NOTA SAINS TINGKATAN 2 BAB 10
Bab 10: Gelombang Bunyi
Buka telinga, dengar dengan teliti! Fahami bagaimana getaran menghasilkan bunyi, mengapa angkasa lepas sangat sunyi, dan rahsia kelawar melihat menggunakan gema.
Bagaimanakah Bunyi Dihasilkan?
Bunyi ialah satu bentuk tenaga yang dihasilkan oleh getaran. Apabila objek bergetar, ia menyebabkan zarah udara sekeliling turut bergetar membentuk gelombang.
Medium Perambatan Bunyi
Bunyi MEMERLUKAN medium (Pepejal, Cecair, atau Gas) untuk merambat. Bunyi tidak boleh merambat melalui vakum (ruang hampa yang tiada udara seperti di angkasa lepas).
Kelajuan Bunyi Berdasarkan Medium:
Susunan zarah renggang. Getaran lambat dipindahkan.
Susunan zarah rapat sikit. Getaran dipindahkan lebih cepat.
Susunan zarah sangat padat. Getaran dipindahkan dengan sangat pantas.
Pantulan dan Penyerapan
Sama seperti cahaya, gelombang bunyi juga boleh dipantulkan atau diserap apabila terkena pada permukaan suatu objek.
Pemantul Bunyi yang Baik
Permukaan yang keras dan licin. Memantulkan bunyi dengan kuat.
Contoh: Dinding konkrit, cermin kaca, lantai jubin.
Penyerap Bunyi yang Baik
Permukaan yang lembut dan kasar. Menyerap bunyi dan mengurangkan pantulan.
Contoh: Karpet tebal, span, papan gabus, langsir.
Kenyaringan dan Kelangsingan Bunyi
Dua ciri utama yang membezakan sesuatu bunyi ialah kekuatan (kenyaringan) dan nadanya (kelangsingan).
Amplitud vs Frekuensi
| Ciri | KENYARINGAN (Loudness) | KELANGSINGAN (Pitch) |
|---|---|---|
| Bergantung kepada | Amplitud (Ketinggian puncak gelombang). | Frekuensi (Bilangan gelombang dalam satu saat). |
| Kesan Gelombang | Semakin besar amplitud, bunyi semakin kuat/nyaring. | Semakin tinggi frekuensi, bunyi semakin langsing/bingit. |
| Contoh Situasi | Mengetuk dram dengan kuat menghasilkan amplitud besar (bunyi kuat). | Suara perempuan / bayi menangis (frekuensi tinggi, langsing). Suara lelaki dewasa (frekuensi rendah, garau). |
Kesan Doppler Bunyi
Kesan Doppler ialah perubahan frekuensi ketara sesuatu bunyi yang disebabkan oleh pergerakan relatif antara sumber bunyi dan pemerhati.
Pernahkah anda perasan? Apabila ambulans yang membunyikan siren menghampiri anda, bunyi siren kedengaran semakin langsing (pitch tinggi). Apabila ia melepasi dan menjauhi anda, bunyi siren menjadi semakin garau (pitch rendah).
Bagaimana ia berlaku?
- Mendekati: Gelombang bunyi dimampatkan → Frekuensi tinggi → Bunyi langsing.
- Menjauhi: Gelombang bunyi direnggangkan → Frekuensi rendah → Bunyi garau.
Fenomena dan Aplikasi Pantulan Bunyi
Sifat bunyi yang boleh dipantulkan memberi banyak manfaat dalam bidang perubatan dan navigasi.
Gema & Had Pendengaran
Apakah Gema (Echo)?
Gema terhasil apabila gelombang bunyi melanggar suatu permukaan keras dan dipantulkan kembali ke telinga kita. (Cth: Menjerit di dalam gua, atau dewan tertutup yang kosong).
Had Pendengaran Manusia
Telinga manusia hanya boleh mendengar bunyi yang berfrekuensi di antara julat 20 Hz hingga 20,000 Hz. Kita tidak boleh mendengar bunyi di luar julat ini, tetapi haiwan seperti anjing dan kelawar boleh!
Aplikasi Ultrabunyi (Ultrasound)
Ultrabunyi ialah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi lebih daripada 20,000 Hz.
- Perubatan (Sonogram): Digunakan untuk mengimbas organ dalaman pesakit dan melihat perkembangan fetus (bayi) dalam kandungan ibu tanpa menggunakan sinaran X-ray yang bahaya.
- Teknologi SONAR: Kapal selam dan kapal penangkap ikan menghantar isyarat ultrabunyi ke dasar laut untuk memetakan dasar laut, mengukur kedalaman, atau mengesan kumpulan ikan melalui pantulan gema.
- Ekolokasi (Kelawar & Ikan Lumba-lumba): Memancarkan isyarat ultrabunyi dan mendengar gemanya untuk ‘melihat’ keadaan sekeliling dalam gelap dan memburu mangsa.