Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Video ini membahas tentang pelayangan atau beats dalam konteks gelombang bunyi, yang terjadi akibat interferensi antara dua gelombang bunyi dengan frekuensi sudut berbeda. Melalui trigonometri, hasil superposisi gelombang tersebut menghasilkan amplitude yang bervariasi tergantung pada selisih frekuensi antara dua gelombang. Pelayangan ini sering dialami oleh pemusik ketika mengkalibrasi nada pada alat musik, di mana perbedaan frekuensi tipis menyebabkan amplitude gelombang naik turun, menciptakan efek lonjakan atau tempo yang berbeda. Frekuensi pelayangan dihasilkan dari selisih frekuensi dua gelombang yang berinterferensi. Hal ini memberikan pemahaman yang menarik terkait dengan fenomena interferensi gelombang bunyi.

Salah satu hal yang menarik lagi pada saat kita membahas tentang gelombang bunyi adalah pelayangan.

Sebelumnya kita sudah mempelajari tentang pembentukan gelombang berdiri pada saat terjadi interferensi antara dua gelombang bunyi yang datang secara berlawanan.

Setelah itu dari fenomena gelombang berdiri tadi kita bisa mendapatkan beberapa cara untuk menghasilkan frekuensi bunyi yang berbeda

sehingga akhirnya kita bisa sampai masuk di mana nada itu bisa kemudian divaryasikan hanya dengan mengubah beberapa variabel seperti panjang senar atau mungkin ketebalan senar dan lain-lain.

Nah sekarang kita masuk ke salah satu aspek lagi atau fenomena yang terjadi ketika kita memandang kejadian terkait dengan interferensi gelombang khususnya pada gelombang bunyi.

Yaitu tentang pelayangan atau mungkin Anda sering mendengar istilah bahasa Inggrisnya adalah beats.

Untuk melihat fenomena pelayangan kita akan meninjau dua gelombang bunyi dengan dua frekuensi sudut yang berbeda.

Di sini saya tinjau, kita tinjau untuk kemudahan kita melihat itu pada posisi X sama dengan 0 dan kita tinjau sudut fase awalnya juga sama dengan 0.

Sehingga persamaan simpangan untuk masing-masing gelombang yang kita tinjau itu adalah S1 S maksimum sin omega 1 dikali T lalu S2 S maksimum sin omega 2 dikali T.

Kita juga ambil asumsi bahwa gelombang ini masing-masing bergerak ke kiri sehingga kita dapatkan tanda di depan omega T masing-masing adalah positif.

Untuk mengambil contoh yang lain bisa sama saja penampakannya tapi kita mengambil ini untuk melihat bagaimana bentuknya secara dasar.

Jadi kasus yang lain pun sebenarnya bisa terjadi.

Yang penting yang kita tahu omega 1 itu tidak sama dengan omega 2 secara khusus sehingga kita akan mendapatkan hasil yang berbeda ketika kita menjumlahkannya secara trigonometri.

Dengan menggunakan identitas trigonometri yang sama ya.

Sin alfa ditambah dengan sin beta itu akan sama dengan 2 kali sin alfa ditambah beta dibagi 2 dan cos alfa dikurangi beta dibagi 2.

Kita akan dapatkan ekspresi hasil superposisi atau penjumlahan 2 gelombang kita ini adalah 2 kali S maksimum kasih kali cosinus setengah.

Omega 1 minus omega 2 T dikalikan dengan sinus omega 1 plus omega 2 dikalikan dengan T.

Tentu saja disini artinya setelah mereka berinterferensi akan ada 2 frekuensi sudut fase yang baru dalam fungsi dari interferensi gelombangnya.

Jadi kita definisikan disini omega akan sama dengan setengah omega 1 ditambah omega 2.

Omega aksen itu adalah setengah omega 1 minus omega 2.

Sekarang ketika omega 1 dan omega 2 jauh bedanya maka artinya kalau kita bisa lihat ketika omega 1 dan omega 2 jauh bedanya maka bisa jadi secara umum.

Omega 1 dikurangi dengan omega 2 itu akan lebih kecil dibanding omega 1 ditambah omega 2.

Kalau dijumlahkan selisih antara omega 1 dan omega 2 pada dasarnya secara umum kita bisa dapatkan lebih kecil dibandingkan jumlah dari mereka berdua.

Namun lebih ekstrim lagi ketika omega 1 dekat sekali dengan omega 2 hampir sama maka nilai omega aksen akan mendekati 0.

Nilai omega jelas jauh lebih besar dibandingkan dengan omega aksen.

Kalau sama dengan persis ini akan sama dengan 0.

Jadi kalau sama dengan 0 artinya pada titik X itu akan selalu 0.

Kalau anda perhatikan ya jika omega 1 sama dengan omega 2 maka sudut fase dari cosinus ini akan sama dengan 0.

Artinya S pada saat 0 dan T fungsinya adalah 2 S maksimum dikalikan sinus dari omega dikalikan dengan T.

Artinya dia akan berupa getaran atau istilahnya bagian dari osilasi biasa tapi dengan frekuensi bergantung pada omega ini.

Hanya jika omega 1 dan omega 2 berbeda sedikit sekali artinya dia tidak sama dengan 0.

Artinya nilai dari amplitude untuk simpangan interferensi yang terjadi itu bergantung pada omega aksen ini.

Jadi artinya akan ada amplitude yang bervariasi bergantung pada selisih antara omega 1 dan omega 2.

Jadi bisa dibayangkan ketika omega 1 dan omega 2 sama artinya yang ada hanyalah satu gelombang saja dengan amplitude 2 S max.

Artinya kalau bisa dibayangkan jika ada gelombang bunyi, 2 gelombang bunyi dengan frekuensi yang sama maka tidak akan ada perubahan atau naik turun dari amplitude tambahannya.

Menariknya disini ketika ada perbedaan sedikit saja maka akan muncul yang kita sebut sebagai beats atau pelayangan.

Ini yang digunakan oleh yang sering dialami oleh pemusik ketika sedang mengkalibrasi nada pada alat musiknya.

Mungkin kita bisa sering nyebutnya dengan stem.

Ketika Anda memakai gitar, mungkin kita akan punya video khusus terkait ini.

Ketika dua senar yang ada pada gitar itu tidak stem, maka kita biasanya mencari nada yang sama pada senar yang lebih besar untuk disamakan atau dikalibrasi atau di tune atau di stem dengan senar yang ada.

Dan ketika ada perbedaan, ketika frekuensinya sudah sama maka bunyinya itu akan setara.

Artinya tidak ada pelayangan, tidak ada amplitude yang naik turun.

Sedangkan kalau ada sedikit bunyinya, sedikit perbedaan frekuensi dia akan naik turun.

Nah itu dilihat dari omega aksen yang terbentuk pada operasi interferensi gelombang.

Nah karena disini pada amplitude setelah interferensi bergantung pada fungsi cosinus dari omega aksen, cosinus sendiri punya nilai maksimum plus 1 dan nilai minimumnya adalah minus 1.

Artinya nilai maksimum dari gelombang interferensi ini akan terjadi dua kali.

Sehingga kita bisa definisikan frekuensi pelayangan yang terjadi pada peristiwa interferensi ini itu adalah dua dikali dengan frekuensi omega aksen.

Yang menyebabkan adanya istilahnya naik turun dari nilai si amplitude dari hasil interferensinya.

Sehingga kita bisa definisikan frekuensi pelayangan dari dua gelombang yang berbeda dari interferensi itu adalah selisih antara frekuensi dari dua gelombang tersebut.

Nah jadi mungkin Anda jika ingin melihat bagaimana efek pelayangan setelah suara, Anda bisa lihat pada video setelah ini terkait dengan alat musik.

Tapi yang jelas adanya perbedaan frekuensi yang tipis itu akan menyebabkan adanya amplitude yang naik turun pada gelombang interferensinya.

Jadi efeknya adalah ketika dua gelombang suara dengan frekuensi yang dekat bedanya diperdengarkan kita akan seperti melihat lonjakan-lonjakan atau istilahnya beat atau tempo yang terlihat terasa berbeda berkaitan dengan selisih dari frekuensi tersebut.

Untuk lebih jelasnya nanti kita akan lihat di video selanjutnya.