PENELITIAN GELOMBANG 1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Bunyi selalu berhubungan dengan indera pendengar kita , berarti juga

dengan sensasi fisik yaitu fisiologi telinga dan fisiolog otak yang menterjemahkan

sensasi yang merangsang mencapai telinga. Kita mendengar bunyi karena adanya

gangguan yang menjalar ketelinga. Getaran udaralah yang memaksa gendang

telinga kita bergetar. Karena gangguan ini, selaput gendang telinga bergetar dan

getaran ini berubah menjadi denyut listrik yang di laporkan ke otak lewat urat

syaraf. Bentuk gelombang yang kira-kira priodik atau terdiri dari sejumlah kecil

komponen yang kira-kira priodik akan menimbulkan suatu sensasi yang

menyenangkan (jika intensitasnya tidak terlalu tinggi) seperti bunyi musik.

Sedangkan bunyi yang mempunyai bentuk gelombang yang tidak periodik akan

terdengar sebagai derau (noise). Pada contoh bunyi alat musik di hasilkan warna

bunyi yang bagus dan teratur untuk didengarkan dan dinikmati , hal ini

disebabkan karena bunyi yang terbentuk telah ditetapkan nilai frekuensinya

sehingga keharmonisannya juga teratur, dimana tiap warna bunyi dengan

frekuensi tertentu ini dinamakan nada , yang juga memiliki jarak antara nada satu

dengan berikutnya teratur.

Karakteristik dan besarnya frekuensi gelombang bunyi yang dihasilkan

dari tiap nada alat musik maupun nada dasar suara tidak mampu diamati secara

langsung dengan alat sederhana biasa apalagi dengan kemampuan manusia , maka

hal ini merupakan salah satu fenomena yang sesuai dan perlu untuk diamati

dengan alat-alat bantu yang berbasis komputer. Pada penelitian ini akan di kaji

penerapan menganai sistem berbasis komputer yaitu sistem Spectra Plus dimana

fungsi sistem ini untuk menganalisis gelombang suara. Pada penelitian ini kami

juga akan menyelidiki bagaimana pengaruh frekuensi dan amplitudo terhadap

besar kecilnya suara terutama pada nada dasar la.

Penelitian Nada Dasar LaCreated : Sari Purwanti (2013 122 018) Page 1

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana bentuk gelombang nada dasar la setelah diuji dengan sistem

spectra plus?

2. Bagaimana pengaruh frekuensi dan amplitudo terhadap besar kecilnya

suara?

3. Bagaimana hubungan antara frekuensi dan amplitudo?

C. Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui bentuk gelombang pada nada dasar la.

2. Untuk menganalisis pengaruh frekuensi dan amplitudo terhadap besar

kecilnya suara.

3. Untuk menganalisis hubungan antara frekuensi dan amplitudo.


BAB II

LANDASAN TEORI

A. Landasan Teori

a. Gelombang Bunyi

Dari semua gelombang mekanik yang ada di alam , yang akrab

dalam kehidupan sehari-hari adalah gelombang longitudina. Gelombang

longitudinal dalam sebuah medium biasannya udara dinamakan gelombang

bunyi, lebih khusunya dikenal dengan gelombang akustik. Sebagaimana

dikemukakan oleh Herman Helmholtz (1821-1894) yang teori dan usahanya

dilanjutkan oleh Lord Rayleigh (1841-1919) mengutarakan bahwa , akustik

merupakan cabang dari ilmu fisika dan ilmu teknik yang berkonsentrasi tentang

timbul dan merambatnya bunyi, tentang sifat proses pendengaran, tentang alat-

alat untuk mengukur, merekam dan memproduksi bunyi. Serta tentang

konstruksi auditorium yang memenuhi syarat pendengaran yang baik, baik

secara teori maupun matematis. Alasannya bahwa telinga manusia sangat peka

dan dapat mendeteksi gelombang bunyi walau intensitasnya sangat rendah

(Sears, 1963). Fenomena bunyi memiliki tiga aspek penting dalam

pembahasannya, yang pertama pasti ada sumber bunyi yang merupakan benda

yang bergetar. Kedua , energi dipindahkan dari sumber bunyi dalam bentuk

gelombang bunyi longitudinal, dan ketiga bunyi dideteksi oleh telinga atau

sebuah alat ( Giancoli, 1998).

Gelombang bunyi merupakan gelombang tiga dimensi, karena medium

gelombangnya bersifat tiga dimensi , dimana gelombang mengalir keluar dari

sumber kesemua arah. Jadi, gelombang bunyi dapat menjalar kedalam ruang

tiga dimensi ( misalnya: gelombang gempa bumi, gelombang cahaya dan

gelombang bunyi yang merambat diudara terbuka) .

Bentuk gelombang yang kira-kira periodik atau terdiri dari sejumlah kecil

komponen yang kira-kira periodik akan menimbulkan suatu sensasi yang


menyenangkan (jika intensitasnya tidak terlalu tinggi) seperti bunyi musik,

sedangkan bunyi yang mempunyai bentuk gelombang yang tidak periodik akan

terdengar sebagai derau (noise) (Haliday dan Resnick, 1997).

Bunyi sebagai gelombang mempunyai sifat-sifat sama dengan sifat-sifat dari

gelombang yaitu:

a. Dapat dipantulkan (refleksi)

Bunyi dapat dipantulkan terjadi apabila bunyi mengenai permukaan benda

yang keras, seperti permukaan dinding batu, semen, besi, kaca dan seng.

Contoh :

- Suara kita yang terdengar lebih keras di dalam gua akibat dari pemantulan

bunyi yang mengenai dinding gua.

- Suara kita di dalam gedung atau studio musik yang tidak menggunakan

peredam suara.

b. Dapat dibiaskan (refiaksi)

Refiaksi adalah pembelokan arah linatasan gelombang setelah melewati

bidang batas antara dua medium yang berbeda.

Contoh : Pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang

hari karena pembiasan gelombang bunyi.

c. Dapat dipadukan (interferensi)

Seperti halnya interferensi cahaya, interferensi bunyi juga memerlukan dua

sumber bunyi yang koheren.

Contoh : Dua pengeras suara yang dihubungkan pada sebuah generator

sinyal (alat pembangkit frekuensi audio) dapat berfungsi sebagai dua

sumber bunyi yang koheren.


d. Dapat dilenturkan (difraksi)

Difraksi adalah peristiwa pelenturan gelombang bunyi ketika melewati

suatu celah sempit.

Contoh : Kita dapat mendengar suara orang diruangan berbeda dan tertutup,

karena bunyi melewati celah-celah sempit yang bisa dilewati bunyi.

b. Karakteristik Bunyi

Yang kita kenal sebagai bunyi sebetulnya ialah gelombang mekanik

longitudinal dengan frekuensi dalam daerah pendengaran kita (frekuensi

audio),yaitu antara 29 Hz sampai kira-kira 20.000 Hz. Gelombang

mekaniklongitudinal dengan frekuensi di bawah daerah pendengaran disebut

gelombang infrasonik dengan frekuensi kurang dari 20 Hz, gelombang

semacam ini biasanya dihasilkan oleh sumber yang besar, misalnya gempa

bumi, guntur, gunung berapi, dan gelombang yang dihasilkan oleh getaran

mesin-mesin yang berat. Gelombang frekuensi rendah ini meskipun tidak dapat

terdengar namun berkerja dengan cara resonansi, sehingga dapat menyebabkan

gerakan dan iritasi yang cukup besar pada organ-organ di dalam tubuh

sehingga menyebabkan kerusakan pada tubuh manusia.

Untuk frekuensi di atas daerah pendengaran, gelombang bunyi yang

frekuensinya di luar jangkauan ini mungkin dapat terdengar mencapai

telinga,tetapi biasanya kita tidak menyadarinya. Gelombang mekanik

longitudilal inidisebut gelombang ulrtasonikyang menlpunyai rentang frekuensi

di atas 20.000 Hz Gelombang ultrasonik ini dapat dihasilkan oleh getaran

mekanik pada kwarsa yang diberi tegangan listrik bolak-balik dengan frekuensi

ultrasonik. Dengan cara-seperti ini orang dapat menghasilkan gelombang

mekanik dengan frekuensi setinggi 6×108 , dengan panjang gelombang kira-

kira sebesar 5×10−3cm, sama besarnya dengan panjang gelombang cahaya.

Gelombang ultrasonik ini sering dipergunakan untuk perneriksaan kualitas

produksi dalam industri danbeberapa aplikasi dalam ilmu kedokteran

(Sutrisno,1979: l9)


Kita dapat mendengar bunyi karena bunyi merambat melalui medium.

Setiap benda mempunyai ciri-ciri tersendiri. Tentunya, kamu dapat

membedakan suara yang kamu dengar. Sebagai contoh, kamu dapat

membedakan suara orang dewasa dan suara anak-anak. Ternyata, setiap bunyi

yang kita dengar mempunyai frekuensi dan amplitudo yang berbeda, meskipun

merambat pada medium yang sama.

1. Desah dan Nada

Berdasarkan keteraturan frekuensinya, bunyi dibedakan menjadi

nada dan desah. Nada adalah bunyi yang frekuensinya teratur, mislanya

bunyi berbagai alat musik. Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak

teratur, misalnya bunyi daun tertiup angin dan bunyi gemuruh ombah. Ada

pula bunyi yang berlangsung sangat singkat tetapi kadang-kadang sangat

kuat. Bunyi demikian disebut dentum, misalnya bunyi meriam, senapan,

dan bom.Tinggi rendahnya nada tergantung pada frekuensinya, sedang

kuat lemahnya nada ditentukan oleh amplitudonya. Berbagai jenis nada

dapat dideteksi dengan garputala. Sebuah garputala mempunyai frekuensi

biasanya sudah tertera pada garputala tersebut.

2. Kekuatan Bunyi

Apakah kekuatan bunyi itu? Bunyi ada yang kuat dan ada yang

lemah. Jika bunyi yang kamu dengar sangat keras dan melebihi ambang

bunyi yang dapat diterima manusia, bunyi ini dapat merusak telingamu.

Untuk mengetahui kekuatan bunyi, lakukan kegiatan kecil berikut.

Petiklah senar gitar sehingga keluar bunyi. Kemudian, pada senar yang

sama, petik kembali senar tersebut dengan simpangan yang agak besar.

Apa yang terjadi? Senar yang dipetik dengan simpangan besar akan

berbunyi lebih kuat daripada dipetik dengan simpangan kecil. Dalam hal

ini, simpangan yang kamu berikan pada senar merupakan amplitudo.

Semakin besar amplitudo, semakin kuat bunyi dan sebaliknya. Jadi

kekuatan bunyi ditentukan oleh besarnya amplitudo bunyi tersebut. Bila

dua sumber bunyi yang kerasnya sama, tetapi jarak antara sumber bunyi


dengan pendengar berbeda maka sumber bunyi yang lebih dekat dengan

pendengar akan terdengar lebih kuat. Faktor-faktor yang memengaruhi

kuat bunyi adalah:

1) amplitudo,

2) jarak sumber bunyi dari pendengar,

3) jenis medium.

3. Timbre ( Warna Bunyi)

Di dalam suatu keramaian, kamu pasti mendengar berbagai macam

bunyi. Ada suara laki-laki, perempuan, anak-anak, dan sebagainya.

Telingamu mampu membedakan bunyibunyi tersebut. Ketika sebuah gitar

dan organ memainkan lagu yang sama, kamu masih dapat membedakan

suara kedua alat musik tersebut. Meskipun kedua alat musik tersebut

mempunyai frekuensi yang sama, tetapi bunyi yang dihasilkan oleh kedua

sumber bunyi tersebut bersifat unik. Keunikan setiap bunyi dengan bunyi

lainnya meskipun mempunyai frekuensi yang sama disebut sebagai warna

bunyi. Dua nada yang mempunyai frekuensi sama tetapi bunyinya berbeda


http://www.crayonpedia.org/mw/Berkas:Keramaian_llullts.jpg

disebut timbre (warna suara). Tembre terjadi karena cara bergetar setiap

sumber bunyi berbeda.Dapatkah kamu menyebutkan contoh lain yang

menunjukkan bahwa bunyi memiliki warna yang berbeda meskipun

frekuensinya sama.

4. Hukum Mersenne

Tinggi nada atau frekuensi nada diselidiki oleh ilmuwan fisika

berkebangsaan Prancis bernama Mersenne (1588-1648). Mersenne

menyelidiki hubungan frekuensi yang dihasilkan oleh senar yang bergetar

dengan panjang senar. Penampang senar, tegangan senar, dan jenis senar.

Alat yang digunakan adalah sonometer.

Frekuensi dawai yang bergetar bergantung pada beberapa faktor, yaitu :

a. Panjang dawai, semakin pendek dawai semakin tinggi frekuensi yang

dihasilkan.

b. Tegangan dawai, semakin tegang dawai, semakin tinggi frekuensi yang

dihasilkan.

c. Massa jenis bahan dawai, semakin besar massa jenis bahan dawai,

semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.

d. Penampang dawai, semakin besar luas penampang dawai, semakin

rendah frekuensi yang dihasilkan.


http://www.crayonpedia.org/mw/Berkas:Frekuensi_nada_senar.jpg

c. Perambatan Bunyi

Telah disebutkan bahwa gelombang bunyi merambat di dalam suatu

medium. Seorang ahli Fisika berkebangsaan Jerman Otto von Guericke (1602–

1806) telah membuktikan bahwa gelombang bunyi merambat memerlukan

medium. Dalam percobaannya, Guericke memasukkan bel ke dalam tabung

yang telah divakumkan dengan cara memompa udaranya keluar tabung. Dia

mendapatkan bahwa ketika bel dimasukkan ke dalam tabung hampa, bunyi bel

tidak dapat terdengar. Hal ini membuktikan bahwa bel dapat terdengar jika ada

udara sebagai medium penghantar gelombang bunyi. Dapatkah bunyi

merambat pada zat cair? Selain udara sebagai penghantar bunyi, zat cair

(contohnya air) pun dapat dijadikan medium untuk menghantarkan bunyi. Ikan

lumba-lumba dapat berkomunikasi dengan sesamanya menggunakan

gelombang bunyi yang dapat diterima sesamanya karena gelombang bunyi

tersebut merambat di dalam air. Perambatan bunyi di dalam air dapat kamu

amati langsung ketika kamu sedang menyelam di dalam air. Misalkan kamu

dan temanmu secara bersama-sama menyelam di dalam air. Kemudian,

temanmu berteriak di dalam air, kamu dapat mendengar teriakan temanmu

tersebut. Selain pada udara dan zat cair, bunyi pun dapat merambat di dalam

zat padat. Jadi, bunyi tidak dapat merambat melalui hampa udara (vakum).

Syarat terjadi dan terdengarnya bunyi adalah sebagai berikut.

a. Ada sumber bunyi (benda yang bergetar).

b. Ada medium (zat antara untuk merambatnya bunyi).

c. Ada penerima bunyi yang berada di dekat atau dalam jangkauan sumber

bunyi.


Berikut gambar untuk mengamati perambatan gelombang bunyi di dalam zat

padat:

d. Cepat Rambat Gelombang Bunyi

Pernahkah kamu melihat halilintar? Kilatan halilintar dan suaranya

tampak tidak terjadi dalam satu waktu. Sebenarnya, kilatan halilintar dan

suaranya terjadi bersamaan. Mengapa kita melihat kilatan halilintar lebih

dahulu, kemudian disusul suaranya? Hal ini berkaitan dengan cepat rambat

gelombang. Halilintar terdiri atas dua gelombang, yaitu gelombang cahaya

yang berupa kilatannya dan gelombang bunyi yang berupa suaranya. Karena

kedua gelombang ini mempunyai cepat rambat gelombang yang berbeda, dua

gelombang ini tampak terjadi beriringan. Ternyata cepat rambat gelombang

cahaya lebih besar dari cepat rambat gelombang bunyi. Oleh karena itu, kilatan

cahaya akan lebih dahulu kita lihat, kemudian disusul suaranya. Hal serupa

juga terjadi ketika kamu mendengar bunyi pesawat di atas kamu, ternyata

pesawat terlihat sudah jauh berada di depan. Hal ini disebabkan cepat rambat


http://www.crayonpedia.org/mw/Berkas:Renggangan.jpg

cahaya lebih besar daripada cepat rambat bunyi. Kecepatan perambatan

gelombang bunyi bergantung pada medium tempat gelombang bunyi tersebut

dirambatkan. Selain itu, kecepatan rambat bunyi juga bergantung pada suhu

me-

Kecepatan perambatan gelombang bunyi di udara bersuhu 0o C akan

berbeda jika bunyi merambat di udara yang bersuhu 25o C.

e. Bunyi pada Instrumen Musik

Skala musik yang digunakan dalam musik dunia barat yang berawal

pada peradaban zarnan Yunani kuno, aslinya terdapat 7 (tujuh) nada dasar pada

sebuah skala. Nada ini disebut dengan suatu nada diatonik dan biasanya musisi

amatir (bukan musisi asili) mengenalnya sebagai do-re-mi-fo-sol-la-si-do-

Skala ini dapat dimainkan dengan tomboi-tombol putih pada papan piano

/keybord, yang dimulai dengan C. Perbandingan frekuensi antara dua nada

yang berurutan disebut suarantara, yang mana mempunyai harga:

c d e f g a b c

9/8 10/9 16/15 9/8 10/9 9/8 16/15

Suarantara yang terkecil yaitu 16/15 disebut suarantara setengah nada

sedangkan 9/8 dan 10/9 disebut suarantara satu nada, susunan nada seperti

diatas disebut tangga nada diatonik. Selain nada tersebut ada juga tangga nada


http://www.crayonpedia.org/mw/Berkas:Kilat_halilintar.jpg

http://www.crayonpedia.org/mw/Berkas:Cepat_arambat_bunyi.jpg

dengan suarantara tetap yang disebut tangga nada kromatik. Interval octaf

dengan prime dibagi menjadi 12 suarantara yang sama, jadi masing-masing

besarnya12√2=1, 06 . Frekuensinya hampir sama dengan tangga nada diatonik

dan diberi nama :

c d e f g a b c

sis dis fis gis ais

(des) (eis) (ges) (as) (bes)

Supaya dapat memainkan berbagai alat musik bersama-sama, tiap nada

harus mempunyai tinggi tertentu, pada tahun 1939 oleh dunia internasional

telah ditetapkan frekuensi sesuatu nada sebagai standar yaitu "A" (standar) atau

"A" (normal) yang memiliki frekuensi 440 Hz sehingga frekuensi deret nada

adalah (Widagdo,60).

do re mi fa sol la si do

c d e f g a b c

262 294 330 349 392 440 494 524

Sebagai mana kita melewati skala diatonik yang berjumlah 8 (delapan)

langkah dari do kembali ke do lagi, berdasarkan alasan ini, jarak antara nada

nya disebut dengan Octav.

Nada adalah bunyi tunggal yang berasal dari sumber bunyi yang

mempunyai ferkuensi tetap. Istilah nada digunakan dalam seni suara dan musik

untuk membedakan dengan bunyi pada umumnya (Sulistiyo,2003: 228). Musik

atau lagu-lagu didasarkan pada nada-nada yang tergabung dalam susunan

tangga nada. Tangga nada diatonik digunakan pada musik barat didasarkan

pada not-not 1,2,3,4,5,6,7, i. Not-not ini diberi nama dengan huruf c, d, e, f g,

a, b, c. Perbandingan frekuensi nada-nada ini adalah : 24. 27, 30, 32, 36, 40,

45,48. Setiap nada mempunyai jarak interval yang teratur yang merupakan

perbandingaa antara frekuensi suatu nada dengan nada lain yang iebih rendah.

Jadi interval merupakan bilangan yang lebih besar dari pada 1 (Widagdo, 58).


f. Sifat-sifat Bunyi

1. Sumber Energi Bunyi

Energi bunyi adalah segala kemampuan yang terjadi akibat adanya

pengaruh bunyi. Bunyi adalah getaran di udara. Benda yang bergetar akan

menghasilkan bunyi. Saat berbicara kita mengeluarkan bunyi. Semua bunyi

itu dihasilkan oleh suatu sumber bunyi.

Bunyi ditimbulkan oleh benda yang bergetar, semakin kuat benda

bergetar semakin kuat bunyi yang ditimbulkannya dan semakin lemah benda

itu bergetar semakin lemah bunyi yang ditimbulkan benda tersebut.

Sumber energi bunyi ada bermacam-macam. Benda-benda yang

menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Kita juga dapat menghasilkan

bunyi karena pita suara.

Alat-alat musik juga merupakan sumber bunyi. Ada bermacam-

macam cara untuk memainkan alat musik agar berbunyi. Misalnya gitar, alat

musik ini akan menghasilkan bunyi jika di petik. Gendang dan drum akan

menghasilkan bunyi ketika dipukul.

Resonansi adalah bergetarnya suatu benda karena getaran benda

lain. Sebagian besar alat musik dilengkapi resonator. Resonator merupakan

ruang udara yang berfungsi untuk memperkuat bunyi. Bunyi akan terdengar

kuat ketika kita berada di dekat sumber bunyi. Bunyi semakin melemah jika

kita menjauhi sumber bunyi. Bunyi yang dihasilkan berbagai benda ada

yang kuat, lemah, melengking dan bernada rendah.

Amplitudo adalah simpangan terbesar dari kedudukan setimbang,

satuannya desibel (dB). Amplitudo inilah yang mempengaruhi keras

lemahnya bunyi. Bunyi yang keras dihasilkan oleh benda-benda yang

amplitudo getarannya besar. Demikian sebaliknya, bunyi lemah dihasilkan

oleh benda yang amplitudo getarannya kecil.

Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam satu detik.

Satuan frekuensi adalah Hertz (Hz). Suatu benda bergetar dengan frekuensi


rendah akan menghasilkan bunyi yang rendah. Getaran berfrekuensi tinggi

akan menghasilkan bunyi yang tinggi atau melengking.

Berdasarkan kuat lemahnya atau frekuensinya, bunyi dibedakan

menjadi tiga jenis, yaitu:

Infrasonik

Infrasonik adalah bunyi yang sangat lemah. Jumlah getaran

bunyinya kurang dari 20 getaran per detik. Kita tidak dapat mendengarkan

bunyi ini. Hanya hewan-hewan seperti jangkrik, angsa, dan anjing yang

dapat mendengarkannya.

Audiosonik

Audiosonik adalah jenis bunyi yang dapat kita dengar. Jumlah getaran

bunyinya berkisar antara 20 sampai 20.000 getaran per detik.

Ultrasonik

Ultrasonik adalah bunyi yang sangat kuat, di atas audiosonik. Jumlah

getaran bunyinya lebih dari 20.000 getaran per detik. Bunyi ini juga tidak

dapat kita dengar. Hewan yang dapat menangkap bunyi ini, misalnya

kelelawar dan lumba-lumba.

Kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudo. Amplitudo ialah

simpangan terjauh dari kedudukan benda pada saat tidak bergetar, sedangkan

tinggi rendahnya bunyi ditentukan oleh frekuensi. Frekuensi adalah

banyaknya getaran yang terjadi dalam satu detik.

Berdasarkan jarak sumber bunyi dan dinding pemantul, maka bunyi

pantul dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu:


1. Gema

Sifat-sifat bunyi pantul adalah sebagai berikut:

a. Bunyi pantul memperkuat bunyi asli yaitu bunyi pantul yang dapat

memperkuat bunyi asli. Biasanya terjadi pada keadaan antara sumber

bunyi dan dinding pantul jaraknya tidak begitu jauh (kurang dari 10

meter). Jarak antara sumber bunyi dan dinding pemantul dekat, sehingga

bunyi pantul terdengar hampir bersamaan dengan bunyi asli sehingga

memperkeras suara asli. Contoh: bila kita berbicara di dalam ruangan

kosong yang tertutup.

b. Gaung adalah bunyi pantul yang terdengar kurang jelas atau tidak sejelas

bunyi aslinya. Biasanya terjadi pada jarak antara 10 sampai 20 meter.

Gaung dapat terjadi di dalam gedung bioskop, gedung konser, atau gedung

pertemuan.

c. Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli, gema

terdengar jelas seperti bunyi aslinya. Biasanya terjadi pada jarak lebih dari

20 meter. Gema akan terjadi jika kita berteriak di tengah-tengah stadion

sepak bola atau lereng bukit. Sifat bunyi pantul ini yaitu memperkuat

bunyi asli. Contohnya suara kita ketika bernyanyi di dalam kamar

mandi.Contoh lainnya : di gua-gua, lembah-lembah, dan bukit-bukit.

2.Sifat-sifat Energi Bunyi

Energi bunyi mempunyai sifat dapat berpindah ke tempat lain dengan

cara merambat melalui media tertentu. Selain itu, bunyi juga dapat

dipantulkan dan dapat diserap.

Bunyi Dapat Merambat Melalui Zat Padat, Zat Cair, dan Gas

Getaran bunyi merambat dalam bentuk gelombang. Oleh karena itu, bunyi

yang merambat disebut gelombang bunyi. Gelombang bunyi dapat merambat

melalui zat padat, cair, dan gas. Perambatan berlangsung paling cepat melalui

udara. Gelombang bunyi tersebut hampir sama seperti gelombang air.


a) Perambatan bunyi melalui benda padat

Bunyi juga dapat merambat melalui benda padat. Perambatan

bunyi melalui benda padat biasanya dimanfaatkan untuk membuat mainan.

Misalnya membuat mainan telepon-teleponan. Pada waktu bermain

telepon-teleponan bunyi merambat melalui benang menuju ke telinga kita.

b) Perambatan bunyi melalui benda cair

Bunyi juga dapat merambat melalui benda cair. Ketika dua batu

diadu di dalam air, bunyi yang ditimbulkan dapat kita dengar. Hal tersebut

menunjukkan bahwa bunyi dapat merambat melalui zat cair. Sifat bunyi

dapat merambat melalui zat cair biasanya dimanfaatkan oleh tim SAR

untuk mencari dan menolong kecelakaan yang terjadi di tengah lautan.

c) Perambatan bunyi melalui gas

Udara merupakan benda gas. Oleh karena itu kita dapat mendengar

suara orang berbicara dan burung berkicau karena getaran suara itu masuk

ke telinga kita. Sama halnya dengan bunyi guntur. Guntur dapat kita

dengar karena getaran suaranya masuk ke telinga kita setelah merambat

melalui udara.

Bunyi tidak dapat merambat di ruang hampa. Hal ini dapat

ditunjukkan dengan sebuah bel listrik yang diletakkan di dalam wadah

yang hampa udara.

Bunyi Dapat Diserap dan Dipantulkan

Ketika merambat ke tempat lain, bunyi dapat mengenai benda-benda

di sekitarnya. Bunyi yang mengenai permukaan suatu benda dapat

dipantulkan ataupun diserap. Jika bunyi mengenai dinding, akan dipantulkan.

Oleh karena itu, bunyi tersebut mengalami pemantulan. Biasanya benda yang

keras, rapat, dan mengkilat bersifat memantulkan bunyi.


Beberapa manfaat gelombang bunyi dalam hal ini adalah pantulan

gelombang bunyi antara lain:

1) Dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut disini yang digunakan

adalah bunyi ultrasonik.

2) Mendeteksi janin dalam rahim, biasanya menggunakan bunyi infrasonik.

3) Mendeteksi keretakan suatu logam dan lain-lain.

4) Diciptakannya speaker termasuk manfaat dari bunyi audiosonik.

g. Filter Frekuensi

Filter adalah adalah sebuah rangkaian yang dirancang agar melewatkan

suatu pita frekuensi tertentu seraya memperlemah semua isyarat di luar pita

tersebut. Filter adalah suatu device yang memilih sinyal listrik berdasarkan

pada frekuensi dari sinyal tersebut. Filter akan melewatkan gelombang/sinyal

listrik pada batasan frekuensi tertentu sehingga apabila terdapat

sinyal/gelombang listrik dengan frekuensi yang lain (tidak sesuai dengan

spesifikasi filter) tidak akan dilewatkan. Rangkaian filter dapat diaplikasikan

secara luas, baik untuk menyaring sinyal pada frekuensi rendah, frekuensi

audio, frekuensi tinggi, atau pada frekuensi-frekuensi tertentu saja. Jenis-jenis

filter frekuensi:

1. Filter Aktif

Filter Aktif yaitu filter yang menggunakan komponen aktif, biasanya

transistor atau penguat operasi (op-amp). Kelebihan filter ini antara lain:

Untuk frekuensi kurang dari 100 kHz, penggunaan induktor (L) dapat

dihindari.

Penguatan dan frekuensinya mudah diatur, selama op-amp masih

memberikan penguatan dan sinyal input tidak sekaku seperti pada

filter pasif. Pada dasarnya filter aktif lebih gampang diatur.

Tidak ada masalah beban, karena tahanan input tinggi dan tahanan

output rendah. Filter aktif tidak membebani sumber input.


a. Low pass Filter

Adalah filter yang digunakan untuk meneruskan sinyal

berfrekuensi rendah dan meredam sinyal berfrekuensi tinggi. Penguatan

tegangan untuk frekuensi lebih rendah dari frekuensi cut off adalah: Av =

- R2 / R1 sementara besarnya frekuensi cut off didapat dari: fC = 1 /

(2.R2C1).

Gambar 1 : Rangkaian dan gelombang frekuensi Low Pass Filter

b. High Pass Filter

Adalah jenis filter yang melewatkan frekuensi tinggi, tetapi

mengurangi amplitudo frekuensi yang lebih rendah daripada frekuensi

cut-off. Penguatan tegangan untuk frekuensi lebih tinggi dari frekuensi

cut off adalah: Av = - R2 / R1 sementara besarnya frekuensi cut off

didapat dari: fC = 1 / (2.R1C1).

Gambar 2: Rangkaian dan gelombang Pass Filter

c. Band Pass Filter (Filter Tolak Tinggi)

Adalah filter yang digunakan terutama di nirkabel pemancar dan

penerima. Fungsi utama filter seperti di pemancar adalah untuk membatasi

bandwidth sinyal output minimum yang diperlukan untuk menyampaikan


http://4.bp.blogspot.com/-yG-lUUOCWfs/U0PMWxKci7I/AAAAAAAAAEo/TOi7kClsAEM/s1600/LPF.png

http://2.bp.blogspot.com/-4SlIu_sNzDw/U0PMhe-WlqI/AAAAAAAAAEw/t7sXkP5tBk8/s1600/HPF.png

data pada kecepatan yang diinginkan dan dalam bentuk yang diinginkan.

Penguatan tegangan untuk pita lolos adalah: Av = (-R2 / R1) (-R4 / R3).

Besarnya frekuensi cut off atas didapat dari: fCH = 1 / (2.R1C1) Besarnya

frekuensi cut off bawah didapat dari: fCL = 1 / (2.R4C2).

Gambar 3: Rangkaian dan gelombang Band Pass Filter

d. Band Stop Filter or Notch Filter (Filter Tolak Rendah)

adalah filter yang melewati frekuensi paling tidak berubah, tetapi

system kerja filter ini dalam rentang tertentu ke tingkat yang sangat

rendah. Ini adalah kebalikan dari filter band-pass.

2. Filter Pasif

Filter ini banyak digunakan untuk memberikan sirkuit seperti

amplifier, osilator dan sirkuit power supply karakteristik frekuensi yang

diperlukan. Beberapa contoh diberikan di bawah ini. Mereka

menggunakan kombinasi dari R, L dan C.

Jenis-jenis filter pasif:

a. Low Pass Filter

Adalah filter yang digunakan untuk menghapus atau menipiskan

frekuensi yang lebih tinggi di sirkuit seperti amplifier audio, system ini

memberikan respon frekuensi yang diperlukan untuk rangkaian penguat.

Teknik ini dapat digunakan dalam penguat audio sebagai "TONE" atau

"TREBLE CUT" kontrol.


http://4.bp.blogspot.com/-aU7YD7EQ94c/U0PMoCdnZtI/AAAAAAAAAE4/z9F0SYgWuXQ/s1600/BPF.png

b. High Pass Filter

Adalah filter yang digunakan untuk menghilangkan atau meredam

frekuensi yang lebih rendah di amplifier, terutama audio amplifier mana ia

dapat disebut "BASS CUT" sirkuit.

c. Band Pass Filter

Adalah filter yang mengizinkan hanya sebuah band frekuensi yang

diperlukan untuk lulus, dan menolak sinyal di semua frekuensi di atas dan

di bawah band ini. Desain tertentu disebut filter T karena cara komponen

digambar dalam diagram skematik. Filter T terdiri dari tiga unsur, dua seri

terhubung LC sirkuit antara input dan output, yang membentuk jalan

impedansi rendah untuk sinyal dari frekuensi yang diperlukan, namun

memiliki impedansi tinggi untuk semua frekuensi lainnya.

d. Stop Pass Filter

Filter ini mempuyai prisip kerja kebalikan dari band pass filter,

yaitu ada dua paralel LC sirkuit di jalur sinyal untuk membentuk

impedansi tinggi pada frekuensi sinyal yang tidak diinginkan.


BAB III

METODE PENELITIAN, ALAT DAN BAHAN,

DAN PROSEDUR KERJA

A. Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan yaitu dengan cara eksperimen,

maksudnya disini instrumen yang digunaklan dalam eksperimen ini adalah system

akuisisi data berbasis komputer yang di kenal dengan istilah system Spectra Plus.

Subjek eksperimen ini yakni menggunakan rekaman suara manusia pada

nada dasar “La” dengan peak frekuensi 440 Hz. Kemudian dari rekaman

bunyi/suara yang diperoleh dilakukan analisis menggunakan spectrum dan time

series yang sudah tersedia dalam software spectra plus. Kemudian analisis nilai

frekuensi dan amplitudonya dari grafik spectrum tersebut lalu ambil dan disajikan

dalam bentuk tabel, lalu di analisis untuk mengetahui hubungan antara frekuensi

dan amplitudo serta pengaruh keduanya terhadap bunyi/suara. Selainitu juga

analisis time series serta data dari tabel time seriesnya untuk melihat hubungan

tegangan dengan waktu grafik tersebut.

C. Alat dan Bahan

Alat

1. Laptop

2. Software spectra plus

3. Software microsoft office excel

Bahan

1. Rekaman suara pada nada dasar “La”

D. Prosedur Kerja

Dalam melakukan penelitian gelombang menggunakan software spectra

plus di lakukan langkah-langkah berikut ini :

1. Merekam suara peneliti dengan nada dasar la sampai menghasilkan peak

frekuensi (440 Hz).


2. Menampilkan hasil rekaman grafik di time seriesnya menggunakan spectra

plus.

3. Menampilkan frekuensi puncaknya atau peak frekuensi

4. Mengambil data dari grafik hubungan tegangan dan waktu grafik tersebut.

Dengan cara klik kanan grafik yang telah di pilih pada jarak rentang

waktu, lalu klik kanan pilih copy as takes dan copy pastekan ke dalam

microsoft office excel.


BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Salah satu hasil pengukuran frekuensi dan amplitudo serta bentuk

gelombang menggunakan software spectra plus dengan nada dasar “La”

menghasilkan peak frekuensi 432 Hz yaitu seperti pada gambar 1 dan gambar 2.

Gambar 1. Spectrum Plot

Gambar 2. Bentuk Salah Satu Gelombang yang

Beraturan Pada Spectrum Plot


Setelah data disajikan dalam grafik kemudian data disajikan dalam bentuk

tabel supaya memudahkan untuk menganalisis nilai frekuensi dan amplitudo dari

grafik tersebut.

Tabel 1. Nilai frekuensi dan amplitudo

Kemudian dari tabel tersebut di sajikan ke dalam bentuk grafik sehingga

akan membentuk pola grafik seperti berikut :


No Frekuensi ( Hz) Amplitudo (dB)

1. 6.962.891 -85.989.273

2. 6.972.656 -74.655.899

3. 6.982.422 -75.484.680

4. 6.992.188 -78.304.321

5. 7.001.953 -71.174.957

6. 7.011.719 -81.239.441

7. 7.021.484 -78.953.773

8. 7.031.250 -72.953.613

9. 7.041.016 -77.263.344

10. 7.050.781 -70.076.447

11. 7.060.547 -68.505.791

12. 7.070.313 -74.853.218

13. 7.080.078 -79.107.735

14. 7.089.844 -73.102.982

15. 7.099.609 -74.907.135

16. 7.109.375 -87.430.374

1 3 5 7 9 11 13 15

-100,000,000

-80,000,000

-60,000,000

-40,000,000

-20,000,000

0

20,000,000

;Freq(Hz)Relative Amplitude (dBr): Channel 0

Gambar 3. Grafik Dari Tabel Frekuensi Dan Amplitudo

1 2 3

-100,000,000

-80,000,000

-60,000,000

-40,000,000

-20,000,000

0

20,000,000

;Freq(Hz)Relative Amplitude (dBr): Channel 0

Gambar 4. Grafik High Pass Filter

Kemudian setelah mengetahui grafik frekuensi dan amplitudo, ambil data

time seriesnya untuk mengetahui hubungan tegangan dan waktu grafik tersebut.

Berikut gambar grafik time seriesnya:


Gambar 5 . Grafik Time Series

Gambar 6. Grafik Time Series Pada Salah Satu Bentuk Gelombang

Tabel 2. Data dari Time Series


No Milliseconds Left

1 0.000000 -16.1442 0.125000 -50.0203 0.250000 -63.1734 0.375000 -55.6355 0.500000 -31.3436 0.625000 -0.00927 0.750000 20.5088 0.875000 25.2399 1.000.000 26.09310 1.125.000 24.20111 1.250.000 -0.250312 1.375.000 -35.21813 1.500.000 -40.31514 1.625.000 -32.28915 1.750.000 -12.11616 1.875.000 17.82317 2.000.000 16.87718 2.125.000 -0.604319 2.250.000 -28.74820 2.375.000 -56.36821 2.500.000 -55.42222 2.625.000 -48.21923 2.750.000 -29.54224 2.875.000 0.247225 3.000.000 23.652

B. Pembahasan


Berdasarkan gambar 1. dapat di lihat bahwa suatu suara tidak pernah diam

tetapi terus berubah menurut waktu. Ini berarti bahwa setiap amplitudo sinusoid

berubah sehingga bentuk grafik yang mewakili spektrum juga berubah. Ini

menjelaskan apa yang kita lihat ketika kita memperhatikan analisa spektrum

dengan LED-nya yang menyala-nyala. LED itu sebenarnya menunjukkan

amplitudo dari sinusoid-sinusoid dalam spektrum.

Dari data –data diatas dapat di ketahui juga bahwa nada dasar “La”

memang memiliki nada standar dengan peak frekuensi 440 Hz. Hal ini juga di

karenakan pada tahun 1939 oleh dunia internasional telah ditetapkan frekuensi

sesuatu nada sebagai standar yaitu "A" (standar) atau "A" (normal) yang memiliki

frekuensi 440 Hz sehingga frekuensi deret nada adalah (Widagdo,60).

do re mi fa sol la si do

c d e f g a b c

262 294 330 349 392 440 494 524

Berdasarkan teori itu juga saya menganalisis dari data-data penelitian

maupun rekaman, bahwa pada frekuensi nada dasar “La” frekuensinya rata-rata

standar pada saat direkam berkisar 432 Hz sampai 434 Hz. Sehingga nada dasar la

dikatakan relatif stabil.

Dari penelitian ini juga saya mendapati bahwa kenapa ketika seseorang

mengambil nada dasar “La” di katakan sebagai sebuah nada dasar dari sebuah

deret nada. Hal ini dikarenakan nada adalah bunyi tunggal yang berasal dari

sumber bunyi yang mempunyai ferkuensi tetap. Istilah nada digunakan dalam seni

suara dan musik untuk membedakan dengan bunyi pada umumnya .

Dari percobaan penelitian suara juga dapat di analisis bahwa benda yang

bergetar akan menghasilkan bunyi. Saat berbicara kita mengeluarkan bunyi.

Semua bunyi itu dihasilkan oleh suatu sumber bunyi.

Kemudian seperti pada gambar 1. dapat di lihat bahwa didalam software

spectrum plot dapat terlihat ada banyak getaran/ gelombang yang ada didalamnya.

Oleh karena itu, berdasarkan data gelombang tersebut dapat disimpulkan bahwa

bunyi ditimbulkan oleh benda yang bergetar, semakin kuat benda bergetar


semakin kuat bunyi yang ditimbulkannya dan semakin lemah benda itu bergetar

semakin lemah bunyi yang ditimbulkan benda tersebut.

Nada dasar “La” memiliki peak frekuensi 440 Hz, sehingga frekuensi nada

dasar “La’ ini termasuk jenis bunyi audiosonik . Hal ini berdasarkan teori tentang

macam-macam bunyi yang di klasifikasikan berdasarkan kuat lemahnya atau

frekuensinya yaitu :

Infrasonik

Infrasonik adalah bunyi yang sangat lemah. Jumlah getaran bunyinya

kurang dari 20 Hz getaran per detik. Kita tidak dapat mendengarkan bunyi

ini. Hanya hewan-hewan seperti jangkrik, angsa, dan anjing yang dapat

mendengarkannya.

Audiosonik

Audiosonik adalah jenis bunyi yang dapat kita dengar. Jumlah getaran

bunyinya berkisar antara 20 Hz sampai 20.000 Hz getaran per detik.

Ultrasonik

Ultrasonik adalah bunyi yang sangat kuat, di atas audiosonik. Jumlah

getaran bunyinya lebih dari 20.000 Hz getaran per detik. Bunyi ini juga tidak

dapat kita dengar. Hewan yang dapat menangkap bunyi ini, misalnya

kelelawar dan lumba-lumba.

Berdasarkan penelitian itu juga saya menganalisis bahwa amplitudo dan

frekuensi mempengaruhi kuat lemahnya bunyi seperti yang terlihat pada gambar 1

dan gambar 2. Hal ini di karenakan:

Amplitudo adalah simpangan terbesar dari kedudukan setimbang, satuannya

desibel (dB). Amplitudo inilah yang mempengaruhi keras lemahnya bunyi.

Bunyi yang keras dihasilkan oleh benda-benda yang amplitudo getarannya

besar. Demikian sebaliknya, bunyi lemah dihasilkan oleh benda yang

amplitudo getarannya kecil.


Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam satu detik. Satuan

frekuensi adalah Hertz (Hz). Suatu benda bergetar dengan frekuensi rendah

akan menghasilkan bunyi yang rendah. Getaran berfrekuensi tinggi akan

menghasilkan bunyi yang tinggi atau melengking.

Seperti yang terlihat pada gambar 1 dan 2 serta tabel 1 terlihat bahwa, jika

frekuensi dan amplitudonya semakin tinggi sehingga suara/bunyi yang di

hasilkan semakin tinggi terlihat pada bentuk gelombangnya. Hal inilah di

katakan bahwa frekuensi dan amplitudo mempengaruhi kuat lemahnya bunyi.

Selain itu juga dengan adanya amplitudo dan frekuensi membuat suara terdengar

menjadi lebih enak/indah karena suara yang terdengar akan lebih teratur.

Berdasarkan tabel 1. Frekuensi dan amplitudo juga dapat kita buat grafik

dari data tabel tersebut seperti yang terlihat pada gambar 3 dan 4 , dari grafik

tersebut dapat terlihat bahwa grafik tersebut termasuk grafik high pass filter. Hal

ini di karenakan high pass filter dalah jenis filter yang melewatkan frekuensi

tinggi, tetapi mengurangi amplitudo frekuensi yang lebih rendah dari pada

frekuensi cut-off.

Berdasarkan tabel 2., gambar 5 dan gambar 6 mengenai data time

seriesnya dapat dianalisis bahwa cepat rambat gelombang bunyi selalu berubah

tiap satuan waktunya . Berdasarkan data tabel tersebut cepat rambat gelombang

bunyi bertambah menjadi 0.125 m/s tiap getarannya. Karena itulah juga frekuensi

dan amplitudonya selalu berubah tiap getarannya.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN


A. Kesimpulan

Dari hasil penelitian menggunakan software spectra plus dapat disimpulkan :

Software spectra plus dapat digunakan untuk menganalisis gelombang,

frekuensi maupun amplitudo . Sehingga dapat membuat data lebih akurat

dibandingkan jika meneliti secara manual.

Amplitudo dan frekuensi sangat mempengaruhi kuat lamahnya bunyi,

tinggi rendahnya bunyi hal ini di karenakan amplitudo adalah simpangan

terbesar dari kedudukan setimbang, satuannya desibel (dB). Amplitudo

inilah yang mempengaruhi keras lemahnya bunyi. Bunyi yang keras

dihasilkan oleh benda-benda yang amplitudo getarannya besar. Demikian

sebaliknya, bunyi lemah dihasilkan oleh benda yang amplitudo getarannya

kecil. Kemudian frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam

satu detik. Satuan frekuensi adalah Hertz (Hz). Suatu benda bergetar

dengan frekuensi rendah akan menghasilkan bunyi yang rendah. Getaran

berfrekuensi tinggi akan menghasilkan bunyi yang tinggi atau melengking.

Hubungan antara frekuensi dan amplitudo:

Amplitudo adalah simpangan terbesar dari titik setimbang.

frekuensi adalah banyaknya getaran yang dilakukan tiap satu satuan waktu.

Sehingga dengan adanya amplitudo dan frekuensi lagu/nada menjadi lebih

enak untuk didengar.

Cepat rambat gelombang bunyi selalu berubah tiap satuan waktunya , hal

ini lah yang menyebabkan cepat rambat pada gelombang bunyi tersebut

berbeda-beda dan mengahsilkan frekuensi serta amplitudo yang berbeda.

B. Saran


Untuk penelitian lebih lanjut diharapkan dapat memperbaiki kekurangan yang

ada. Untuk itu disarankan sebagai berikut :

1. Dapat dilakukan penelitian dengan menggunakan metode lain, sehingga bisa

dibandingkan tingkat akurasi serta kebenaran megenai peak frekuensi pada

nada dasar la. Selain itu juga untuk mengetahui metode apa yang lebih baik

digunakan.

2. Dapat melakukan penelitian pada nada dasar lainnya tidak hanya pada nada

dasar la, supaya kita dapat membandingkan nilai-nilai pada nada dasar

lainnya. Dengan demikian akan lebih banyak lagi pengetahuan yang didapat

dan akan lebih akurat hasil penelitiannya karena semakin banyak penelitian

semakin banyak juga data yang diperoleh sehingga dapat membandingkan data

satu dengan yang lainnya kemudian dapat disimpulkan dan akan menghasilkan

sebuah penelitian yang lebih sempurna dan tepat.


DAFTAR PUSTAKA

Giancoli. D. C. 1998. Fisika Jilid l. Erlangga: Jakarta.

Resnick, R. dan Halliday, D.1997. Fisika .Jilid 2. Erlangga : Jakarta.

Sutrisno.1979. Seri Fisika Dasar Gelombang dan Optik. ITB : Bandung.

Tipler, P. A. 2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jilid 1. Erlangga : Jakarta.

Young, H. D dan Freedman, R. A. 2000. Fisika Universitas. jilid 2. Jakarta:

Elangga



Documents

PENELITIAN GELOMBANG 1