\begin{aligned}
y = \pm A \sin 2\pi \left( \frac{t}{T} \mp \frac{x}{\lambda} \right)
\end{aligned}

Dengan fase gelombang : \(\varphi = \frac{t}{T} \mp \frac{x}{\lambda} \)
Dan \(2\pi \varphi \) disebut sebagai sudut fase.

Tanda negatif dalam sinus diberikan untuk gelombang berjalan yang merambat ke kanan, sedangkan tanda positif diberikan untuk gelombang berjalan yang merambat ke kiri. Tanda positif pada A (amplitudo) diberikan jika titik asal getaran O untuk pertama kalinya bergerak ke atas, sedangkan tanda negatif pada A diberikan jika titik asal getaran O untuk pertama kalinya bergerak ke bawah. Untuk titik asal getaran berlaku x = 0. Persamaan simpangan dapat ditulis dalam bentuk :

\begin{aligned}
y = \pm A \sin \left( \omega t \mp kx \right)
\end{aligned}

Dengan \(\omega = 2\pi f = \frac{2\pi}{T} \) dan \(k = \frac{2\pi}{\lambda} \) , k merupakan bilangan gelombang.

Rumus kecepatan partikel di titik P
\begin{aligned}
v = \omega A \cos \left( \omega t – kx \right)
\end{aligned}

Rumus percepatan partikel di titik P
\begin{aligned}
a = -\omega ^2 A \sin \left( \omega t – kx \right) = -\omega ^2 y
\end{aligned}

Sudut Fase
Sudut fase adalah besar sudut dalam fungsi sinus (dinyatakan dalam radian)
\begin{aligned}
\varphi = \frac{t}{T} – \frac{x}{\lambda} = \frac{\theta}{2\pi}
\end{aligned}

Beda Fase

Beda fase antara titik A dan B adalah
\begin{aligned}
\Delta \varphi = \frac{-(x_B – x_A)}{\lambda} = \frac{-\Delta x}{\lambda}
\end{aligned}

Tanda negatif menunjukkan bahwa untuk gelombang yang merambat ke sumbu x positif, partikel yang terletak di depan (sebelah kanan) mengalami keterlambatan fase terhadap partikel di belakangnya (sebelah kiri).

Contoh Soal dan Pembahasannya

Contoh Soal 1
Besaran yang dimiliki baik oleh getaran maupun gelombang adalah :
1. panjang gelombang
2. amplitudo
3. cepat rambat
4. frekuensi
Pernyataan yang benar adalah …
A. 1, 2, dan 3
B.1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 4 saja
E. semua benar

Pembahasan :
Besaran yang dimiliki oleh getaran maupun gelombang yaitu amplitudo dan frekuensi

Jawaban : C

Contoh Soal 2
Sebuah perahu kecil bergerak naik turun sebanyak sepuluh kali dalam satu menit pada gelombang air laut. Jarak puncak gelombang yang berdekatan adalah 24 m. Kecepatan gelombang air laut itu besarnya ….
A. 1 m/s
B. 4 m/s
C. 8 m/s
D. 12 m/s
E. 15 m/s

Pembahasan :
\begin{aligned}
f = \frac{n}{t} = \frac{10}{60} = \frac{1}{6} \quad \textrm{Hz}
\end{aligned}

\begin{aligned}
v = \lambda \cdot f = 24 \cdot \frac{1}{6} = 4 \quad \textrm{m/s}
\end{aligned}

Jawaban : B

Contoh Soal 3
Berapa kalikah dalam satu menit sebuah perahu akan bergerak nait-turun oleh gelombang lautan, yang panjang gelombangnya 40 m dan laju perambatannya 5 m/s?
A. 2,5 kali
B. 5,0 kali
C. 7,5 kali
D. 10,0 kali
E. 12,5 kali

Pembahasan :
\begin{aligned}
v &= \lambda \cdot f \\
5 &= 40\cdot f \\
f &= \frac{5}{40} \\
&= \frac{1}{8} \quad \textrm{Hz}
\end{aligned}

Banyaknya naik turun perahu dalam satu menit:
\begin{aligned}
f &= \frac{n}{t} \\
\frac{1}{8} &= \frac{n}{60} \\
f &= \frac{5}{40} \\
n &= 7,5 \quad \textrm{Hz}
\end{aligned}

Jawaban : C

Contoh Soal 4
Berikut ini adalah persamaan simpangan gelombang berjalan y = 10 sin π(0,4t – 10,5x). Periode gelombangnya adalah ….
A. 4 s
B. 5 s
C. 6 s
D. 7 s
E. 8 s

Pembahasan :
y = 10 sin π(0,4t – 10,5x) = 10 sin (0,4πt – 10,5πx)

\begin{aligned}
\omega &= \frac{2\pi}{T} \\
0,4\pi &= \frac{2\pi}{T} \\
T &= \frac{2\pi}{0,4\pi} \\
&= 5 \quad \textrm{s}
\end{aligned}

Jawaban : B

Contoh Soal 5
Suatu gelombang air laut menyebabkan permukaan air naik turun dengan periode 3 s. Jika jarak antara dua puncak gelombang 5 m, gelombang akan mencapai jarak 10 m dalam waktu ….
A. 1 s
B. 2 s
C. 3 s
D. 6 s
E. 10 s

Pembahasan :

\begin{aligned}
\frac{\lambda}{T} &= \frac{x}{t} \\
\frac{5}{3} &= \frac{10}{t} \\
5t &= 30 \\
t &= 6 \quad \textrm{s}
\end{aligned}

Jawaban : D

Contoh Soal 6
Suatu gelombang berjalan memenuhi persamaan y = 0,2 sin 2π (60t – 2x) dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon. Cepat rambat gelombang tersebut adalah ….
A. 15 m/s
B. 25 m/s
C. 30 m/s
D. 45 m/s
E. 60 m/s

Pembahasan :

\begin{aligned}
y &= 0,2 \sin 2\pi (60t-2x) \\
&= 0,2 \sin (120\pi t-4\pi x) \\
y &= A \sin (\omega t – kx)
\end{aligned}

Dari persamaan di atas diperoleh frekuensi:
\begin{aligned}
\omega &= 120\pi \\
2\pi f &= 120\pi \\
f &= 60 \quad \textrm{Hz}
\end{aligned}

Dan panjang gelombangnya :
\begin{aligned}
\frac{2\pi}{\lambda} &= 4\pi \\
\lambda &= \frac{1}{2} \quad \textrm{Hz}
\end{aligned}

Sehingga cepat rambat gelombangnya :
\begin{aligned}
v &= \lambda \cdot f \\
&= \frac{1}{2} \cdot 60 \\
&= 30 \quad \textrm{m/s}
\end{aligned}

Jawaban : C

Contoh Soal 7
Suatu gelombang merambat dengan persamaan y = 4 sin π(3t – 0,2x). Jika y dan x dalam m dan t dalam s, besar frekuensi dan panjang gelombang masing-masing adalah ….
A. 0,6 Hz dan 0,1 m
B. 1,5 Hz dan 10 m
C. 2 Hz dan 0,4 m
D. 3 Hz dan 20 m
E. 3 Hz dan 30 m

Pembahasan :
y=4 sin (3πt-0,2πx) = A sin(ωt-kx)

Besar frekuensi :
\begin{aligned}
\omega &= 3\pi \\
2\pi f &= 3\pi \\
f &= \frac{3}{2} \quad \textrm{Hz}
\end{aligned}

Besar panjang gelombang :
\begin{aligned}
k &= \frac{2\pi}{\lambda} \\
0,2\pi &= \frac{2\pi}{\lambda} \\
\lambda &= \frac{2}{0,2} \\
&= 10 \quad \textrm{m}
\end{aligned}

Jawaban : C

Contoh Soal 8. Soal SBMPTN 2016/SAINTEK/237/30
Suatu gelombang sinusoidal bergerak dalam arah x-positif, mempunyai amplitudo 15,0 cm, panjang gelombang 40,0 cm dan frekuensi 8,0 Hz. Jika posisi vertikal dari elemen medium pada t = 0 dan x = 0 adalah 15,0 cm, maka bentuk umum fungsi gelombangnya adalah ….
A. y = (15,0 cm) sin (0,157x + 50,3t – π/2 )
B. y = (15,0 cm) cos (0,157x – 50,3t – π/4 )
C. y = (15,0 cm) sin (0,157x + 50,3t + π/2 )
D. y = (15,0 cm) cos (0,157x – 50,3t)
E. y = (15,0 cm) cos (0,157x + 50,3t)

Pembahasan :

Fungsi umum gelombang : \(y = A \sin (kx-\omega t + \theta _o) \)

Selanjutnya kita tentukan keofisien-koefisiennya :
\(k = \frac{2\pi}{\lambda} = \frac{2\pi}{40} = 0,157 \)

\(\omega = 2\pi f = 2\pi cdot 8 = 50,3 \)

Jadi : \(y = 15,0 \sin (0,157x- 50,3 t + \theta _o) \)

Saat t = 0 dan x = 0 –> y = 15,0 sehingga :

\begin{aligned}
y &= 15,0 \sin (0,157x – 50,3t + \theta _o) \\
15,0 &= 15,0 \sin (0 – 0 + \theta _o) \\
\sin \theta _o &= 1 \\
\theta _o &= \frac{\pi}{2}
\end{aligned}

Sehingga : \(y = 15,0 \sin (0,157x – 50,3t +\frac{\pi}{2}) \)

Ingat : \(\sin (\frac{\pi}{2} + \alpha) = \cos \alpha \)

Jadi :
\begin{aligned}
y &= 15,0 \sin (0,157x – 50,3t +\frac{\pi}{2}) \\
&= 15,0 \cos (0,157x – 50,3t)
\end{aligned}

Jawaban : D

\begin{aligned}
I &= \frac{P}{A} \\
\end{aligned}

Dengan :
I = intensits bunyi ( watt/m² )
A = luas bidang bola ( m² )
P = daya bunyi ( watt )

Jika A = 4πR², maka persamaan di atas menjadi :

\begin{aligned}
I &= \frac{P}{4\pi R^2} \\
\end{aligned}

Perbandingan antara dua intensitas bunyi yang berada sejauh R₁ dan R₂ dari sumber bunyi adalah

\begin{aligned}
\frac{I_1}{I_2} &= \left(\frac{R_2}{R_1} \right)^2\\
\end{aligned}

Soal 1
Gelombang bunyi dengan daya 78,5 W dipancarkan ke medium di sekelilingnya yang homogen. Intensitas radiasi gelombang tersebut pada jarak 10 m dari sumber bunyi adalah ….
A. 4 x 10^-2 W/m²
B. 4,25 x 10^-2 W/m²
C. 5,6 x 10^-2 W/m²
D. 5,85 x 10^-2 W/m²
E. 6,25 x 10^-2 W/m²

Pembahasan :
\begin{aligned}
I &= \frac{P}{4\pi R^2} \\
&= \frac{78,5}{4\cdot 3,14 \cdot 10^2} \\
&= 6,25 \times 10^{-2} \quad \textrm{W/m}^2
\end{aligned}

Jawaban : E
 

Soal 2
Suatu gelombang gempa terasa di Malang dengan intensitas 6 x 10⁵ W/m². Sumber gempa berasal dari suatu tempat yang berjarak 300 km dari Malang. Jika jarak antara Malang dan Surabaya sejauh 100 km dan ketiga tempat itu membentuk segitiga siku-siku di Malang, intensitas gempa yang terasa di Surabaya adalah ….
A. 2 x 10⁵ W/m²
B. 3 x 10⁵ W/m²
C. 4,5 x 10⁵ W/m²
D. 5,4 x 10⁵ W/m²
E. 7,5 x 10⁵ W/m²

Pembahasan :

Perhatikan ilustrasi berikut :

Berdasarkan ilustrasi di atas , maka jarak dari Sumber Gempa ke Surabaya :

\begin{aligned}
R_S &= \sqrt{R_M^2 + R_{M-S}^2} \\
&= \sqrt{300^2 + 100^2} \\
&= \sqrt{90.000 + 10.000} \\
&= \sqrt{100.000} \quad \textrm{m}
\end{aligned}

Besar intensitas gempa yang terasa di Surabaya :
\begin{aligned}
\frac{I_M}{I_S} &= \left( \frac{R_S}{R_M} \right)^2 \\
\frac{6\times 10^5}{I_S} &= \left( \frac{\sqrt{100.000}}{300} \right)^2 \\
\frac{6\times 10^5}{I_S} &= \left( \frac{\sqrt{10}}{9} \right) \\
\frac{6\times 10^4}{I_S} &= \left( \frac{1}{9} \right) \\
I_S &= 5,4 \times 10^5 \quad \textrm{W/m}^2
\end{aligned}

Jawaban : D

Soal 3
Gelombang bunyi menyebar dari sumbernya ke segala arah sama rata, titik A berjarak 0,5p dari sumber bunyi dan titik B berjarak 2,5p dari sumber. Perbandingan antara intensitas bunyi yang diterima A dan B adalah ….
A. 1 : 5
B. 2 : 5
C. 5 : 1
D. 15 : 2
E. 25 : 1

Pembahasan :
\begin{aligned}
\frac{I_A}{I_B} &= \left( \frac{R_B}{R_A} \right)^2 \\
\frac{I_A}{I_B} &= \left( \frac{2,5p}{0,5p} \right)^2 \\
&= \left(\frac{5}{1}\right)^2 \\
\frac{I_A}{I_B} &= \frac{25}{1} \\
\end{aligned}

Jawaban : E

Soal 4
Gelombang gempa yang berada 100 m dari titik pusat gempa (P) memiliki intensitas sebesar 8,10 x 10⁶ W/m². Intensitas gelombang pada jarak 300 m dari titik P yaitu ….
A. 9,00 x 10⁵ W/m²
B. 8,10 x 10⁵ W/m²
C. 9,00 x 10⁶ W/m²
D. 8,10 x 10 W/m²
E. 9,00 x 10⁸ W/m²

Pembahasan :

\begin{aligned}
\frac{I_1}{I_2} &= \left( \frac{R_2}{R_1} \right)^2 \\
\frac{8,10 \times 10^6}{I_2} &= \left( \frac{300}{100} \right)^2 \\
\frac{8,10 \times 10^6}{I_2} &= \left(\frac{3}{1}\right)^2 \\
\frac{8,10 \times 10^6}{I_2} &= \frac{9}{1} \\
9I_2 &= 8,10 \times 10^6 \\
I_2 &= 9,00 \times 10^5 \quad \textrm{W/m}^2
\end{aligned}

Jawaban : A

Baca Juga : Taraf Intensitas dan Contoh Soal Efek Doppler

Soal 5
Perbandingan jarak titik A dan B dari suatu sumber bunyi adalah 2 : 3. Bunyi menyebar ke segala arah dengan sama rata. Perbandingan intensitas bunyi di titik A dan di titik B adalah ….
A. 9 : 4
B. 3 : 2
C. 1 : 1
D. 2 : 3
E. 4 : 9

Pembahasan :
\begin{aligned}
\frac{I_A}{I_B} &= \left( \frac{R_B}{R_A} \right)^2 \\
\frac{I_A}{I_B} &= \left( \frac{3}{2} \right)^2 \\
\frac{I_A}{I_B} &= \frac{9}{4}
\end{aligned}

Jawaban : A

Soal 6
Sebuah alat pengukur intensitas bunyi diletakkan sejauh 5 m dari sumber bunyi, dan intensitas yang terbaca 5 x 10^-6 W/m². Apabila alat dipindahkan sehingga jarak dari sumber bunyi menjadi 15 m, intensitas bunyi terbaca adalah ….
A. 0,56 x 10^-6 W/m²
B. 1,11 x 10^-6 W/m²
C. 2,00 x 10^-6 W/m²
D. 2,22 x 10^-6 W/m²
E. 4,50 x 10^-6 W/m²

Pembahasan :
\begin{aligned}
\frac{I_1}{I_2} &= \left( \frac{R_2}{R_1} \right)^2 \\
\frac{5 \times 10^{-6}}{I_2} &= \left( \frac{15}{5} \right)^2 \\
\frac{5 \times 10^{-6}}{I_2} &= \left(\frac{3}{1}\right)^2 \\
\frac{5 \times 10^{-6}}{I_2} &= \frac{9}{1} \\
9I_2 &= 5 \times 10^{-6} \\
I_2 &= 0,56 \times 10^{-6} \quad \textrm{W/m}^2
\end{aligned}

Jawaban : A

Soal 7
Intensitas gelombang bunyi pada suatu titik yang berjarak R dari sumber bunyi sama dengan I. Jika jarak titik diubah menjadi 4R, intensitasnya menjadi ….
A. 16I
B. 4I
C. \(\frac{1}{4} \)I
D. \(\frac{1}{8} \)I
E. \(\frac{1}{16} \)I

Pembahasan :
\begin{aligned}
\frac{I}{I’} &= \left( \frac{R’}{R} \right)^2 \\
\frac{I}{I’} &= \left( \frac{4R}{R} \right)^2 \\
\frac{I}{I’} &= \frac{16}{1} \\
I’ &= \frac{1}{16} I
\end{aligned}

Jawaban : E

Kecepatan gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa dinyatakan dengan persamaan :

\(c = \sqrt{\frac{1}{\mu _o \epsilon _o}} \)

Dengan :
\(\mu _o \) = permeabilitas magnet dalam ruang hampa udara (4π x 10^-7 Wb/A.m)
\(\epsilon _o \) = permitivitas listrik dalam ruang hampa udara (8,85 x 10^-12 C²/N.m)
c = kecepatan rambat cahaya ( 3 x 10⁸ m/s)

Persamaan Gelombang Elektromagnetik (GEM) :

\(c = \lambda \cdot f \)

Dengan :
\(\lambda \) = panjang gelombang (m)
\(f \) = frekuensi (Hz)

Energi Gelombang Elektromagnetik ( GEM ) :

E = hf

Dengan :
E = energi (J)
h = tetapan Planck (6,63 x 10^-34 Js)
f = frekuensi (Hz)

Sifat – sifat Gelombang Elektromagnetik ( GEM ) :
– Merupakan gelombang tranfersal.
– Dapat dipantulkan, dibiaskan, dipadukan(interferensi), dilenturkan (difraksi), dikutubkan (polarisasi).
– Tidak dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet,
– Dapat merambat dalam ruang hampa.

Spektrum gelombang elektromagnetik

Manfaat Gelombang Elektromagnetik :

– Sinar Gamma : membunuh sel kanker, sterilisasi alat alat kedokteran, rekayasa genetik untuk memperoleh bibit unggul

– Sinar X : pemotretan susunan tulang dalam tubuh (Rontgen) , pemindai barang-barang di bandara udara

– Sinar UV : memeriksa sidik jari, membunuh kuman, mengecek keaslian uang

– Cahaya tampak : untuk penerangan, laser

– InfraRed : remote control, fisioterapi, transfer data

– Gelombang Mikro : untuk Radar, memasak oven mikrowave.

– Gelombang televisi dan radio : untuk komunikasi, bluetooth, Wifi, 3G, 4G, HT, UHF, FM, GSM

Frekuensi nada atas kedua sebuah pipa organa terbuka sama dengan frekuensi nada atas pertama sebuah pipa organa tertutup yang ditiup bergantian pada suhu sama. Perbandingan panjang pipa organa terbuka dengan panjang pipa organa tertutup adalah ….
A. 4 : 1
B. 2 : 1
C. 1 : 4
D. 8 : 1
E. 16 : 1

Pembahasan :
Diketahui :
Frekuensi nada atas kedua pipa organa terbuka : 

Frekuensi nada atas pertama sebuah pipa organa tertutup :

Ditanyakan :

Penyelesaian :
\begin{aligned}
f_a &= f_b \\
\frac{3v}{2L_a} &= \frac{3v}{4L_b} \\
\frac{1}{2L_a} &= \frac{1}{4L_b} \\
4L_b &= 2L_a \\
\frac{L_a}{L_b} &= \frac{4}{2} \\
&= \frac{2}{1} \\
L_a : L_b &= 2 : 1
\end{aligned}

Jawaban : B

Seutas kawat bergetar menurut persamaan : . Jarak perut ketiga dari titik x = 0 adalah ….
A. 10 cm
B. 7,5 cm
C. 6,0 cm
D. 5,0 cm
E. 2,5 cm

Pembahasan :
Persamaan merupakan persamaan gelombang stasioner ujung tetap, sehingga jarak dari simpul pertama (x =0) ke perut ketiga =

Kemudian untuk menentukan besar panjang gelombangnya maka menggunakan besaran bilangan gelombang(k) :
\begin{aligned}
k &= \frac{2\pi}{\lambda} \\
\frac{\pi}{3} &= \frac{2\pi}{\lambda} \\
\lambda &= 6 \quad \textrm{cm}
\end{aligned}

Jadi jarak dari titik x = 0 (simpul pertama) ke perut ketiga =

Jawaban : B

Pembahasan :

Diketahui :
cm = m

n = 1

Ditanyakan :
…. ?

Jawab :

\begin{aligned}
d\sin \theta &= n\lambda \\
\frac{1}{3}\times 10^{-5}\cdot \sin 8^o &= 1\cdot \lambda \\
\frac{1}{3}\times 10^{-5}\cdot 0,14 &= \lambda \\
\lambda &= 0,047 \times 10^{-5}\\
&= 4,77 \times 10^{-7} \textrm{m} \\
&= 477 \textrm{nm}
\end{aligned}

Logaritma perbandingan intensitas bunyi dengan ambang pendengaran disebut taraf intensitas bunyi (TI)

Keterangan :
TI = taraf intensitas bunyi (decibel atau dB)
I = intensitas bunyi (watt/ )
= ambang pendengaran ( watt/. )

Contoh Soal
Dua gelombang bunyi intensitasnya masing-masing 10 watt/ dan 100 watt/. Berapa perbedaan taraf intensitasnya dinyatakan dalam dB jika intensitas ambang  watt/ ?

Penyelesaian:
Diketahui :
= 10 watt/
= 100 watt/
= watt/

Ditanyakan :
= … ?

Jawab :
\begin{aligned}
TI_1 &= 10 \log \frac{I_1}{I_o} \\
&= 10 \log \frac{10}{1 \times 10^{-12}} \\
&= 10 \log 10^{13} \\
&= 130 \textrm{dB}
\end{aligned}

\begin{aligned}
TI_2 &= 10 \log \frac{I_2}{I_o} \\
&= 10 \log \frac{100}{1 \times 10^{-12}} \\
&= 10 \log 10^{14} \\
&= 140 \textrm{dB}
\end{aligned}

\begin{aligned}
\Delta TI &= TI_2 – TI_1 \\
&= 140 – 130 \\
&= 10 \textrm{dB}
\end{aligned}

Apabila terdapat sumber bunyi sebanyak n buah yang identik dengan taraf intensitas , maka taraf intensitas gabungannya menjadi :

Keterangan :
= taraf intensitas bunyi satu sumber bunyi (dB)
= taraf intensitas bunyi n sumber bunyi (dB)
n = jumlah sumber bunyi

Contoh Soal
Seekor jangkrik memiliki taraf intensitas bunyi sebesar 20 dB. Berapakah berapa taraf intensitas 1000 ekor jangkrik yang identik jika berbunyi secara bersamaan?

Penyelesaian:
Diketahui :
= 20 dB
n = 1000

Ditanyakan :
=  …?

Jawab :
\begin{aligned}
TI_2 &= TI_1 + 10 \log n \\
&= 20 + 10 \log 1000 \\
&= 20 + 10 \cdot 3 \\
&= 20 + 30 \\
&= 50 \textrm{dB}
\end{aligned}

Jarak suatu titik dari sumber bunyi juga mempengaruhi besar kecilnya taraf intensitas bunyi. Bila suatu titik berjarak dari sumber bunyi memiliki tarf intensitas , sedang titik berjarak memiliki taraf intensitas , maka hubungan antara keduanya memenuhi :

Keterangan :
= taraf intensitas bunyi berjarak  dari sumber bunyi (dB)
= taraf intensitas bunyi berjarak dari sumber bunyi (dB)
= jarak titik mula-mula dari sumber bunyi (m)
= jarak titik akhir dari sumber bunyi (m)

Contoh Soal :
Taraf intensitas bunyi pada jarak 6 meter dari sumber bunyi sebesar 70 dB. Berapa taraf intensitas pada titik berjarak 600 meter dari sumber bunyi?

Penyelesaian :
Diketahui :
= 6 m
= 600 m
= 70 dB

Ditanyakan :
= …. ?

Jawab :
\begin{aligned}
TI_2 &= TI_1 + 10 \log \left(  \frac{r_1}{r_2} \right)^2 \\
&= 70 + 10 \log \left( \frac{6}{600} \right)^2 \\
&= 70 + 10 \log (10^{-2})^2 \\
&= 70 + 10 \log 10^{-4} \\
&= 70 + 10 \cdot -4 \\
&= 70 – 40 \\
&= 30 \textrm{dB}
\end{aligned}

Medium tempat perambatan bunyi dapat berupa zat padat, zat cair, atau gas. Bunyi lebih mudah merambat pada medium zat padat daripada zat cair dan zat gas. Namun, bunyi tidak dapat merambat dalam ruang hampa. Hal ini karena tidak adanya medium untuk merambat.

Tidak semua getaran dapat menghasilkan gelombang bunyi. Getaran yang sangat halus (frekuensinya rendah) tidak dapat didengarkan oleh telinga kita. Berdasarkan tinggi rendahnya frekuensi getaran, gelombang bunyi dibedakan sebagai berikut.

Infrasonik

Gelombang infrasonik, yaitu gelombang bunyi yang frekuensinya di bawah 20 Hz. Tidak dapat didengar oleh indra pendengaran manusia. Hanya binatang terntentu saja yang dapat mendengarnya, misalnya : jangkrik, anjing, dan angsa.

Audiosonik

Gelombang audiosonik, yaitu gelombang bunyi yang memiliki frekuensi berkisar antara 20 Hz sampai dengan 20.000 Hz. Merupakan gelombang bunyi yang dapat didengar oleh indra pendengaran manusia.

Ultrasonik

Gelombang ultrasonik, yaitu gelombang bunyi yang frekuensinya di atas 20.000 hz. Tidak dapat didengar oleh indra pendengaran manusia juga. Hanya kelelawar, lumba-lumba, dan anjing yang dapat mendengarnya.

Anak muda dapat mendengar bunyi dengan frekuensi terendah 20 hz dan frekuensi tertinggi 20.000 Hz. Tetapi saat memasuki usia senja, jangkauan frekuensi pendengarannya menjadi berkurang.

Penggunakan ultrasonik oleh manusia dijelaskan sebagai berikut.

a. Kacamata tunanetra

Prinsip pengiriman dan penerimaan pulsa ultrasonik pada kelelawar dimanfaatkan pada kacamata tunanetra. Kacamata dilengkapi dengan pengirim dan penerima pulsa ultrasonik. Penerima akan menghasilkan suatu bunyi tinggi atau rendah tergantung pada jarak benda yang memantulkan pulsa dekat atau jauh dari penderita tunanetra.

b. Mengukur kedalaman laut

Pulsa ultrasonik ditembakkan ke dalam air laut, kemudian oleh dasar laut, pulsa ini akan dipantulkan kembali ke atas. Selang waktu antara pengiriman pulsa dan diterimanya kembali pulsa tersebut kemudian dapat digunakan untuk menentukan kedalaman ait laut, yaitu dengan rumus :

Keterangan :
= kedalaman air laut (m)
= kelajuan bunyi di dalam air (m/s)
= selang waktu pengiriman ultrasonik dengan penerimanya kembali (s)

C. Pemerikasan USG (Ultrasonografi)

Pada kedokteran penyakit dalam dan kandungan, pulsa ultrasonografi yang dipantulkan oleh organ-organ yang ada di dalam tubuh atau janin dalam kandungan akan membentuk citra tententu pada layar monitor. Dari situlah dokter dapat memperkirakan kelainan organ, jenis kelamin janin, umur, dan kelainan pada janin.

Ayunan Sederhana

Dua buah bandul diberi tali dengan panjang tali yang sama, akan ikut bergetar (berayun) apabila salah satu diayunkan. Syarat terjadinya resonansi pada ayunan sederhana adalah panjang tali keduanya harus sama. Ayunan pada gambar di bawah, apanila bandul A diayun, maka bandul C akan ikut walaupun sebelumnya tidak disimpangkan. Sedangkan bandul B dan D tetap diam tidak ikut berayun.

Garputala

Resonansi dapat terjadi apabila sebuah garputala dengan frekuensi tertentu dibunyikan, kemudian didekatkan kepada garputala lain yang semula diam dan memiliki frekuensi sama. Garputala yang semula diam akan ikut berbunyi saat didekati oleh garputala yang sudah dibunyikan. Syarat terjadinya resonansi pada garputala adalah frekuensi kedua garputala harus sama.

Kolom Udara

Bila suatu garputala digetarkan di atas sebuah kolom udara, udara pada kolom akan beresonansi. Apabila panjang kolom udara merupakan bilangan ganjil kali seperempat panjang gelombang bunyi yang dipakai.

Akibat-akibat yang sering timbul dengan persitiwa resonansi diuraikan sebagai berikut.
– jembatan gantung dapat runtuh saat angin yang bertiup melalui jembatan dengan kecepatan tertentu dan frekuensi sama dengan frekuensi alami jembatan tersebut, sehingga terjadi resonansi. Akibatnya, jembatan gantung berayun dengan hebatnya dan akhirnya runtuh.
– Gelas piala dapat pecah bila seorang penyanyi didekatkannya dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi alami gelas tersebut.
– Mobil akan melambung saat melaju dengan kecepatan tinggi pada jalan yang berlubang karena adanya persitiwa resonansi pula.

Selain adanya akibat-akibat kurang mengenakkan dengan adanya resonansi, berikut ini manfaat dengan adanya peristiwa resonansi.
– Kita dapat mendengar dengan jelas semua suara yang ada di sekitar karena adanya selaput gendang pendengaran. Bagian ini merupakan selaput tipis dan mudah beresonansi untuk berbagai macam getaran.
– Udara di sekitar selaput suara manusia ikut bergetar (beresonansi) saat selaput ini bergetar, sehingga resonansi pada udara di sekitar selaput suara ini dapat memperkuat suara kita. Suara kita terdengar lebih nyaring karena diperkuat oleh resonansi udara

Keterangan :
n = indeks bias medium
D = diameter diafragma (m)
= panjang gelombang cahaya (m)
= sudut yang dibentuk oleh sumber cahaya

Biasanya sudut sangat kecil, sehingga besarnya sinus sama dengan sudut itu sendiri ( dalam satuan radian), sehingga persamaan di atas dapat ditulis : . Untuk lensa yang terletak dalam ruang hampa atau udara n = 1, , sehingga . Jarak daya urai dapat dirumuskan menjadi :

Keterangan :
d = jarak daya urai (m)
L = jarak objek dengan lensa (m)
D = diameter diafragma(m)
= panjang gelombang cahaya (m)

Contoh Soal
Diketahui jarak kedua lampu pada mobil 1,2 m dan diameter pupil mata 2 mm. Panjang gelombang cahaya 5.500  . Berapa jarak mobil maksimum agar kedua lampu jelas terbedakan atau terpisah?

Penyelesaian :
Diketahui :
d = 1,2 m
D = 2 mm = m
= 5.500 = 5,5 m

Ditanyakan : L = ..?
\begin{aligned}
d &=\frac{1,22 \lambda}{LD} \\
L &=\frac{1,22\lambda}{dD} \\
&=\frac{1,22\times 5,5\cdot 10^{-7}}{1,2\times 2\cdot 10^{-3}} \\
&= 3.577 \textrm{m} \\
&= 3,58 \textrm{km}
\end{aligned}