Dokumen tersebut membahas tentang gelombang dan bunyi. Gelombang dapat berupa transversal atau longitudinal, dan dapat bergerak di berbagai medium seperti udara, air, atau logam. Bunyi merupakan contoh gelombang longitudinal yang dapat didengar oleh manusia dan hewan dengan frekuensi tertentu. Bunyi dihasilkan oleh getaran benda dan dapat dipengaruhi oleh suhu dan kepadatan medium.

1. MATERI GELOMBANG
A. GELOMBANG
1. Pengertian Gelombang
Gelombang adalah bentuk dari getaran yang merambat pada suatu medium. Pada
gelombang yang merambat adalah gelombangnya, bukan zat medium perantaranya. Satu
gelombang dapat dilihat panjangnya dengan menghitung jarak antara lembah dan bukit
(gelombang tranversal) atau menhitung jarak antara satu rapatan dengan satu renggangan
(gelombang longitudinal). Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh
gelombang dalam waktu satu detik.
2. Jenis-Jenis Gelombang
Menurut arah getarnya:
 Gelombang transversal
Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan
arah rambatannya. Satu gelombang terdiri atas satu lembah dan satu bukit, misalnya
seperti riak gelombang air, benang yang digetarkan, dsb.
 Gelombang longitudinal

2. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang merambat dalam arah yang
berimpitan dengan arah getaran pada tiap bagian yang ada. Gelombang yang terjadi
berupa rapatan dan renggangan. Contoh gelombang longitudinal seperti slingki /
pegas yang ditarik ke samping lalu dilepas.
Contoh gelombang longitudinal :
- gelombang pada slinki yang diikatkan kedua ujungnya pada statif kemudian diberikan
usikan pada salah satu ujungnya
Menurut amplitudo dan fasenya :
 Gelombang berjalan adalah gelombang yang amplitudo dan fasenya sama di setiap
titik yang dilalui gelombng.
 Gelombng diam (stasioner) adalah gelombang yang amplitudo dan fasenya berubah
(tidak sama) di setiap titik yang dilalui gelombang.
Menurut medium perantaranya:

3.  Gelombang mekanik adalah gelombang yang didalam perambatannya memerlukan
medium perantara. Hampir semua gelombang merupakan gelombang mekanik.
Contoh gelombang mekanik :
- Gelombang yang terjadi pada tali jika salah satu ujungnya digerak-gerakkan.
- Gelombang yang terjadi pada permukaan air jika diberikan usikan padanya ( misal
dengan menjatuhkan batu di atas permukaan air kolam yang tenang ).
 Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang didalam perambatannya tidak
memerlukan medium perantara. Contoh : sinar gamma (γ), sinar X, sinar ultra violet,
cahaya tampak, infra merah, gelombang radar, gelombang TV, gelombang radio.
3. Pengertian Panjang Gelombang
Panjang satu gelombang sama dengan jarak yang ditempuh dalam waktu satu periode.
1) Panjang gelombang dari gelombang transversal
Perhatikan ilustrasi berikut!

4. Pada gelombang transversal, satu gelombang terdiri atas 3 simpul dan 2 perut. Jarak antara
dua simpul atau dua perut yang berurutan disebut setengah panjang gelombang atau ½ λ
(lamda),
2) Panjang gelombang dari gelombang longitudinal
Pada gelombang longitudinal, satu gelombang (1l) terdiri dari 1 rapatan dan 1 reggangan.
4. Cepat Rambat Gelombang
Jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu sekon disebut cepat rambat
gelombang. Cepat rambat gelombang dilambangkan dengan v dan satuannya m/s atau m s-1.
Hubungan antara v, f, λ, dan T adalah sebagai berikut :
Keterangan :
λ= panjang gelombang , satuannya meter ( m )

5. v = kecepatan rambatan gelombang, satuannya meter / sekon ( ms-1 )
T = periode gelombang , satuannya detik atau sekon ( s )
f = frekuensi gelombang, satuannya 1/detik atau 1/sekon ( s-1 )
5. Pemantulan Gelombang
Jika gelombang melalui suatu rintangan atau hambatan, misalnya benda padat, maka
gelombang tersebut akan dipantulkan. Pemantulan ini merupakan salah satu sifat dari
gelombang.
Berikut ini adalah contoh pemantulan pada gelombang tali
Pemantulan ujung terikat

6. Pemantulan ujung bebas
Pemantulan gelombang pada ujung tetap akan mengalami perubahan bentuk atau fase. Akan
tetapi pemantulan gelombang pada ujung bebas tidak mengubah bentuk atau fasenya.
B. GELOMBANG BUNYI
Bunyi adalah salah satu gelombang, yaitu gelombang longitudinal. Gelombang
longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar atau berimpit dengan arah
getarnya. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang pada slinki dan gelombang
bunyi di udara. Dalam perambatannya gelombang bunyi berbentuk rapatan dan renggangan
yang dibentuk oleh partikel-partikel perantara bunyi. Apabila gelombang bunyi merambat di
udara, perantaranya adalah partikel-partikel udara. Gelombang bunyi tidak dapat merambat di
dalam ruang hampa udara karena dalam ruang udara tidak ada partikel-partikel udara.
1. Sifat-sifat Gelombang bunyi
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.

7. 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.
2. Sumber Bunyi
Sumber bunyi adalah semua benda yang bergetar dan menghasilkan suara merambat
melalui
medium atau zat perantara sampai ketelinga.
Bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar. Hal-hal yang membuktikan bahwa bunyi
dihasilkan oleh benda yang bergetar adalah :
1. Ujung penggaris yang digetarkan menimbulkan bunyi.
2. Pada saat berteriak, jika leher kita dipegangi akan terasa bergetar.
3. Dawai gitar yang dipetik akan bergetar dan menimbulkan bunyi.
4. Kulit pada bedug atau gendang saat dipukul tampak bergetar.
Bunyi terjadi jika terpenuhi tiga syarat, yaitu :
 Sumber Bunyi
Benda-benda yang dapat menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Contoh sumber
bunyi adalah berbagai alat musik, seperti gitar, biola, piano, drum, terompet dan seruling.
 Zat Perantara (Medium)
Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang tidak tampak. Bunyi hanya
dapat merambat melalui medium perantara. Contohnya udara, air, dan kayu. Tanpa
medium perantara bunyi tidak dapat merambat sehingga tidak akan terdengar.
Berdasarkan penelitian, zat padat merupakan medium perambatan bunyi yang paling baik
dibandingkan zat cair dan gas.
 Pendengar
Bunyi dapat didengar apabila ada pendengar. Manusia dilengkapi indra pendengar, yaitu
telinga sebagai alat pendengar.

8. Getaran yang berasal dari benda-benda yang bergetar, sampai ke telinga kita pada
umumnya melalui udara dalam bentuk gelombang. Karena gelombang yang dapat berada
di udara hanya gelombang longitudinal, maka bunyi merambat melalui udara selalu dalam
bentuk gelombang longitudinal. Kita perlu ingat bahwa gelombang longitudinal adalah
perapatan dan perenggangan yang dapat merambat melalui ketiga wujud zat yaitu : wujud
padat, cair dan gas.
Ada tiga aspek dari bunyi sebagai berikut :
 Bunyi dihasilkan oleh suatu sumber seperti gelombang yang lain, sumber bunyi adalah
benda yang bergetar.
 Energi dipindahkan dan sumber bunyi dalam bentuk gelombang longitudinal.
 Bunyi dideteksi (dikenal) oleh telinga atau suatu instrumen cepat rambat gelombang
bunyi di udara dipengaruhi oleh suhu dan massa jenis zat.
3. Frekuensi Bunyi
Berdasarkan frekuensinya, bunyi dapat digolongkan menjadi tiga, yaitu :
1. Infrasonik, adalah bunyi yang frekuensinya di bawah 20 Hz.
2. Audiosonik, adalah bunyi yang frekuensinya antara 20 – 20.000 Hz.
3. Ultrasonik, adalah bunyi yang frekuensinya di atas 20.000 Hz.
Telinga manusia mempunyai batas pendengaran. Bunyi yang dapat didengar manusia adalah
bunyi dengan frekuensi 20 Hz sampai 20.000 Hz, yaitu audiosonik. Infrasonik dan ultrasonik
tidak dapat didengar oleh manusia. Infrasonik dapat didengar anjing, jangkrik, angsa, dan
kuda. Ultrasonik dapat didengar oleh kelelawar dan lumba-lumba.
Adapun kegunaan gelombang ultrasonik adalah sebagai berikut :
a. Kelelawar
Gelombang ultrasonik yang dipancarkan oleh kelelawar mengetahui jarak suatu benda
terhadap dirinya berdasarkan selang waktu yang diperlukan oleh gelombang pancar untuk
kembali ke kelelawar. Itulah sebabnya kelelawar yang terbang malam tidak pernah menabrak
benda-benda yang ada disekitarnya.
b. Mengukur kedalaman laut atau kedalaman gua
Teknik pantulan pulsa ultrasonik dapat dimanfaatkan untuk mengukur kedalaman laut di
bawah kapal. Pulsa ultrasonik dipancarkan dan pantulan pulsa ultrasonik diterima oleh
alat atau instrumen yang disebut Fathometer.

9. Ketika pulsa ultrasonik dipancarkan oleh Fathometer mengenai dasar laut, maka pulsa
ultrasonik dipantulkan dan diterima kembali oleh Fathometer.
Dengan mengukur atau mencatat selang waktu antara saat pulsa dikirim dan saat pulsa pantul
diterima, maka kedalaman air di bawah kapal dapat dihitung.
c. Mendeteksi kerusakan logam
Selain dimanfaatkan untuk mengetahui kedalaman laut dan gua, gelombang ultrasonik juga
bisa dimanfaatkan untuk mendeteksi kerusakan logam yang berada di dalam tanah,
misalnya pipa air dan lain-lain.
Ketika pulsa-pulsa gelombang bunyi menumbuk sebuah logam yang rusak, maka pulsa-pulsa
itu sebagian dipantulkan dan sebagian lagi diteruskan. Pulsan-pulsa yang dipantulkan itu
terjadi karena mengenai suatu pembatas yang memiliki massa jenis yang berbeda. Pantulan-
pantulan pulsa tersbeut diterima alat pendeteksi, sehingga kerusakan pada logam dapat
diketahui.
d. Penggunaan dalam bidang kedokteran
Pemeriksaan untuk melihat bagian dalam tubuh manusia dengan menggunakan pulsa-pulsa
ultrasonik dinamakan USG (ultrasonografi).
Dalam tubuh manusia, pulsa-pulsa ultrasonik dipantulkan oleh jaringan-jaringan, tulang-
tulang dan cairan tubuh dengan massa jenis berbeda. Memantulkan pulsa-ulsa ultrasonik yang
dipancarkan dapat menghasilkan gambar-gambar bagian tubuh yang dijumpai oleh pulsa-
pulsa ultrasonik pada layar Osiloskop.
Ultrasonik terutama berguna dalam diagnosis kedokteran karena beberapa hal sebagai
berikut:
- Ultrasonik jauh lebih aman daripada sinar – X yang dapat merusak sel-sel tubuh manusia
karena ionisasi, maka ultrasonik lebih aman digunakan untuk melihat janin dalam perut ibu
dibandingkan sinar – X.
- Ultrasonik ddapat digunakan terus-menerus unuk melihat pergerakan janin atau lever
seseorang, tanpa melukai atau menimbulkan resiko terhadap pasien.
- Ultrasonik dapat mengukur kedalaman suatu benda di bawah permukaan kulit, sedangkan
gambar yang dihasilkan sinar – X adalah datar tanpa ada petunjuk tentang kedalamannya.
- Ultrasonik dapat mendeteksi perbedaan jaringan-jaringan dalam tubuh yang tidak dapat
dilakukan sinar – X. Dengan ini ultrasonik kadang-kadang mampu menemukan tumor atau
gumpalan dalam tubuh manusia.

10. Dalam medium udara, bunyi mempunyai dua sifat khusus, yaitu :
1. Cepat rambat bunyi tidak bergantung pada tekanan udara, artinya jika terjadi perubahan
tekanan udara, cepat rambat bunyi tidak berubah.
2. Cepat rambat bunyi bergantung pada suhu. Makin tinggi suhu udara, makin besar cepat
rambat bunyi. Pada tempat yang tinggi, cepat rambut bunyi lebih rendah, karena suhu
udaranya lebih rendah, bukan karena tekanan udara yang rendah.
4. Karakteristik Bunyi
 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, sednag kuat lemahnya nada
ditentukan oleh amplitudonya. Berbagai jenis nada dapat dideteksi dengan garputala.
Sebuah garputala mempunyai frekuensi biasanya sudah tertera pada garputala tersebut.
 Warna bunyi (timbre)
Nada yang dihasilkan oleh alat musik mempunyai karakteristik tertentu, sehingga kita
dapat dengan mudah membeda-bedakan nada yang dihasilkan oleh piano dan gitar,
seruling dan terompet, atau suara laki-laki dan suara perempuan, meskipun frekuensi
nadanya sama.
Dua nada yang mempunyai frekuensi sama tetapi bunyinya berbeda disebut timbre
(warna suara). Tembre terjadi karena cara bergetar setiap sumber bunyi berbeda.
 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.

11. 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.
5. Resonansi
Jika dua buah garputala berfrekuensi sama salah satunya digetarkan (dibunyikan)
kemudian didekatkan ke garputala yang lain, maka garputala yang lain tersebut akan ikut
bergetar.
Peristiwa ikut bergetarnya suatu benda ketika benda lain di dekatnya digetarkan disebut
resonansi. Syarat terjadinya resonansi adalah frekuensi benda yang bergetar sama dengan
frekuensi alami benda yang ikut bergetar. Peristiwa resonansi juga dapat dilihat pada ayunan
bandul yang tergantung. Jika bandul kamu ayunkan, bandul akan bergetar dengan frekuensi
alamiahnya. Bandul yang panjang talinya sama akan bergetar dengan frekuensi alamiah yang
sama.
Keuntungan dan kerugian adanya resonansi
Beberapa keuntungan adanya resonansi bunyi adalah sebagai berikut :
a. pada telinga kita terdapat kolom udara yang disebut kanal pendengaran yang akan
memperuat bunyi yang kita dengar.
b. Adanya ruang resonansi pada gitar, biola, saron, kolintang, dan kentongan dapat
memperkeras bunyi alat-alat tersebut.
c. Kantung udara yang dimiliki katak pohon dna katak sawah dapat memperkeras bunyi yang
dihasilkan.
Contoh-contoh kerugian akibat resonansi antara lain :
a. Suara tinggi seorang penyanyi dapat memecahkan gelas yang berbentuk piala karena gelas
berresonansi.
b. Dentuman bom atau mesin pesawat supersonik dapat memecahkan kaca-kaca jendela
bangunan.
c. Bunyi yang terlalu kuat dapat memecahkan telinga kita.
d. Pengaruh kecepatan angin pada sbeuah jembatan di Selat Tacoma, Amerika Serikat,
menghasilkan resonansi yang menyebabkan jembatan roboh.
6. Pemantulan Bunyi

12. Gelombang bunyi dapat dipantulkan dan diserap. Sebagian besar bunyi dipantulkan
jika mengenai permukaan benda yang keras, seperti permukaan dinding batu atau semen,
besi, kaca, dan seng. Sebaliknya, sebagian besar bunyi akan diserap jika mengenai
permukaan benda yang lunak, misalnya kain, karet, busa, gabus, karpet, dan wol (benda-
benda peredam bunyi).
 Hukum pemantulan bunyi
Hukum pemantulan bunyi dapat dijelaskan sebagai berikut :
a. Bunyi datang, buny pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.
b. Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul.
 Macam-macam bunyi pantul
a. Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli
Bunyi pantul memperkuat bunyi asli terjadi apabila bunyi pantul terdengar hampir
bersamaan, sehingga bunyi asli menjadi lebih keras. Bunyi ini akan terjadi apabila jarak
dinding terhadap sumber bunyi kurang dari 10 meter. Contohnya suara kita akan terdengar
lebih keras di dalam kamar atau amar mandi dna bunyi kereta api bertambah keras di dalam
terowongan.
b. Gaung atau kerdam
Gaung atau kerdam terjadi jika jarak dinding terhadpa sumber bunyi agak jauh (10 m – 25
m). Gaung adalah bunyi yang terdengar kurang jelas akibat sebagian bunyi pantul terdengar
bersamaan dengan bunyi asli sehingga mengganggu bunyi asli.
Gaung terjadi pada gedung besar yang tertutup, seperti gedung pertemuan dan gedung
pertunjukkan.
Untuk menghindari terjadinya gaung, pada dinding bagian dalam gedung bioskop, studio
radio atau televisi, dan studio rekaman dilapisi bahan peredam. Bahan peredam yang sering
digunakan antara lain kain wol, kapas, kertas karton, karet, dan gelas.
c. Gema
Jika jarak dinding pemantul cukup jauh, maka akan terjadi bunyi pantul yang terdengar
sesudah bunyi asli ducapkan (dipancarkan). Bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli
disebut gema. Gema terdengar jelas seperti bunyi asli. Gema dapat terjadi di lereng gunung
yang terjal, jurang dan tempat-tempat lain.
 Manfaat pemantulan bunyi
Manfaat pemantulan bunyi antara lain :
a. Mendeteksi cacat dan retak pada logam

13. b. Mengukur ketebalan pelat logam
c. Mengukur kedalaman laut
d. Mengetahui kedudukan kapal selam dengan mengirim gelombang ultrasonik dari kapal
pemburu ke bawah laut.
e. Mengetahui kedudukan gerombolan ikan di laut
f. Mengetahui kantung-kantung cekungan minyak bumi dengan mengirimkan gelombang
bunyi ke dalam tanah.
C. EFEK DOPPLER
Definisi efek Doppler adalah gejala bunyi yang diselidiki oleh Doppler, membahas
perubahan frekuensi yang diterima oleh pengamat (pendengar) akibat gerak relative antara
sumber bunyi dengan pendengar. Misalnya gelombang bunyi yang dikeluarkan oleh sumber
bunyi dan pendengar bergerak saling mendekati. Maka frekuensi bunyi yang didengar oleh
pendengar akan lebih tinggi daripada frekuensi sebenarnya dari bunyi yang dihasilkan
sumber bunyi. Namun, jika sumber bunyi dan pendengar bergerak saling menjauhi, maka
frekuensi bunyi yang didengar oleh pendengar akan lebih rendah daripada frekuensi
sebenarnya. Persamaannya adalah :
±
=
+
fp adalah frekuensi gelombang yang ditangkap pengamat
fs adalah frekuensi gelombang yang dipancarkan sumber
v adalah cepat rambat/kelajuan gelombang bunyi di medium (udara)
vp adalah kelajuan pengamat
vs adalah kelajuan sumber (bunyi)
Pemilihan tanda positip (+) atau negatip (-) pada persamaan diatas bergantung pada arah
sumber bunyi dan pengamat (relatif terhadap satu sama lain).
vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi, dan sebaliknya akan
bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi.
vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat, dan sebaliknya akan
bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat.
Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara, Efek Doppler ternyata berlaku
pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan gelombang-gelombang
elektromagnetik lainnya). Efek Doppler untuk gelombang cahaya biasanya digambarkan
dalam kaitan dengan warna daripada dengan frekuensi.