Difraksi suara: terdiri dari apa, contoh, kegunaan

Difraksi suara adalah fenomena yang terjadi ketika suara melengkung dan menyebar di sekitar celah atau rintangan. Ini adalah sesuatu yang umum untuk semua gelombang: ketika gelombang suara mencapai celah atau rintangan, titik-titik bidangnya menjadi sumber dan memancarkan yang lain difraksi.

Suara adalah gelombang tekanan yang merambat melalui udara dan juga melalui air dan padatan. Tidak seperti cahaya, yang juga merupakan gelombang, suara tidak dapat merambat melalui ruang hampa. Ini karena cahaya bekerja dengan cara yang sangat berbeda – ini adalah gelombang elektromagnetik.

Gambar 1. Kejadian gelombang bidang pada alur dan difraksi. Sumber: pixabay

Kunci dalam fenomena difraksi adalah ukuran hambatan dalam kaitannya dengan panjang gelombang: difraksi lebih intens ketika hambatan memiliki dimensi yang sebanding dengan panjang gelombang.

Dalam suara, panjang gelombang berada pada orde meter, sedangkan cahaya berada pada orde ratusan nanometer. Sementara suara memiliki skala manusia, cahaya memiliki skala mikroba.

Perbedaan besar dalam skala panjang gelombang antara suara dan cahaya ini berada di balik fakta bahwa kita dapat mendengarkan percakapan di suatu sudut tanpa dapat mengamati mereka yang sedang berbicara.

Dan itu adalah suara yang mampu melengkung di tikungan, sementara cahaya terus lurus. Fenomena kelengkungan dalam perambatan gelombang suara ini justru difraksi suara.

Apa itu Suara

Suara dipahami sebagai gelombang tekanan yang merambat di udara dan termasuk dalam rentang yang dapat didengar.

Jangkauan pendengaran pada telinga manusia muda yang mengalami gangguan pendengaran adalah antara 20 Hz dan 20.000 Hz.Jangkauan ini cenderung menyempit seiring bertambahnya usia.

Nada atau frekuensi rendah antara 20 Hz sampai 256 Hz, nada tengah antara 256 Hz sampai 2000 Hz, dan nada tinggi antara 2 kHz sampai 20 kHz.

Cepat rambat bunyi di udara pada tekanan atmosfer 1 atm dan 0ÂșC adalah 331 m/s. Hubungan antara kecepatan rambat v suatu gelombang dengan panjang gelombangnya dan frekuensinya f adalah sebagai berikut:

v = f

Dari hubungan ini kita mendapatkan bahwa panjang gelombang memiliki rentang sebagai berikut:

  • – Nada rendah: 16,5 m hingga 1,3 m.
  • – Nada sedang: 130 cm hingga 17 cm.
  • – Nada tinggi: 17 cm hingga 1,7 cm.

Contoh difraksi bunyi

Pintu terbuka auditorium

Auditorium atau ruang konser umumnya merupakan ruang tertutup dengan dinding yang menyerap suara, mencegah pantulannya.

Namun jika pintu auditorium terbuka, konser dapat terdengar tanpa masalah, bahkan ketika orkestra tidak terlihat.

Jika Anda berada tepat di depan pintu, Anda dapat mendengar berbagai macam suara. Namun, jika Anda ke samping, Anda akan mendengar suara bass, sedangkan treble tidak.

Suara bass memiliki panjang gelombang yang panjang dan oleh karena itu dapat mengelilingi pintu dan terdengar di belakangnya. Itu semua karena fenomena difraksi.

Di belakang kotak speaker

Loudspeaker atau speaker memancarkan berbagai panjang gelombang. Kotak speaker itu sendiri merupakan penghalang yang membuat bayangan suara di belakangnya.

Bayangan suara ini jelas untuk frekuensi tinggi, yang tidak terdengar di belakang speaker, sedangkan bass dan bagian tengah dapat terdengar karena membalikkan unit.

Eksperimen di atas bekerja paling baik di ruang terbuka, karena harus diperhitungkan bahwa suara dapat dipantulkan dari dinding dan benda lain, memungkinkan semua nada terdengar bahkan di belakang kotak speaker.

Band musisi di jalan

Sekelompok musisi yang bermain di jalan dapat terdengar dari persimpangan jalan dimana para seniman tidak dapat dilihat.

Alasannya, seperti yang kita katakan sebelumnya, adalah bahwa arah suara mampu melengkung dan melintasi sudut, sementara cahaya bergerak dalam garis lurus.

Namun, efek ini tidak sama untuk semua panjang gelombang. Gelombang panjang didifraksi atau digandakan lebih dari panjang gelombang pendek.

Oleh karena itu, di jalan transversal, yang tidak terlihat oleh para musisi, instrumen bernada tinggi seperti terompet dan biola tidak dapat terdengar dengan baik, sedangkan drum dan bass drum dapat terdengar lebih jelas.

Gambar 2. Difraksi bunyi di jalan. Sumber: buatan sendiri

Selain itu, nada rendah dengan panjang gelombang panjang lebih lemah dengan jarak daripada suara frekuensi tinggi dengan panjang gelombang pendek.

Hewan yang memanfaatkan frekuensi rendah

Gajah memancarkan frekuensi yang sangat rendah, gelombang infrasonik panjang gelombang yang sangat panjang untuk berkomunikasi dengan rekan-rekan mereka dalam jarak yang jauh. Paus melakukannya juga, yang juga memungkinkan mereka berkomunikasi dengan baik di kejauhan.

Kegunaan difraksi suara

Peningkatan area pendengaran

Agar pengeras suara memiliki area pendengaran yang besar, lebar pengeras suara harus lebih kecil dari panjang gelombang suara yang dipancarkannya.

Ada desain klakson khusus yang memanfaatkan difraksi suara: ini adalah klakson dispersi.

Secara umum diyakini bahwa semakin besar diafragma tanduk, semakin banyak area yang dicakupnya. Namun, di korn dispersi diafragma kecil dan bentuknya inilah yang membuat suara diperkuat, mengambil keuntungan dari fenomena difraksi suara.

Bentuk tanduk seperti mulut persegi panjang atau tanduk outlet lebih kecil dari panjang gelombang yang dipancarkannya.

Pemasangan yang benar dari jenis speaker ini dilakukan dengan sisi pendek mulut persegi panjang secara horizontal dan sisi panjang secara vertikal. Dengan cara ini, jangkauan horizontal yang lebih luas dan arah suara yang sejajar dengan tanah dapat dicapai.

Referensi

  1. Fisika / Akustik / Perambatan suara. Dipulihkan dari: es.wikibooks.org
  2. Konstrukpedia. Difraksi Suara. Dipulihkan dari: construmatica.com
  3. Difraksi (suara). Dipulihkan dari: esacademic.com
  4. Ruang kelas fisika. Difraksi gelombang suara. Dipulihkan dari: Physicsclassroom.com
  5. Wikipedia. Difraksi (suara). Dipulihkan dari wikipedia.com

Fisika modern – apa yang dipelajari juga cabangnya
Tegangan normal: terdiri dari apa, bagaimana cara menghitungnya, contoh
Permitivitas listrik – apa itu, rumus, percobaan
Kalor sensibel: konsep, rumus, dan latihan yang diselesaikan