Saat gelombang akustik mengenai sebuah objek maka akan terjadi sejumlah proses akustik seperti refleksi atau pemantulan, transmisi atau dirambatkan,
refraksi atau pembelokan, serta reverberasi atau penghamburan gelombang.
2.4.1 Refleksi dan transmisi
Refleksi atau pemantulan yang terjadi pada dasar perairan mengikuti hukum Rayleigh, sudut datang akan sama dengan sudut yang dipantulkan
θ
1
= θ
2
. Koefisien refleksi didapatkan dari perbandingan intensitas suara yang dipantulkan
terhadap intensitas suara yang datang, dengan mengikuti Persamaan 11.
2 2
1 2
1
sin sin
sin sin
v v
i r
I I
ρ ρ
=
2 2
1 1
2 2
1 2
1 1
2 2
1
cos sin
cos sin
v v
ρ ρ
….… 11
dengan m dan n merupakan fungsi dari:
1 2
ρ dan
1 2
c c
v
Energi yang hilang akibat refleksi dapat diekspresikan sebagai fungsi logaritma dari perbandingan tersebut, 10 log I
r
I
i
[dB]. Sebagai fungsi dari grazing angle θ
g
, adapun kehilangan energi dari refleksi tergantung dari perbandingan antara
ρ
dan
v
. Penentuan besaran refleksi dan transmisi pulsa suara pada dua medium yang
berbeda juga dapat dijelaskan berdasarkan Persamaan 12:
12 1
2 2
12 1
2 1
2 12
1 2
R Z
Z Z
T dan
Z Z
Z Z
R
….. 12 Dimana R dan T adalah nilai koefisien refleksi dan transmisi, serta Z
ρ c adalah nilai acoustic impedance. Hasil yang diperoleh dari persamaan di atas valid pada
sudut pengukuran θ
g
= 90° atau normal incidence. Proses refleksi dan transmisi gelombang akustik pada dua medium yang berbeda dapat dilihat pada Gambar 7.
Sebagai contoh, pulsa suara yang ditransmisikan dari kolom perairan dengan Z
1
adalah acoustic impedance dari air menuju dasar perairan yang keras padat dianalogikan sebagai lempeng baja dengan acoustic impedance Z
2
. Sehingga nilai Z
2
Z
1
, maka nilai R
12
= 1 dan T
12
= 0. Keadaan seperti ini dapat diartikan sebagai refleksi secara menyeluruh terhadap pulsa suara dan tidak ada suara yang
ditransmisikan ke dalam medium dasar perairan yang berasal dari kolom perairan.
a kondisi pertama: p
i
+ p
r
= p
t
b kondisi kedua u
i
cos φ
i
+ u
r
cos φ
i
= u
t
cos φ
t
Contoh lain adalah dimana nilai Z
2
= Z
1
sehingga menghasilkan nilai R
12
= 0 serta nilai T
12
= 1, yang berarti bahwa seluruh suara ditransmisikan ke dalam medium ke-2. Kasus seperti ini banyak digunakan pada membran pelindung transduser,
sehingga seluruh suara yang ditransmisikan ke medium air tidak mengalami refleksi dari membran pelindung tersebut Coates, 1990.
Sumber: Clay dan Medwin 1977 diacu dalam Siwabessy 2001
Gambar 7 Geometri refleksi antara dua media. ρ
u
dan ρ
l
masing-masing adalah densitas medium bagian atas dan bawah, c
u
dan c
l
masing-masing adalah kecepatan suara pada medium bagian atas dan bawah.
φi adalah sudut datang,
r
sama dengan
i
, adalah sudut refleksi. Sudut
i
dan
t
terkait dengan hukum Snell. u
i
, u
r
dan u
t
masing-masing adalah vektor kecepatan datang, refleksi dan transmisi dari partikel
Selain mengalami refleksi, pulsa suara yang dirambatkan juga mengalami proses refraksi. Refraksi terjadi bilamana pulsa suara melewati lapisan dengan
impedansi yang berbeda. Proses ini kemudian dapat digunakan untuk menduga
densitas dari tiap lapisan yang dilewati oleh gelombang suara tersebut Gambar 8. Proses refraksi terjadi dengan mengikuti Persamaan 13.
cos θ
1
c
1
= cos θ
2
c
2
13 θ
1
dan θ
2
dihitung pada grazing angle.
Sumber: Coates 1990.
Gambar 8 Gelombang suara yang mengalami proses refleksi dan refraksi saat merambat pada dua medium yang memiliki impedansi berbeda.
2.4.2 Backscattering dasar laut
