Pernahkah ada yang memikirkan bagaimana suara sampai ke telinga kita? Mengapa, jika kita melihat bunga api di kejauhan, kadang-kadang kita hanya mendengar bunyi selepas bunga api padam? Dalam artikel ini, kita akan membincangkan gelombang bunyi.
Suara adalah sejenis gelombang membujur yang dihasilkan daripada getaran objek. Gelombang membujur adalah gelombang yang arah perambatannya selari dengan arah getaran. Lihat ilustrasi di bawah.
Apabila seseorang memukul dram, permukaan drum akan bergetar dan mengetatkan serta meregangkan tiang udara. Molekul udara yang bergetar akan menyebar ke pelbagai arah. Molekul udara yang berlabuh akan menghasilkan tekanan tinggi, sementara molekul yang diregangkan akan menghasilkan tekanan rendah. Gelombang tekanan tinggi dan rendah akan bergantian bergerak di udara. Gelombang ini akan diambil oleh telinga manusia sehingga kita dapat mendengar suaranya.
(Baca juga: Apakah Sifat Gelombang?)
Gelombang bunyi termasuk dalam gelombang mekanikal yang memerlukan medium untuk menyebarkan. Medium penyebaran gelombang ini boleh menjadi pepejal, cair, atau gas. Oleh itu, gelombang bunyi tidak dapat merebak dalam ruang hampa, seperti di ruang angkasa.
Gelombang bunyi mempunyai kelajuan penyebaran yang terhad. Oleh itu, apabila kita melihat bunga api di kejauhan, kita melihat cahaya bunga api terlebih dahulu, kemudian bunyi letusan. Gelombang cahaya mempunyai kelajuan tertinggi yang kita ketahui hingga kini dan gelombang suara tidak dapat dipadankan, apalagi melebihi gelombang tersebut.
Kelajuan gelombang bunyi bergantung pada medium penyebaran. Bunyi melalui pepejal bergerak lebih pantas daripada gas. Kelajuan penyebaran gelombang ini juga meningkat apabila suhu medium meningkat.
Untuk mengira kelajuan penyebaran suara berdasarkan media, kita dapat menggunakan formula berikut.
Bunyi merebak dengan cepat dalam pepejal
Y = Modulus pepejal Young
ρ = ketumpatan pepejal
Bunyi merebak dengan cepat dalam pepejal
B = Modulus pukal cecair
ρ = ketumpatan cecair
Dengan pantas menjalar bunyi dalam gas
γ = pemalar gas
R = pemalar gas am (8.31 J / mol K)
T = Suhu mutlak gas
M = Jisim molekul gas relatif
