Hukum Pemantulan Bunyi [PDF]

Citation preview

Hukum Pemantulan untuk bunyi Eksperimen ini akan menunjukkan bahwa sudut sumber bunyi (α ) dan sudut



dari



pemantulan β sama ketika gelombang suara sumber bunyi dipantulkan oleh permukaan benda datar (hukum pemantulan). Sudut sumber dan sudut dari pemantulan sama ketika gelombang akan dipantulkan oleh permukaan yang datar. Hukum ini, yang dikenal dari bidang optik, juga berlaku untuk gelombang bunyi. Dalam percobaan yang dijelaskan di bawah ini, suatu titik sumber suara terletak di titik fokus dari cermin cekung sehingga pesawat ini memancarkan gelombang bunyi. Gelombang bunyi terpantulkan pada pesawat dan terdeteksi melalui mikrofon terarah (mikrofon probe pada titik fokus dari cermin cekung kedua).



Gambar. 1: Pemantulan dari gelombang bunyi α : Sudut dari kejadian β : Sudut pemantulan δ ′ dan δ : sudut-sudut yang diukur dalam percobaan (1): Pengeras suara (2): Microphone



1



(3): Piring pemantul Sumber suara dan mikrofon yang terbaik ke ujung bangku optik (lihat Gambar 1/gambar 2). Kedua bangku optik dihubungkan dengan suatu poros. Letakkan piring pemantul dengan baik sehingga dapat diputar dari titik pusat. Sebuah skala busur derajat sekitar sumbu rotasi sudut yang memungkinkan sudut-sudut δ dan α + β = δ ′ terbacakan secara langsung. Gambar. 1 memperlihatkan sudut dari sumber α , sudut pemantulan β , sudut



γ



dan



beberapa sudut yang diukur dalam percobaan δ ′ dan δ . γ = 0 jika sumber suara dan mikrofon yang berlawanan satu sama lain. Jelas bahwa: α + β + γ = 180°, maksudnya γ = 180° - δ ′ (1) Persamaan berikut berlaku untuk sudut antara piring pemantul dan kedua bangku optik: β + δ = 90°



(2)



α dan β dapat dihitung dari γ dan δ : hal tersebut dijelaskan bahwa : β = 90° - α



(3)



Dan α = 180° - β - γ = 180° - (90° - δ ) - γ = 90° - γ + δ .



(4)



1 2



Jika percobaan menunjukkan bahwa δ = γ , selalu berlaku, dari, sesuai dengan persamaan (3): 1 β = 90 − γ 2



Dan sesuai dengan persamaan (4): 1 α = 90 ° − γ + γ 2



1 = 90 ° − γ 2



Dan dengan demikian, α = β .



2



Peralatan 1 Bangku optik kecil ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 460 43 1 Mikrofon universal ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 586 26 1 Tweeter loudspeaker ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 587 07 1 Pasang cermin cekung ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 389 24 1 Analog DC alat pengukur 1 V, seperti E-instrumen pengukuran D ... . ..31 88 1 Function generator D ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 522 55 1 Baja pita pengukur ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 311 77 1 Piring pemantul ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 587 66 2 Dasar pendiri besar ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 300 01 1 pasang dari berhenti selama bola penyimpangan ... ... ... ... ... ... .... 461 61 2 Pendiri batang, 25 cm ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 300 41 1 Pendiri batang, 10 mm ∅ 50 cm ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 301 27 4 Leybold multiclamps ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 301 01 1 Pemutar lengkap dengan skala busur derajat ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 460 40 1 Penghubung, 1 m, merah ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 501 30 1 Penghubung, 1 m, biru ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 501 31 Tambahan yang diperlukan: Paper clip Selotip Pengesetan Pasang peralatan seperti pada gambar. 2, buatlah sambungan yang diperlukan, tetapi belum meletakkan piring pemantul. Tempatkan ujung mikrofon probe tepat pada titik fokus dari cermin cekung pertama (36,33 cm dari pusat permukaan cermin).



3



Gambar 2. Pengaturan untuk percobaan pada pemantulan dari gelombang bunyi menunjukan hubungan listrik. Cocokan dengan lubang diafragma pada pengeras suara dan tempat diafragma ini pada titik fokus dari cermin cekung kedua. Ratakan bangku optik sehingga sumber suara dan mikrofon berlawanan satu sama lain (γ = 0). Aktifkan mikrofon dan tetapkan amplifikasi minimum. Atur pemilih beralih ke "=". Aktifkan fungsi generator untuk sinus, f = 20 kHz, dan alat ukur ke 1 V. Pilih amplitudo suara sehingga alat ukur tidak overdrive. Balik polaritas keluaran mikrofon kabel jika instrumen pengukuran menunjukkan defleksi negatif. Ganti bergiliran kedua cermin cekung sampai instrumen pengukuran menunjukkan defleksi maksimum. Jika perlu, perbaikkan juga posisi mikrofon dan loudspeaker pada titik fokus dari cermin cekung. Lanjutkan untuk memaksimalkan amplitudo dengan sedikit mengubah frekuensi (stasioner gelombang antara cermin cekung dan mikrofon). 4



Clamp 10 mm pendiri batang di putar bersama, dan lampirkan piring pemantul. Kencangkan sekrup knurled di piring pemantul hanya sedikit sehingga dapat dengan mudah piring berputar terhadap sumbu vertikal (Gambar 2). Gunakan sepotong pita perekat, untuk mengamankan potongan kawat (misalnya meluruskan penjepit kertas) ke sisi kanan dari piring pemantul sehingga pada skala busur ujung kabel menunjuk ke sudut δ derajat dari pemutaran bersama (lihat Gambar . 3). Letakkan piring pemantul sehingga sejajar dengan bangku optik (dilihat oleh mata). Balikkan skala busur derajat 180° sehingga tanda persis di bawah kawat pointer. Atur juga ponter dari meja busur derajat dengan skala 180° tandai sehingga sudut δ dapat diukur (Gambar 3).



Gambar 3. : penyesuaian titik kabel (1) dan titik yang dapat diputar(2) sehingga menunjukkan skala 180 º dalam skala busur derajat (3) sebelum mulai pengukuran. Catatan lebih lanjut: Pointer tidak boleh menyentuh satu sama lain. Kawat pointer tidak boleh terhambat pada skala. Piring refleksi baik tidak boleh menyentuh meja skala atau pointer karena akan dilakukan penyesuaian ketika piring pemantul berbalik. Melakukan percobaan: Catatan: Jangan sentuh skala atau dua-sudut pointer saat melakukan percobaan, karena ini akan mengurangi efek penyesuaian.



5



Tetapkan sudut γ dari 140° dengan memindahkan bangku optik ( δ ′ = 40°). Perlahan-lahan putar piring pemantul dan perhatikan serta ukur peralatannya. Catat sudut δ di mana ada tegangan maksimum ( sudut δ catatan dari sudut dari posisi pointer kawat, δ = 180° posisi kawat pointer). kurangi sudut γ setiap langkah dan ukur δ pada setiap kasus. sudut untuk menunjukkan ketajaman maksimum.γ



δ Plot defleksi dari instrumen



pengukuran sebagai fungsi dari sudut. Periksa penyesuaian mikrofon, loudspeaker dan cermin cekung jika ada yang jelas sekunder maksimal.



Gambar 4: tegangan dibandingkan dengan keluaran mikrofon UM sebagai fungsi sudut δ (sudut diantara bidang pemantul dan bangku optic yang kedua). γ=90º.



Gambar 5: hubungan fungsional antara δ dan γ: δ=1/2γ. Hasil dan evaluasi



6



gambar 4 menunjukkan tegangan berbading keluaran mikrofon sebagai fungsi dari sudut δ di bentuk oleh bidang pemantul dengan bangku optic yang kedua. Disana ditentukan dengan jelas maksimum pada sudut 45º, secara tepat setengah dari sudut γ=90º yang ditentukan untuk pengukuran ini; (sudut diantara bangku optic sebelumnya selalu 90º). Persamaannya δ=1/2 Adalah selalu jelas dari grafik pada gambar 5 dimana δ adalah diplot sebagai fungsi γ. Sesuai dengan observasi yang telah dibuat dalam bagian pendahuluan, telah ditunjukkan bahwa sudut datang dan sudut pantul adalah sama ketika bunyi dipantulkan.



7