Kecepatan Suara dalam Beragam Medium dan Bagaimana Proses Telinga Mendengar Suara

Bagi kita yang memiliki pendengaran normal, kapanpun dimanapun kita akan selalu dihadapkan dengan beragam jenis suara. Suara teman kita yang mengajak bicara, hingga bunyi klakson kendaraan saat perjalanan menuju kantor. Suara atau biasa kita sebut bunyi yang kita dengar, memberikan kemudahan dalam berkomunikasi lewat pendengaran telinga, namun kadang menimbulkan polusi udara yang membuat telinga kita bermasalah.

Suara tidak lebih cepat dari cahaya, dimana pada umumnya suara atau bunyi di udara memiliki kecepatan dalam keadaan normal (suhu sekitar 20 derajat celcius) bernilai 340 atau 343 m/s, sedangkan cahaya 300.000.000 m/s, sehingga tak heran kilatan cahaya akan lebih awal terlihat dibanding suara guntur yang terdengar setelahnya.

Apa yang dimaksud kecepatan suara?

Kecepatan suara adalah jarak untuk melakukan perjalanan gelombang suara dalam jumlah waktu tertentu. Dalam fisika biasanya disebut cepat rambat bunyi. Bunyi memiliki nilai cepat rambat yang berbeda disetiap medium (media atau perantara).

Suara atau bunyi merupakan salah satu jenis gelombang mekanik, yang artinya dalam perambatannya harus melewati sebuah medium salah satunya seperti udara. Umumnya, gelombang suara merambat paling cepat melalui padatan, diikuti oleh cairan, dan kemudian oleh gas. Hal ini disebabkan dalam proses perambatannya, suara yang kita dengar dari sumber suara seperti speaker, klakson atau sirine akan memasuki telingan lewat udara disekitar melalui pergerakan partikel atom. Ketika gaya bergerak dari satu atom dengan partikel atom lainnya yang berdekatan dengan cara bergesekan maka terjadi pemindahan energi hingga suara terdengar jelas dan diterima otak sebagai informasi suara tertentu. Ilustrasi perambatan gelombang bunyi sebagai berikut:



Oleh sebab itu, kecepatan suara diudara lebih kecil dibandingkan dengan aluminium, karena partikel-partikel atomnya berjarak lebih jauh sehingga atom satu dan lainnya memerlukan waktu yang lebih lama untuk memindahan energi. Seperti yang terlihat pada tabel berikut ini:







Berdasarkan persamaan diatas dapat kita ketahui bahwa kecepatan suara tergantung pada medium yang dilewatinya apakah pada zat gas, padat atau cair. Kemudian ditentukan pula oleh massa jenis atau densitas dari setiap zat. Sedangkan pada kasus cepat rambat di udara ditentukan pula oleh suhu yang berbanding lurus dengan tekanan.

Bagaimana Proses Telinga Mendengar Suara?

Proses perambatan suara hingga terdengar oleh telinga secara fisika sudah dipaparkan di atas, namun lebih detailnya bisa kita pahami secara biologis dengan melihat struktur dari telinga manusia yang sangat sempurna tiada duanya, berikut ini:



Telinga kita dibagi pada 3 bagian besar yaitu, telinga bagian luar, telinga bagian tengah dan telinga bagian dalam. Gelombang suara masuk ke telinga bagian luar dan merambat melalui saluran telinga ke telinga bagian tengah. Sebelumnya mari kita cek video berikut ini:



Telinga bagian luar terdiri dari bagian telinga yang nampak secara fisik, yaitu pinna dan lubang telinga. Pinna adalah daun telinga yang dapat terlihat dari luar. Bentuknya menyerupai mangkok yang mengumpulkan gelombang suara dari sekitar dan meneruskannya ke dalam lubang telinga.

Telinga bagian luar ini juga terdiri dari saluran telinga tempatnya cairan telinga diproduksi. Cairan ini mengandung bahan kimia yang berfungsi mencegah infeksi yang dapat menyerang kulit bagian dalam pada saluran telinga. Selain itu, cairan tersebut juga berperan mengumpulkan kotoran telinga agar tidak mencemari saluran.

Telinga bagian tengah terdiri dari lorong yang berisi udara di mana terdapat tiga tulang.
1. Tulang martil (malleus): melekat pada gendang telinga.
2. Tulang landasan (incus): berada di tengah rangkaian tulang.
3. Tulang sanggurdi (stapes): tulang yang menjadi penghubung antara telinga tengah dan telinga dalam.

Tulang-tulang ini terpisah dari bagian telinga luar oleh gendang telinga. Telinga bagian tengah terhubung dengan saluran eustasius yang membuka dan menutup di ujung tenggorokan dan berfungsi sebagai saluran mengalirnya cairan. Untuk memperoleh getaran normal dari gendang telinga, dibutuhkan tekanan yang setara pada dua sisi gendang telinga.

Gelombang menyebabkan gendang telinga bergetar. Melewati getaran ini ke tulang martil, salah satu dari tiga tulang kecil di telinga. Tulang martil atau disebut juga palu bergetar menyebabkan tulang landasan menyentuh martil dan bergetar. Landasan meneruskan getaran ini ke sanggurdi, tulang kecil lain yang menyentuh landasan. Dari sanggurdi, getaran masuk ke telinga bagian dalam. Sanggurdi menyentuh kantung berisi cairan dan getaran dirambatkan ke koklea, yang berbentuk seperti rumah siput. Di dalam rumah siput, ada ratusan sel khusus yang melekat pada serabut saraf, yang dapat mengirimkan informasi ke otak. Otak memproses informasi dari telinga dan memungkinkan kita membedakan antara berbagai jenis suara.

Lebih jelas lagi cek video 3D untuk proses pendengaran telinga: