19
F. Rangkuman
Akustik adalah ilmu bunyi, yang dimaksud bunyi adalah getaran mekanik suatu material. Materi dapat seperti udara bunyi udara, air bunyi air atau benda pejal
bunyi benda pejal. Gelombang bunyi memiliki dua besaran, yaitu frekuensi dan amplitudo. Frekuensi bunyi yang dapat didengar manusia 20 Hz hingga 20 kHz.
Frekuensi bunyi adalah berapa banyak penebalan dan penipisan partikel udara dalam satu detik berurutan satu sama lain. Banyak ayunan tekanan tiap satuan
waktu disebut frekuensi dan akan diamati sebagai nada.Tekanan bunyi p merupakan tekanan berganti yang menumpang pada tekanan udara. Dan
penyebaran bunyi melalui penebalan dan penipisan partikel udara, tekanan normal udara diubah secara periodis dalam irama gelombang bunyi
Jika ada beberapa sumber bunyi dalam satu daerah, satu sama lain akan terjadi interferensi. Kejadian ini bisa saling menjumlahkan constructive interference
atau kedua gelombang bunyi akan saling meniadakan destructive interference. Resonansi merupakan ikut bergetarnya suatu benda karena adanya getaran lain.
Lintasan bunyi sampai ke penerima dapat menjalar melalui banyak lintasan, hal ini akan membangkitkan gema. Gema bisa menjadi hal yang positif, membuat
bunyi menjadi hidup. Jika waktu gema terlalu panjang, bisa merusak kejelasan informasi.
G. Umpan Balik dan Tindak Lanjut
Guru setelah menyelesaikan latihan dalam modul ini diharapkan mempelajari kembali bagian-bagian yang belum dikuasai dari modul ini untuk dipahami secara
mendalam sebagai bekal dalam melaksanakan tugas keprofesian guru dan untuk bekal dalam mencapai hasil pelaksanaan uji kompetensi guru.
Setelah mentuntaskan modul ini maka selanjutnya guru dapat mengikuti uji kompetensi. Dalam hal uji kompetensi, jika hasil tidak dapat mencapai batas nilai
minimal ketuntasan yang ditetapkan, maka peserta uji kompetensi wajib mengikuti diklat sesuai dengan grade perolehan nilai yang dicapai.
20
21
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: PSIKOAKUSTIK TELINGA MANUSIA
A. Tujuan
Setelah menyelesaikan kegiatan belajar ini, peserta diharapkan dapat; 1. Mengemukakan sifat psikoakustik anatomi telinga manusia
2. Mendimensikan ambang batas daerah dengar telinga manusia
B. Indikator Pencapaian Kompetensi
1. Menerapkan sifat psikoakustik telinga manusia 2. Menampilkan nilai-nilai batas dan daerah dengar telinga manusia
C. Uraian Materi
1. Anatomi dan fungsi telinga manusia
Manusia mendengar bunyi dengan telinganya. Dalam telinga getaran bunyi diubah menjadi perasaan terhadap bunyi. Hal ini membangkitkan kesan bunyi
subyektif dalam otak.
Gambar 2.1. Susunan telinga
Secara anatomi, telinga manusia terdiri dari 3 bagian, telinga luar, telinga tengah
dan telinga dalam. Telinga luar berfungsi untuk menangkap bunyi, yang kemudian
dilalukan ke telinga tengah dan terakhir ke
telinga dalam.
Telinga dalam
merupakan organ pendengaran yang sesungguhnya.
Seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.1 telinga luar yang terdiri dari daun telinga, karena bentuknya seperti itu, sangat baik untuk dapat mengetahui arah dari
mana bunyi datang.Pada telinga tengah yang berupa tabung, karena dimensinya, menyebabkan penerimaan yang baik pada frekuensi 3.000Hz.Pada
telinga tengah ini mengubah tekanan udara menjadi gerakan mekanis. “Mekanik”
terdiri dari “Palu”, landasan, sanggurdi dengan hubungan yang elastis. Bagian mekanis ini mengakibatkan ketidak linieran perasaan bunyi yang didengar.
Maksudnya : frekuensi tertentu dilalukan lebih baik dari yang lain. Pada tekanan
22 bunyi yang besar timbul cacat. Telinga dalam yang dimulai gendang telinga.
Getaran mekanis diubah menjadi pulsa listrik, yang mana oleh urat syaraf dialirkan ke otak. Pulsa listrik ini mengakibatkan kesan subyektif kuat suara dari
bunyi. Dengan melalui sekitar 24.000 saraf yang satu sama lain terisolasi, menghubungkan pulsa listrik yang didapat ke otak. Maka telinga manusia dapat
membedakan sekitar 3.000 tingkatan nada, jika dibandingkan dengan piano hanya memiliki 84 nada dan orgen memiliki 108 nada.
2. Ambang dengar dan batas sakit
Telinga manusia mempunyai kepekaan yang luar biasa, selain mampu membedakan nada juga dapat membedakan kuat suara. Serta memiliki
kemampuan menangkap frekuensi dari 20 Hz hingga 20.000Hz.Telinga mempunyai kepekaan terbesardalam jangkauan frekuensi dari 1.000Hz sampai
4.000Hz, hal ini ditentukan oleh susunannyakunstruksi telinga. Telinga mulai dapat mendengarkan bunyi dengan tekanan bunyi sebesar
2 10
-4
µbar pada frekuensi 1.000Hz. Saat telinga mulai mendengar disebut sebagai ambang dengar. Tekanan bunyi maksimum telinga dapat mendengar
batas sakit pada tekanan bunyi sebesar 200µbar.Dengan demikian telinga mengamati tekanan bunyi dari 2
10
-4
µbar sampai 200µbar atau dalam perbandingan telinga memiliki daerah kepekaan 1:1.000.000.
000 .
000 .
1 1
200 10
2
-4 1
bar
bar p
p
o
Dengan ambang dengar p
o
=2 10
-4
µbar; dan batas sakit p
1
=200µbar. 3. Kuat Suara
Daerah tekanan bunyi yang bisa didengar antara ambang dengar dan batas sakit memiliki 1:10
6
. Dengan nilai sangat lebar ini, perbandingan tekanan bunyi dalam praktiknya digunakan ukuran logaritmis, bukan ukuran linear. Hal ini memiliki
kelebihan dalam perhitungan, karena sebuah perkalian dengan logaritmisasi diubah menjadi penjumlahan. Ukuran logaritmis dari sebuah perbandingan diberi
satuan Bell, supaya tidak timbul koma dalam pengukuran dan perhitungan maka satuan yang digunakan desi Bell dB atau seper sepuluh Bell.
23 Desi Bell dB merupakan satuan untuk perbandingan, perbandingan ini
digunakan referensi standar yang berbeda.Sebagai contoh, dBV digunakan untuk referensi 1Volt, dBm digunakan untuk referensi 1miliWatt.
Dalam audio atau akustik digunakan dB SPL Sound Pressure Level sebagai ambang dengar dengan tekanan bunyi p
o
=2 10
-4
µbar, besaran ini juga disebut sebagai level suara absolut. Besaran 0dB SPL merupakan ambang pendengaran
bagi kebanyakan telinga manusia.
o
p L
p log
20
. L = level bunyi dalam dB
. p = tekanan bunyi dalam µbar.
. p
o
=tekanan bunyi pada ambang dengar 2 10
-4
µbar Batas sakit pada 1.000 Hz dengan tekanan bunyi p = 200 µbar terletak sekitar
120dB di atas ambang dengar. Manusia tidak langsung merasa tekanan bunyi, yang merupakan besarandapat
terukur secara fisika, tapi volume kuat suara. Antara perasaan pendengaran dan tekanan bunyi atau intensitas bunyi terdapat secara pendekatan hubungan
logaritmis hukum Weber-Fechne.
Gambar 2.2. Ketergantungan tekanan suara dan frekuensi
Dengan telah ditetapkan level bunyi
absolut dikarenakan
ukurannya yang logaritmis juga digunakan
sebagai ukuran
untuk kuat suara. Sensitifitas kuat suara telinga manusia
sangat tergantung
dengan frekuensi Gambar 2.2.
LdB = Phon
o
p p
log 20
. L = level suara absolut dalam dB
= kuat suara dalam phon
. p = tekanan suara dalam µbar.
. p
o
= tekanan bunyi pada ambang dengar 2 10
-4
µbar Kuat suara merupakan logaritma dari faktor perbandingan dari tekanan
bunyiterhadap tekanan bunyi ambang dengar. Satuan dari kuat suara adalah Phon
merupakan huruf besar yunani untuk lamda
24 Catatan : Kuat suara dalam Phon sesuai dengan level suara absolut dalam
dB pada frekuensi 1.000Hz Dari Gambar 2.2 terlihat bahwa pada kuat suara yang rendah 60Phon
kebawah, untuk dapat mendengar sama kerasnya, maka tekanan bunyi dengan frekuensi rendah dan tinggi harus dikuatkan lebih tinggi dari tekanan bunyi pada
frekuensi tengahnya. Pada kuat suara yang tinggi 70 Phon keatas, kuat suara merata pada semua daerah frekuensi. Berdasarkan sifat tersebut, maka pada
penguat suara untuk mengatur kuat suara volume dikenal dengan pengaturan kuat suara dengan loudness. Pengaturan kuat suara sesuai psikologis.
4. Pengaturan kuat suara sesuai pendengaran
Kuat suara dalam mendengarkan konser, pembicaraan dan sebagainya dalam hall atau dalam ruangan bebas berkisar 70 Phon. Perasaan terhadap kuat suara
hampir datar, lihat gambar kurva pada gambar 2.2. Kita dengarkan sebuah konser atau pembicaraan dalam kamar melalui radio atau
penguat, kuat suara akan berkisar sekitar 40 phon. Pada 40 phon
Phon 70
40
1kHz f
kurva koreksi
40Phon kurva yang
telah dikoreksi untuk 40Phon
Gambar 2.3
.
Skematis “ Pengaturan kuat suara sesuai pendengaran”
pendengaran sangat bergantung pada frekuensi, maksudnya frekuensi tinggi
dan rendah
akan sedikit
lemah didengar.
Suara berfrekuensi rendah dan tinggi pada kuat suara yang rendah harus
direproduksi lebih kuat,
100 80
60 40
20 20
30 40
50 60
70 Tahun Usia
f=8kHz
f=12kHz f=16kHz
Gambar 2.4. Penurunan perasaan mendengar untuk frekuensi tinggi dengan
bertambahnya usia.
pengaturan kuat suara seperti ini disebut pengaturan kuat suara sesuai
pendengaran pada radio atau penguat Tinggi nada, warna bunyi frekuensi dari
sebuah getaran bunyi dirasakan oleh pendengaran sebagai tinggi nada.
Frekuensi terendah yang terdengar terletak pada 20 Hz, sedang