Bioakustik

          Bioakustik berasal dari kata bio dan akustika, bio artinya hidup atau hayat dan akustika berarti kajian getaran dan bunyi. Sedangkan menurut istilah akustika berarti bagian pisis pendengaran yang tercakup dalam suatu bidang. Bioakustik adalah suatu perubahan mekanik terhadap zat gas, zat cair atau zat padat yang sering menimbulkan gelombang bunyi. Gelombang bunyi ini merupakan vibrasi atau getaran molekul – molekul dan saling beradu satu sama lain namun demikian zat tersebut terkoordinasi menghasilkan gelombang, jadi Bioakustik yaitu ilmu yang mempelajari tentang proses penerimaan pendengaran yang timbul oleh mahluk hidup.

A.    Gelombang Bunyi

Gelombang bunyi yaitu gelombang yang dihasilkan akibat adanya vibrasi atau getaran dari suatu bunyi, sedangkan bunyi itu adalah rambatan, usikan elastis dalam medium konibue ( tiga dimensi ).

Gelombang bunyi timbul akibat terjadi perubahan mekanika pada gas, zat cair atau gas yang merambat kedepan dengan kecepatan. Gelombang bunyi menjalar secara tranversal atau secara longitudinal. Secara tranversal arahnya tegak lurus dengan arah getaran sedangkan secara longitudinal arah rambatnya sejajar dengan arah getaran.

Gelombag bunyi mempunyai sifat memantul, diteruskan dan diserap oleh benda. Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang tidak tampak, cara merambat gelombang bunyi mirip merambatnya gelombang dipermukaan air. Jadi gelombang bunyi merambat ke segala arah, bunyi hanya dapat merambat melalui medium perantara misalnya udara, air dan kayu. Tanpa medium perantara gelombang bunyi tidak dapat merambat sehingga tidak terdengar. Bunyi tidak dapat terdengar diruang hampa udara      ( vakum ), diangkasa luar dan di bulan.

B.     Kecepatan Bunyi / Cepat Rambat Bunyi

Kecepatan bunyi yaitu jarak yang ditempuh bunyi dalam waktu satu sekon. Bunyi memerlukan waktu untuk merambat melalui medium udara dari satu tempat ke tempat lain. Cepat rambat bunyi diudara pertama diselidiki oleh Fisikiawan Belanda yaitu Moll dan Van Beek, selain itu ilmuwan yang pernah melakukan penyelidikan cepat rambat bunyi didalam zat padat, zat cair dan zat gas adalah Otto Von Guericke ( 1602-1686 ). Dia merupakan seorang Fisikiawan berkebangsaan Jerman.

Kesimpulannya, zat padat merupakan medium perambatan bunyi yang paling baik dibandingkan zat cair dan gas.

Untuk merambat melalui suatu medium, bunyi memerlukan waktu tertentu yang disebut cepat rambat bunyi ( v ), waktu tempuh ( t ), dan jarak tempuh ( s ).

Rumus : V = S

                      t

Ket :

V = Kecepatan ( meter / sekon )

S  = Jarak ( Jarak )

t  =  Waktu ( Sekon )

Cepat rambat bunyi pada berbagai medium perantara berbeda-beda seperti terlihat pada table berikut :

No	Medium Perantara	Cepat Rambat Bunyi ( m/s )
1	Kaca	5.170
2	Besi	5.120
3	Alumunium	5000
4	Emas	2030
5	Air	1446
6	Udara ( 20oC )	343
7	Kayu	500
8	Karbon dioksida ( CO2 )	267

Cepat rambat bunyi diudara dipengaruhi oleh suhu udara. Makin tinggi suhu udara, makin cepat rambat bunyi pada suhu 0^oC cepat rambat bunyi diudara, 334 ^m/_s , pada suhu 15^oC sebesar 340 ^m/_s , pada suhu 20^oC sebesar 343 ^m/_s dan pada suhu 25^oC sebesar 347  ^m/_s.

Besar cepat rambat bunyi dalam suatu tertentu dapat dihitung seperti rumusan dibawah ini

V = V_o + 0,6 T

Ket :

V  = Cepat rambat bunyi pada suhu T^o C ( ^m/_s )

V_o = Cepat rambat bunyi pada suhu 0^o C ( ^m/_s )

T   = Suhu ( ^oC )

C.     Sifat – Sifat Gelombang Bunyi

a.       Memantulkan, misalnya seorang yang sedang berteriak diatas bukit maka sesaat kemudian akan terdengar bunyi pantulan yang dihasilkan dari teriakannya itu.

b.      Diteruskan misalnya orang yang sedang memandang adzan suaranya akan diteruskan oleh udara, contoh lainnya kita bisa mengetahui arah datangnya kereta api melalui rel kereta api.

c.       Diserap misalnya sekelompok anak muda yang sedang bermain musik distudio yang memakai penyadap suara maka bunyi musik tersebut tidak akan terdengar keluar.

D.     Klasifikasi Gelombang Bunyi       

Gelombang bunyi dapat diklasifikasikan berdasarkan frekuensi yaitu Infrasonic ( bunyi infra ), Audiosonik ( bunyi jangkauan pendengaran ) dan Ultrasonic ( Bunyi ultra ).

1. Infrasonik

Gelombang bunyi yang memiliki frekuensi kurang dari 20 Hz bunyi pada frekuensi ini tidak dapat didengar manusia. Pada frekuensi ini gelombang bunyi hanya dapat didengar oleh binatang tertentu seperti jangkrik.

2. Audiosonik

Frekuesi gelombang bunyi audiosonik berkisar antara 20 Hz – 20.000 Hz bunyi pada rentang frekuensi inilah yang dapat didengar manusia rentang frekuensi ini dinamakan jangkauan pendengaran.

3. Ultrasonik

Gelombang bunyi ultrasonik memiliki frekuensi diatas 20.000 Hz. Bunyi pada  frekuensi ini tidak dapat didengar manusia. Binatang yang dapat mendengar ultrasonic antara lain anjing dapat mendengar frekuensi 50.000 Hz, kelelawar dapat mendeteksi frekuensi sampai 100.000 hz.

E.      Sumber Bunyi

Sumber bunyi adalah sesuatu yang bergetar dan menghasilkan bunyi. Bunyi merupakan vibrasi atau getaran dari molekul – molekul zat dan saling beradu satu sama lain, namun demikian zat tersebut terkoordinasi menghasilkan gelombang serta mentransmisikan energi bahkan tidak pernah terjadi pemindahan partikel.

Syarat terdengarnya bunyi ada 3 faktor yang menentukan bunyi dapat didengar yaitu :

1. Sumber bunyi adalah segala sesuatu yang bergetar, kuat lemahnya bunyi yang dihasilkan sumber getar tergantung pada

a.       Besar / kecil amplitudo getaran.

b.      Jauh / dekatnya sumber bunyi dengan pendengar.

2.      Zat antara ( medium ) adalah gelombang bunyi dapat didengar bila ada zat antara untuk merambat sampai ke pendengar. Bunyi merambat melalui zat antara berupa gas ( udara ), zat cair, dan zat padat. Bunyi yang senantiasa kita dengar berasal dari sumber bunyi merambat melaui udara. Oleh sebab itu diruang hampa gelombang bunyi tidak dapat didengar.

3.      Pendengar adalah bunyi dapat didengar bila ada pendengar dan bunyi dapat didengar jika memenuhi syarat sebagai berikut :

a.       Alat pendengar normal

b.      Pendengar dalam keadaan sadar, dan

c.       Frekuensi antara gelombang bunyi 20 Hz – 20.000 Hz

Sumber bunyi bisa berasal dari alam dan perbuatan manusia.

Contoh bunyi dari Alam :

·         Bunyi yang ditimbulkan dari dahan karena angina.

·         Bunyi yang ditimbulkan dari deburan ombak.

·         Bunyi yang ditimbulkan dari hujan.

·         Bunyi yang diditimbulkan dari halilintar.

Contoh bunyi yang berasal dari Perbuatan Manusia :

• Bunyi yang dihasilkan dari instrument musik, misalnya : Gitar, Piano, Biola dll.
• Bunyi yang dihasilkan ruang mulut dan ruang hidung manusia.

F.      Intensitas Bunyi

Intensitas bunyi adalah energi bunyi tiap satuan waktu yang menembus secara tegak lurus bidang persatuan luas.

I =   P  =   P

       A     4  r²

Ket :

A = Luas alas

P = Energi yang dimiliki

I = Intensitas bunyi

            Perbedaan Intensitas yang dapat didengar oleh 2 ditektor bunyi yang memiliki jarak berbeda dari sebuah sumber bunyi ditentukan sebagai berikut :

I₂  : I₁  =  r₁²  : r₂²

            Untuk menghitung intensitas bunyi perlu mengetahui energi yang dibawa oleh gelombang bunyi. Energi gelombang bunyi ada 2 yaitu :

1.      Energi Potensial Bunyi

2.      Energi Kinetik

Intensitas gelombang bunyi ( I ) yaitu energi yang melewati medium I m² / detik atau watt / m².

Rumusnya adalah : I = ¹ /₂   v A² ( 2  f )² =  ¹ /₂  2 ( A )²

Ket :

    =  Massa jenis medium ( kg / m³ )

v  =  Kecepatan bunyi ( m / detik )

    =  2 = Impedansi Akustik

A =  Maksimum amplitude atom – atom / molekul

F  =  Frekuensi

W =  2  f  = Frekuensi sudut

Intensitas ( I ) dapat pula dinyatakan sebagai berikut :

I = PO²

      2Z

PO = Perubahan Tekanan Maksimum ( N / m² )