Timbre Dan Resonansi

Nada bunyi bergantung pada frekuensi sumber bunyi. Semakin tinggi frekuensi sumber bunyi, maka semakin tinggi nada bunyi yang dihasilkan.

Semakin pendek kawat yang digetarkan, maka semakin tinggi frekuensi atau semakin tinggi nada bunyi yang dihasilkan.

Semakin panjang kolom udara/ banyak udara dalam tabung, maka semakin tinggi frekuensi atau semakin tinggi nada bunyi yang dihasilkan.

Semakin panjang lengan garpu tala yang digetarkan, semakin rendah frekuensi atau semakin renda nada bunyi yang dihasilkan.

Keterangan Gambar :

Gambar a : Bunyi dengan nada rendah

Gambar b : Bunyi dengan nada tinggi

Gambar c : Bunyi yang lemah

Gambar d : Bunyi yang kuat

Nada bunyi yang tinggi memiliki getaran yang lebih banyak atau berfrekuensi lebih tinggi daripada nada bunyi yang rendah.

Kuat bunyi bergantung pada amplitudo. Semakin kuat atau keras bunyi, maka semakin besar amplitudonya. Semakin lemah bunyi, maka semakin kecil amplitudonya. Hal ini dibuktikan melalui petikan senar gitar.

Warna Bunyi Atau Timbre

Umumnya, suatu sumber nada memiliki nada dasar dan nada atas yang saling bergetar. Gabungan nada dasar dan nada-nada atas menghasilkan bentuk gelombang tertentu untuk setiap sumber nada. Bentuk gelombang tersebut yang menunjukkan warna atau kualitas bunyi atau timbre dari sumber nada.

Nada C suling sama dengan nada C terompet. Akan tetapi, ketika kedua alat musik berbunyi bersamaan, tetap dapat dibedakan mana bunyi suling dan mana bunyi terompet karena kedua alat musik ini memiliki warna bunyi yang berbeda.

Resonansi

Resonansi adalah ikut bergetarnya suatu benda ketika benda lain di dekatnya digetarkan. Syarat resonansi adalah frekuensi benda yang bergetar sama dengan frekuensi alami benda yang ikut bergetar.

Dalam kehidupan sehari-hari, resonansi terkadang harus diredam karena resonansi dapat menimbulkan bahaya atau bencana.

Contoh :

1. Sekelompok tentara tidak berbaris dan berjalan dengan teratur ketika melewati jembatan gantung. Hal ini dilakukan untuk menghindari hentakan-hentakan kaki serentak yang dapat menghasilkan frekuensi yang sama atau mendekati frekuensi alami jembatan. Jika frekuensi hentakan-hentakan kaki serentak sama dengan frekuensi alami jembatan terjadi resonansi dan jembatan ikut berayun (bergoyang) dengan hebat dan dapat runtuh.

Pada tanggal 7 November 1940, sebuah jembatan gantung Selat Tacoma, Amerika Serikat runtuh karena angin yang bertiup melalui jembatan dengan kecepatan tertentu dan dengan frekuensi datanganya angin yang tertentu pula menyebabkan resonansi pada jembatan. Saat itu sekelompok tentara tengah berbaris dan berjalan dengan teratur melewati jembatan tersebut.

Akibat resonansi, jembatan mulai berayun dengan hebat dan akhirnya menyebabkan jembatan ini runtuh. Hal yang sama terjadi di Chain Pier, Brighton pada tahun 1836.

Setelah kejadian ini, sebelum membangun jembatan baru, dibuat terlebih dahulu model dari jembatan baru tersebut untuk diuji dalam terowongan angin untuk memeriksa apakah frekuensi alami jembatan tidak sama dengan frekuensi angin datang di lokasi jembatan.

2. Seseorang memberi sedikit dorongan pada temannya yang tengah berada menduduki ayunan agar dapat berayun lebih tinggi. Pada kejadian ini, ia mendorong temannya dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi alami ayunan (getaran), sehingga amplitudo ayunan bertambah. Jika ia menutup mata dan memberi temannya dorongan yang sembarang, hal ini akan menyebabkan ayunan terayun kacau dan tidak akan berayun dengan amplitudo yang besar.

3. Seorang penyanyi menyanyi di dekat sebuah gelas berbentuk piala dengam frekuensi yang sama atau mendekati frekuensi alami gelas, gelas akan mengalami resonansi dan amplitudo getaran yang cukup besar dapat memecahkan gelas tersebut.

4. Para insinyur menggunakan shock breaker untuk meredam getaran/goncangan agar ketika mobil melalui jalan berlubang dengan laju yang tinggi, mobil tidak akan melambung.

a. Alat Musik Tiup

Alat musik tiup memanfaatkan resonansi udara dalam pipa (tabung). Alat musik tiup akan mengeluarkan bunyi karena udara dalam pipia dibuat ikut bergetar dan beresonansi pada frekuensi alaminya, sehingga disimpulkan bahwa frekuensi resonansi instrumen ini diatur oleh panjang efektif kolom udara dalam pipa.

Di dalam sebuah klarinet terdapat buluh-buluh lentur pada mulut klarinet. Ketika kita meniup klarinet, kita akan menggetarkan buluh-buluh lentur tersebut. Buluh-buluh ini bergetar pada berbagai frekuensi. Salah satunya akan menjadi frekuensi nada yang dimainkan oleh jari-jari tangan, yaitu frekuensi resonansi dari sistem, hingga frekuensi ini akan diperkuat oleh instrumen ini.

Besar frekuensi resonansi sistem diatur dengan cara menekan tuts dengan jari. Hal ini dilakukan untuk mengatur panjang kolom udara dalam pipa.

b. Alat Musik Senar

Setiap senar atau kawat pada alat musik senar akan bergetar pada frekuensi alaminya masing-masing. Pada alat musik senar terdapat kotak bunyi yang berisi udara. Ketika senar bergetar, getarannya merambat ke kotak bunyi dan udara di dalam kotak bunyi ikut bergetar.

Resonansi udara di dalam kotak bunyi tersebut memperkuat getaran yang dihasilkan senar, sehingga bunyi terdengar nyaring.

c. Alat Musik Selaput Tipis

Sebuah beduk memiliki sebuah ruang yang ditutupi kulit binatang atau selaput tipis. Ruang di antara kedua kulit tersebut berisi udara. Ketika selaput tipis dipukul, udara di dalam ruang ikut bergetar atau mengalami resonansi. Resonansi udara memperkuat bunyi beduk.

Semakin besar wadah beduk, maka semakin kuat bunyinya. Hal yang sama juga terjadi pada alat musik selaput tipis lainnya, seperti tambur dan drum.