DIFRAKSI SUARA: TERDIRI DARI APA, CONTOH, APLIKASI - FISIK - 2024

The suara difraksi adalah fenomena yang terjadi ketika kurva suara dan beraikan sekitar pembukaan atau hambatan. Ini adalah sesuatu yang umum untuk semua gelombang: ketika gelombang suara mencapai bukaan atau penghalang, titik-titik bidangnya menjadi sumber dan memancarkan yang terdifraksi lainnya.

Suara tepatnya merupakan gelombang tekanan yang bergerak melalui udara dan juga melalui air dan benda padat. Tidak seperti cahaya, yang juga merupakan gelombang, suara tidak dapat merambat melalui ruang hampa. Ini karena cahaya bekerja 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 hubungannya dengan panjang gelombang: difraksi lebih kuat bila hambatan memiliki dimensi yang sebanding dengan panjang gelombang.

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

Perbedaan besar dalam skala panjang gelombang antara suara dan cahaya ada di balik fakta bahwa kita dapat mendengarkan percakapan di sekitar sudut tanpa dapat mengamati orang-orang yang sedang berbicara.

Dan suaranya mampu melengkung di sekitar sudut, sementara cahayanya terus lurus. Fenomena kelengkungan dalam perambatan gelombang suara ini justru merupakan difraksi suara.

Suara

Suara dipahami sebagai gelombang tekanan yang merambat di udara dan termasuk dalam jangkauan suara.

Rentang suara ke telinga manusia muda yang mengalami gangguan pendengaran adalah antara 20 Hz dan 20.000 Hz. Kisaran ini cenderung menyempit seiring bertambahnya usia.

Nada atau frekuensi rendah antara 20 Hz dan 256 Hz. Nada tengah antara 256 Hz hingga 2000 Hz. Dan nada tinggi adalah antara 2 kHz dan 20 kHz.

Kecepatan suara di udara pada tekanan atmosfer 1 atm dan 0º C adalah 331 m / s. Hubungan antara kecepatan v rambat gelombang dengan panjang gelombang λ dan frekuensinya adalah sebagai berikut:

v = λ⋅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 suara

Pintu auditorium yang terbuka

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

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

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

Suara bass memiliki panjang gelombang yang panjang sehingga 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 menghasilkan bayangan suara di belakangnya.

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

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

Band musisi di jalan

Sekelompok musisi yang bermain di jalan bisa terdengar dari persimpangan jalan yang tidak bisa dilihat artis.

Alasannya, seperti yang kami katakan sebelumnya, adalah bahwa arah suara dapat membelok dan melewati sudut, sedangkan cahaya bergerak dalam garis lurus.

Namun, efek ini tidak sama untuk semua panjang gelombang. Gelombang panjang terdifraksi atau dua kali lipat lebih banyak dari panjang gelombang pendek.

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

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

Selain itu, nada rendah dengan panjang gelombang panjang berkurang dengan jarak yang lebih sedikit dibandingkan dengan suara frekuensi tinggi dengan panjang gelombang pendek.

Hewan yang memanfaatkan frekuensi rendah

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

Penerapan difraksi suara

Area pendengaran meningkat

Agar loudspeaker memiliki area pendengaran yang luas, lebar speaker harus kurang 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 tanduk dispersi, diafragma kecil dan bentuknya yang membuat suara menguat, memanfaatkan fenomena difraksi suara.

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

Pemasangan yang benar dari speaker jenis 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 tercapai.

Referensi

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