Intensitas Bunyi & Desibel
Energi bunyi menyebar sama rata ke segala arah dari sumbernya, seperti riak yang membesar ke luar pada sebuah bola. Seiring bola itu membesar, daya total yang sama itu terentang pada area yang semakin luas, sehingga intensitas — daya per meter persegi — menurun dengan cepat semakin jauh Anda berada, mengikuti pola kuadrat terbalik terhadap jarak.
Rumus
I = P / (4π · r²)
- I — intensitas (W/m²): seberapa besar daya bunyi yang melewati setiap meter persegi luas
- P — daya (W): total energi bunyi yang dipancarkan sumber setiap detik
- r — jarak (m): seberapa jauh Anda dari sumbernya
Contoh yang diselesaikan
Sebuah pengeras suara memancarkan 12,56 watt daya bunyi sama rata ke segala arah. Dengan 4π ≈ 12,56, berapa intensitas bunyi pada jarak 1 meter?
- P = 12.56 W
- r = 1 m
- I = P / (4π · r²)
- I = 12.56 W / (12.56 · 1 m²)
I = 1 W/m²
Uji diri Anda
Pengeras suara 12,56 watt yang sama kini diukur pada jarak 2 meter, bukan 1. Berapa intensitas yang baru?
- Jawaban benar: 0.25 W/m²
- 0.5 W/m²
- 4 W/m²
Benar! Menggandakan jarak membagi intensitas menjadi seperempat (2²): 12.56 W ÷ (12.56 · 4 m²) = 0.25 W/m².
Intensitas sebuah bunyi melonjak dari I₀ menjadi 100 kali I₀. Berapa desibel tingkat bunyi itu naik?
- 100 dB
- 10 dB
- Jawaban benar: 20 dB
Tepat sekali — setiap kali ×10 dalam intensitas menambah 10 dB, dan ×100 adalah dua faktor ×10, sehingga tingkatnya naik 20 dB.
Di mana Anda melihatnya
Berjalan mundur dari seorang pemusik jalanan atau melintasi lapangan konser, dan kenyaringan bunyi turun lebih cepat daripada pertambahan jarak — daya bunyi yang sama terentang pada bola yang terus membesar. Sebuah pengeras suara yang memancarkan 12.56 watt menghasilkan 1 W/m² pada jarak satu meter tetapi hanya 0.25 W/m² pada jarak dua meter, dan pendengar empat baris di belakang hanya menerima sebagian kecil dari intensitas barisan paling depan.
Kesalahan umum
Kesalahan refleksnya adalah membagi dua: gandakan jarak dan intensitas pasti tinggal setengahnya — padahal r dalam I = P / (4π · r²) dikuadratkan, jadi menggandakan jarak membagi intensitas dengan empat, dan menjadikannya tiga kali lipat membagi dengan sembilan. Skala desibel membuat orang terpeleset dengan cara yang sama: skala itu logaritmik, jadi setiap ×10 dalam intensitas hanya menambah 10 dB — lompatan ×100 menaikkan tingkat bunyi sebesar 20 dB, bukan sebesar faktor 100.
Bagaimana ini terhubung
Ini menutup unit gelombang: pergeseran Doppler memberitahumu apa yang dilakukan gerak pada frekuensi, layangan apa yang dilakukan interferensi pada kenyaringan, dan hukum kuadrat terbalik apa yang dilakukan jarak pada energi — ketiganya bekerja pada gelombang yang sama yang sedang menyebar itu. Geometrinya identik dengan penurunan kuadrat terbalik pada gravitasi dan hukum Coulomb: apa pun yang memancarkan sama rata ke segala arah menyebar pada bola yang luas permukaannya tumbuh sebagai 4π · r².