dengan transmisi bunyi, pada titik penerimaan (yaitu telinga), bunyi siap dibagi menjadi dua elemen sederhana: tekanan dan waktu. Elemen-elemen mendasar ini membentuk dasar dari semua gelombang bunyi. Mereka dapat digunakan untuk menggambarkan, secara absolut, setiap bunyi yang kita dengar.

Untuk memahami bunyi lebih lengkap, gelombang kompleks seperti yang ditunjukkan dalam latar belakang biru di sebelah kanan teks ini, biasanya dipisahkan menjadi bagian-bagian komponennya, yang merupakan kombinasi dari berbagai frekuensi gelombang bunyi (dan kebisingan).^[6]^[7]^[8]

Gelombang bunyi sering disederhanakan menjadi deskripsi dalam halgelombang bidang sinusoidal,yang ditandai dengan sifat-sifat umum ini:

Frekuensi,atau kebalikannya,panjang gelombang.
Amplitudo,tekanan bunyiatau Intensitas
Laju bunyi
Arah

Bunyi yang dapat dilihat oleh manusia memiliki frekuensi dari sekitar 20 Hz hingga 20.000 Hz. Di udara padasuhu dan tekanan standar,panjang gelombang gelombang bunyi yang sesuai berkisar dari 17 m (56 kaki) hingga 17 mm (0,67 in). Terkadang kecepatan dan arah digabungkan sebagaivektor kecepatan;jumlah dan arah gelombang digabungkan sebagai vektor gelombang.

Gelombang transversal,juga dikenal sebagai gelombang geser, memiliki sifat tambahan,polarisasi,dan bukan merupakan karakteristik gelombang bunyi.

Laju bunyi

Kecepatan bunyi tergantung pada medium yang dilewati gelombang, dan merupakan sifat dasar material. Upaya signifikan pertama menuju pengukuran laju bunyi dilakukan olehIsaac Newton.Dia percaya bahwa laju bunyi dalam suatu zat tertentu sama dengan akar kuadrat dari tekanan yang bekerja padanya dibagi dengan kepadatannya:

c={\sqrt {\frac {p}{\rho }}}.

Ini kemudian terbukti salah ketika ditemukan salah mendapatkan kecepatan. Ahli matematika PrancisLaplacemengoreksi formula dengan menyimpulkan bahwa fenomena perambatan bunyi bukan isotermal, seperti yang diyakini oleh Newton, tetapiadiabatik.Dia menambahkan faktor lain ke persamaan — gamma — dan dikalikan ${\sqrt {\gamma }}$ oleh ${\sqrt {p/\rho }}$ ,dengan demikian muncul dengan persamaan $c={\sqrt {\gamma \cdot p/\rho }}$ .Sejak $K=\gamma \cdot p$ ,persamaan terakhir muncul menjadi $c={\sqrt {K/\rho }}$ ,yang juga dikenal sebagai persamaan Newton-Laplace. Dalam persamaan ini,Kadalah modulus curah elastis, c adalah laju bunyi, dan $\rho$ adalah kepadatannya. Dengan demikian, laju bunyi sebanding denganakar kuadratdari rasio modulus massa medium terhadap densitasnya.

Sifat-sifat fisik dan laju bunyi berubah dengan kondisi sekitar. Misalnya, laju bunyi dalam gas tergantung pada suhu. Dalam 20 °C (68 °F) udara di permukaan laut, laju bunyi sekitar 343 m / s (1.230 km / jam; 767 mph) menggunakan rumus v [m / s] = 331 + 0.6T[°C ] Di air tawar, juga pada 20 °C, laju bunyi sekitar 1.482 m/s (5.335 km / jam; 3.315 mph). Dalam baja, laju bunyi sekitar 5.960 m / s (21.460 km / jam; 13.330 mph). Kecepatan bunyi juga sedikit sensitif, yang tunduk pada efek anharmonik orde dua, terhadap amplitudo bunyi, yang berarti ada efek perambatan non-linear, seperti produksi harmonik dan nada campuran yang tidak ada dalam bunyi asli.

Jika efekrelativistikpenting, laju bunyi dihitung daripersamaan Euler relativistik.

Tingkat tekanan bunyi

Tekanan bunyiadalah perbedaan, dalam media yang diberikan, antara tekanan lokal rata-rata dan tekanan dalam gelombang bunyi. Kuadrat dari perbedaan ini (mis., Kuadrat deviasi dari tekanan kesetimbangan) biasanya dirata-ratakan dari waktu ke waktu dan / atau ruang, dan akar kuadrat dari rata-rata ini memberikan nilaiakar purata kuadrat(RMS). Misalnya, tekanan bunyi 1PaRMS (94 dBSPL) di udara atmosfer menyiratkan bahwa tekanan aktual dalam gelombang bunyi berosilasi antara (1 atm $-{\sqrt {2}}$ Pa) dan (1 atm $+{\sqrt {2}}$ Pa), yaitu antara 101323,6 dan 101326,4 Pa. Karena telinga manusia dapat mendeteksi bunyi dengan berbagai amplitudo, tekanan bunyi sering diukur sebagai level pada skaladesibellogaritmik.Tingkat tekanan bunyi(SPL) atauL_pdidefinisikan sebagai

L_{\mathrm {p} }=10\,\log _{10}\left({\frac {{p}^{2}}{{p_{\mathrm {ref} }}^{2}}}\right)=20\,\log _{10}\left({\frac {p}{p_{\mathrm {ref} }}}\right){\mbox{ dB}}\,

Dimanapadalah tekanan bunyiroot-mean-squaredan

p_{\mathrm {ref} }

adalah tekanan bunyi referensi. Tekanan bunyi referensi yang umum digunakan, didefinisikan dalam standarANSIS1.1-1994, adalah 20µPadi udara dan 1µPadalam air. Tanpa tekanan bunyi referensi yang ditentukan, nilai yang dinyatakan dalam desibel tidak dapat mewakili tingkat tekanan bunyi.

Karena telinga manusia tidak memiliki respons spektral datar, tekanan bunyi sering kali ditimbang frekuensi sehingga tingkat yang diukur cocok dengan tingkat yang dipersepsikan lebih dekat. ItuKomisi Electronik Internasional(IEC) telah menetapkan beberapa skema pembobotan. Upaya pembobotan A untuk mencocokkan respons telinga manusia terhadap kebisingan dan tingkat tekanan bunyi berbobot A diberi label dBA. Pembobotan C digunakan untuk mengukur tingkat puncak.

Frekuensi

Infrabunyi

Infrabunyi adalah gelombang bunyi dengan frekuensi lebih rendah dari 20 Hz. Meskipun bunyi dengan frekuensi rendah seperti itu terlalu rendah untuk didengar manusia, paus, gajah, dan hewan lain dapat mendeteksi infrabunyi dan menggunakannya untuk berkomunikasi. Itu dapat digunakan untuk mendeteksi letusan gunung berapi dan digunakan dalam beberapa jenis musik.^[10]

Audiobunyi

Audiobunyi adalah gelombang bunyi dengan frekuensi 20 hingga 20.000 Hz. Gelombang dalam rentang ini dapat didengar oleh manusia.

Ultrabunyi

Perkiraan rentang frekuensi yang sesuai dengan Ultrasonografi, dengan panduan sulit beberapa aplikasi

Ultrabunyi adalah gelombang bunyi dengan frekuensi lebih tinggi dari 20.000 Hz. Gelombang ultrabunyi tidak dapat didengar oleh manusia, tetapi gelombang ini umum digunakan dalam duniakedokterandengan melakukan pencitraan gelombang yang disebut "ultrasonografi".

Referensi

^ANSI S1.1-1994. American National Standard: Acoustic Terminology. Sec 3.03.
^"PACS 2010 Regular Edition—Acoustics Appendix".web.archive.org.2013-05-14. Archived from the original on 2013-05-14.Diakses tanggal2020-06-04.Pemeliharaan CS1: Url tak layak (link)
^ANSI/ASA S1.1-2013
^"The Propagation of sound".Diarsipkan dariversi aslitanggal 30 April 2015.Diakses tanggal26 June2015.
^"What Does Sound Look Like?".NPR.YouTube. Diarsipkan dariversi aslitanggal 10 April 2014.Diakses tanggal9 April2014.
^Handel, S. (1995).Timbre perception and auditory object identification.Hearing, 425–461.
^Kendall, R.A. (1986). The role of acoustic signal partitions in listener categorization of musical phrases. Music Perception, 185–213.
^Matthews, M. (1999). Introduction to timbre. In P.R. Cook (Ed.), Music, cognition, and computerized sound: An introduction to psychoacoustic (pp. 79–88). Cambridge, Massachusetts: The MIT press.
^Nemiroff, R.; Bonnell, J., ed. (19 August 2007)."A Sonic Boom".Astronomy Picture of the Day.NASA.Diakses tanggal26 June2015.
^Leventhall, Geoff (2007-01-01)."What is infrasound?".Progress in Biophysics and Molecular Biology.Effects of ultrasound and infrasound relevant to human health (dalam bahasa Inggris).93(1): 130–137.doi:10.1016/j.pbiomolbio.2006.07.006.ISSN 0079-6107.

Lihat pula

Bacaan rujukan

Simon Adams, dkk. Ensiklopedia Populer Anak. PT. Ichtiar Baru Van Hoeve, 1998.
Kanginan, Marthen (2004).Sains Fisika SMP Untuk Kelas VIII Semester 1.Jakarta: Erlangga.ISBN 979-688-350-3.(Indonesia)

Pranala luar

[1] ANSI S1.1-1994. American National Standard: Acoustic Terminology. Sec 3.03.

[2] "PACS 2010 Regular Edition—Acoustics Appendix".web.archive.org.2013-05-14. Archived from the original on 2013-05-14.Diakses tanggal2020-06-04.Pemeliharaan CS1: Url tak layak (link)

[3] ANSI/ASA S1.1-2013

[JHU-4] "The Propagation of sound".Diarsipkan dariversi aslitanggal 30 April 2015.Diakses tanggal26 June2015.

[5] "What Does Sound Look Like?".NPR.YouTube. Diarsipkan dariversi aslitanggal 10 April 2014.Diakses tanggal9 April2014.

[Handel,_S._1995-6] Handel, S. (1995).Timbre perception and auditory object identification.Hearing, 425–461.

[Kendall,_R._A._1986-7] Kendall, R.A. (1986). The role of acoustic signal partitions in listener categorization of musical phrases. Music Perception, 185–213.

[Matthews,_M._1999_pp._79-88-8] Matthews, M. (1999). Introduction to timbre. In P.R. Cook (Ed.), Music, cognition, and computerized sound: An introduction to psychoacoustic (pp. 79–88). Cambridge, Massachusetts: The MIT press.

[nasa2-9] Nemiroff, R.; Bonnell, J., ed. (19 August 2007)."A Sonic Boom".Astronomy Picture of the Day.NASA.Diakses tanggal26 June2015.

[10] Leventhall, Geoff (2007-01-01)."What is infrasound?".Progress in Biophysics and Molecular Biology.Effects of ultrasound and infrasound relevant to human health (dalam bahasa Inggris).93(1): 130–137.doi:10.1016/j.pbiomolbio.2006.07.006.ISSN 0079-6107.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

Pengawasan otoritas
Umum	Integrated Authority File (Jerman)
Perpustakaan nasional	Spanyol Prancis (data) Ukraina Amerika Serikat Jepang Republik Ceko
Lain-lain	Faceted Application of Subject Terminology Microsoft Academic