Hukum, Macam, dan Manfaat Pemantulan Bunyi

Bunyi merambat diudara berdasarkan gelombang longitudinal. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatannya berimpit dengan arah getarannya. Sedangkan gelombang yang arah rambatannya tegak lurus terhadap getarannya adalah gelombang tranversal.

Selain dapat merambat melalui udara, bunyi juga dapat merambat melalui zat padat maupun zat cair. Tetapi bunyi tidak dapat merambat melalui ruang hampa udara. Itulah sebabnya manusia dibumi tidak mendengar dentuman dasyat reaksi nuklir di matahari.

Manusia mempunyai keterbatasan untuk dapat mendengar bunyi. Manusia hanya dapat mendengar bunyi yang frekuensi getarannya antara 20 hertz hingga 20.000 hertz saja. Beberapa binatang dapat mendengar bunyi yang frekuensinya lebih kecil dari 20 hertz dan yang lebih besar dari 20.000 hertz.

Anjing adalah binatang yang mempunyai keistimewaan dalam hal pendengarannya. Dia dapat mendengar bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 hertz hingga bunyi yang frekuensinya melebihi 20.000 hertz. Lumba-lumba dapat mendengar bunyi yang frekuensinya lebih dari 20.000 hertz. Demikian pula dengan kelelawar, burung robin dan kucing. Oleh karena itu manusia menggolongkan bunyi berdasarkan frekuensi getarannya, yaitu:

1. Infrasonik ( Bunyi infra ). Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 hertz. Infrasonik dapat didengaar oleh anjing
2. Audiosonik ( Bunyi audio ). Audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya antara 20 – 20.000 hertz. Audiosonik dapat didengar oleh manusia dan binatang.
3. Ultrasonik ( Bunyi Ultra ). Ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya melebihi 20.000 hertz. Ultrasonik dapat didengar oleh anjing, lumba-lumba, kelelawar, kucing, burung robin.

A. Hukum Pemantulan Bunyi
Sama halnya dengan gelombang-gelombang yang lain, gelombang bunyi juga dapat dipantulkan oleh dinding pemantul. Pemantulan gelombang bunyi oleh dinding pemantulan ternyata mempunyai ketentuan-ketentuan tertentu yaitu hukum pemantulan bunyi.
Hukum pemantulan bunyi mengatakan:

1. Bunyi datang, garis normal dan bunyi pantul terletak sebidang datar.
2. Sudut datang sama dengan sudut pantul.

Dengan memahami hukum pemantulan bunyi ini, manusia dapat memanfaatkannya untuk kesejahteraan umat manusia.

B. Macam-macam Bunyi Pantul
Seperti yang telah kita bahas pada Kegiatan Belajar 1 diatas, bunyi merupakan gelombang yang dapat dipantulkan oleh dinding pemantul. Berdasarkan efek yang ditimbulkannya, bunyi pantul dapat kita bagi menjadi 2 macam bunyi pantul, yaitu:

1. Gema.
Gema adalah bunyi pantul yang terdengar dengan jelas, karena datangnya setelah bunyi asli selesai mengudara. Untuk mendengar gema, kita perlu menunggu beberapa saat setelah bunyi aslinya. Hal ini disebabkan karena bunyi membutuhkan waktu untuk bergerak dari tempat sumber bunyi ke dinding pemantul dan dari dinding pemantul menuju ketempat sumber bunyi kembali.

Jadi gema terjadi karena jarak antara sumber bunyi dan dinding pemantul relatif jauh. Contoh peristiwa seperti ini adalah ketika seseorang berteriak di tanah lapang yang terdapat tebingnya. Akibat teriakan orang tersebut, bunyi merambat menuju tebing dan oleh tebing dipantulkan kembali ke orang tersebut.

2. Gaung / Kerdam. 
Gaung atau kerdam adalah bunyi pantul yang tidak terdengar dengan jelas karena datangnya hampir bersamaan dengan bunyi aslinya. Hal ini disebabkan karena jarak antara sumber bunyi dan dinding pemantulnya relatif dekat. Keadaan seperti ini sering menjadi masalah bagi manusia khususnya dalam hal pengaturan suara dalam ruang pertemuan, ruang konser musik, gedung bioskop dan sebagainya.

Untuk mengurangi akibat yang ditimbulkan gaung ini, manusia menciptakan alat-alat peredam suara dengan cara memasang kain-kain tebal pada dinding. Bunyi asli yang mengenai dinding ruangan, oleh kain kain dan peredam suara ini tidak dipantulkan kembali ke dalam ruangan. Sehingga dalam ruangan tersebut hanya terdengar bunyi asli yang murni atau utuh.

Perbedaan antara gema dan gaung dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Aspek	Gaung	Gema
Kecepatan pantulan suara	cepat	lambat
Jarak sumber suara	Jarak sumber suara dengan media pantul kecil atau dekat	Jarak sumber suara dengan media pantul besar atau jauh
Hasil pantulan suara	Suara pantulan tidak lengkap seperti suara sumber bunyi atau saling bertabrakan satu sama lain	Suara pantulan lengkap seperti sumber bunyi dan tidak terjadi tabrakan suara

C. Pemanfaatan Bunyi Pantul.
Pemahaman manusia mengenai bunyi pantul telah dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan. Salah satu contoh pemanfaatan bunyi pantul yang sangat sering kita dengar adalah untuk mengukur dalamnya laut.
Getaran bunyi dari kapal tentu bergerak kesegala arah. Gerakan gelombang bunyi yang ke udara tidak dipantulkan oleh apapun sehingga tidak ada bunyi pantul yang berasal dari udara. Gerakan gelombang bunyi yang tidak tegak lurus kedasar laut, juga tidak akan menimbulkan bunyi pantul yang arahnya kekapal kembali.

Hal ini karena sesuai dengan hukum pemantulan bunyi, sudut datang sama dengan sudut pantul. Sehingga hanya bunyi yang arahnya tegak lurus dasar lautlah yang akan memantulkannya kembali ke kapal.

Jika cepat rambat kita nyatakan dalam “V”, jarak yang ditempuh dalam “S” dan waktu tempuh dalam “t”, maka kita dapat menyatakan hubungan ketiga besaran tersebut dalam suatu rumus:

S = v . t

Dimana:
S  = jarak yang ditempuh ……… m
v  = kecepatan / cepat rambat …… m/s
t  = selang waktu tempuh …… s

Jika dalam laut kita nyatakan dalam “ d “, cepat rambat bunyi dalam air laut kita nyatakan dalam “V”, dan waktu tempuh bunyi dari kapal ke dasar laut dan kembali kekapal  bila kita nyatakan dalam “t”, maka sesuai dengan rumus diatas, kita dapat ubah menjadi:

Dimana:
d = dalamnya laut……………………………………m
v = cepat rambat bunyi dalam air laut ………………… m/s
t = selang waktu tempuh bunyi dari kapal-dasar laut (PP) ……. S

Contoh soal:
Sebuah kapal ingin mengukur dalamnya laut dengan menggunakan sonar. Selang waktu antara bunyi yang dipancarkan ke dasar laut hingga terdengar bunyi pantulnya adalah 1,5 sekon. Jika cepat rambat bunyi dalam air air laut 1500 m/s, maka berapakah dalam laut ditempat tersebut?

Diketahui :
t = 1,5 s
v = 1.500 m/s
Ditanyakan d =?

d = v x t
        2
= 1.500 x 1,5
          2
= 1.125 m

Manfaat bunyi pantul tentu bukan hanya untuk mengukur dalamnya laut dan jarak sumber bunyi ke dinding pemantul saja. Masih banyak manfaat lain yang sering dipergunakan oleh manusia.

1. Nelayan kita sudah sejak lama memanfaatkan bunyi pantul untuk mendeteksi kawanan ikan berada. 
2. Getaran ultrasonik telah dimanfaatkan para medis untuk mendeteksi keadaan organ tubuh dibagian dalam tubuh manusia. Misalnya penggunaan Ultrasonografi (USG) oleh dokter kandungan untuk memeriksa bayi dalam kandungan ibunya. Biasanyanya USG mempergunakan frekuensi getaran antara 2 juta hingga 13 juta hertz. 
3. Dalam industri susu, bunyi ultra dipergunakan juga untuk mengaduk susu agar lebih homogen dan steril. Untuk mendeteksi bagian logam yang retak, orang juga mempergunakan utrasonik agar lebih akurat.