Definisi Pitch (Fisika): Memahami Frekuensi Suara

Anda mungkin pernah mendengar tentang virtuoso musik dengan "nada sempurna", tetapi apa itu nada? Dan bagaimana dengan penyanyi opera yang bisa menyanyikan nada yang begitu murni hingga memecahkan kaca kristal? Semua fenomena ini terkait dengan frekuensi gelombang suara.

Gelombang bunyi adalah getaran dalam suatu medium yang dapat dirasakan oleh telinga manusia. Osilasi dalam media seperti udara merambat dari sumbernya ke Anda mentransfer getaran ke gendang telinga Anda, yang ditafsirkan otak Anda sebagai suara.

Sebuah gelombang digambarkan denganpanjang gelombang(jarak antara puncak gelombang), kecepatannya (seberapa cepat merambat melalui media) danfrekuensi​.

Frekuensi gelombang suara adalah berapa kali bergetar per detik, diukur dalam Hertz, di mana 1 Hertz (Hz) = satu siklus per detik (1/s). Panjang gelombang suatu gelombang bunyi adalah jarak antara dua puncak gelombang yang berurutan. Biasanya diukur dalam satuan meter (m). Kecepatan gelombang suara,v, berhubungan langsung dengan frekuensifpanjang gelombangλmelalui

Dalam alat musik atau kotak suara Anda, gelombang berdiri menciptakan suara atau nada musik tertentu yang sesuai dengan frekuensi getaran.

Dalam psikoakustik,nadabunyi pada dasarnya adalah gambaran frekuensi bunyi. Nada yang berbeda sesuai dengan frekuensi yang berbeda. Nada tinggi berarti frekuensi tinggi, dan nada rendah berarti frekuensi rendah.

Pitch juga dapat digambarkan sebagai kualitas suara yang memungkinkan Anda untuk melabelinya sebagai "lebih tinggi" atau "lebih rendah" di telinga Anda. Seseorang dengan nada sempurna memiliki telinga yang sangat selaras sehingga mereka dapat mengidentifikasi nada secara tepat dengan mendengarnya. Terutama individu yang berbakat bahkan dapat memainkan seluruh bagian musik setelah mendengarnya sekali.

Bagaimana penyanyi opera memecahkan gelas dengan suaranya? Dengan menyanyikan nada murni yang sesuai dengan frekuensi alami getaran kaca. Ini menyebabkan kaca bergetar dengan amplitudo yang meningkat hingga pecah!

Anda mungkin pernah mendengar penyanyi dikritik dan diberi tahu bahwa mereka terdengar “bernada”. Apa artinya ini adalah bahwa mereka tidak memukul nada dengan benar dan beberapa jatuh datar (sedikit juga .) nada rendah) dan lainnya tajam (nada agak terlalu tinggi.) Pada dasarnya, "bernada" adalah versi yang tidak terlalu ekstrem dari "mematikan kunci" yang berarti tidak benar-benar memukul nada mana pun pada nada yang sama. semua.

Ada banyak aspek suara yang mungkin ingin dijelaskan. Salah satu yang paling jelas adalahkekerasan. Cara umum untuk menyajikan kenyaringan suara yang dirasakan adalah dengan menggunakan skala desibel (dB), di mana intensitas suara dalam desibel adalah:

dimanasayaadalah kekuatan suara per satuan luas dalam watt per meter persegi, dansaya₀​ = 10^-12 W/m² dianggap sebagai ambang batas pendengaran manusia.

Skala desibel berguna karena manusia tidak merasakan kenyaringan secara linier. Artinya, suara dengan intensitas dua kali lipat bisa tampak lebih dari dua kali lebih keras ketika mulai tenang, dan kurang dari dua kali lebih keras jika mulai agak keras. Skala desibel memberikan angka yang lebih konsisten dengan persepsi kita.

​Warnanadaadalah kualitas suara yang dirasakan dari sebuah nada dalam musik. Meskipun Anda mungkin memainkan nada yang sama pada gitar seperti pada piano, telinga Anda dapat membedakannya. Ketika senar gitar dipetik, menghasilkan nada tertentu dengan bergetar pada frekuensi dasarnya, itu secara bersamaan bergetar pada nilai nada juga tetapi dengan amplitudo yang jauh lebih kecil (lebih rendah volume).

Hal yang sama terjadi ketika tuts piano dimainkan, dan perbedaan sifat fisik dari instrumen-instrumen ini memungkinkan untuk kombinasi yang berbeda dan kekuatan relatif dari nada, memungkinkan Anda untuk membedakan antara keduanya instrumen.