Sejarah musik penuh dengan perubahan dramatis. Kita ingat penemuan alat musik pertama. Saya juga ingat bagaimana teknologi perekaman telah memungkinkan terjadinya suara dalam jumlah tak terbatas. Kita masih ingat saat Bob Dylan mencolokkan gitar listriknya dan mengasingkan kaum puritan. Namun mungkin perubahan terbesar dalam beberapa dekade terakhir bukanlah musik itu sendiri. Ini tentang bagaimana kita mengkonsumsinya.
Peralihan ke perangkat seluler sebagai sistem penyampaian musik utama mengubah segalanya. Ponsel cerdas, tablet, dan pemutar MP3 menghadirkan seluruh perpustakaan lagu ke dalam saku Anda. Kenyamanan menang. Namun kenyamanan ini ada harganya. Tentu akan lebih intim jika didengarkan dengan headphone. Tapi ini juga merupakan isolasi. Sebagian besar perangkat seluler tidak memiliki speaker internal untuk memberikan volume yang cukup untuk ruangan yang penuh dengan orang. Suaranya tipis. Ada bahan yang hilang.
Speaker Bluetooth portabel sepertinya merupakan solusi yang tepat. Namun masih banyak yang gagal. Mereka timah. Mereka berusaha keras untuk mendapatkan bass yang bermakna. Kedengarannya seperti mainan yang mencoba menjadi peralatan rumah tangga.
Ada metode lain. Ketik Speaker Getaran (juga dikenal sebagai Sensor Getaran ). Perangkat ini sepenuhnya mengabaikan pengaturan kerucut dan magnet tradisional. Alih-alih mendorong udara, ia malah menggetarkan permukaan tempat ia menempel. Tempelkan satu bagian ke kaca jendela. Letakkan di atas meja kaca. Tiba-tiba, seluruh permukaan itu menjadi penggerak. Hasilnya bisa sangat memuaskan. Kepingan kecil yang sederhana dapat memenuhi ruangan dengan suara yang dalam dan beresonansi.
Bagaimana alat seukuran tatakan gelas bisa menghasilkan tenaga sebesar itu? Untuk memahami hal ini, kita perlu melihat melampaui gadget ini dan mempelajari fisika suara itu sendiri.
Зміст
Fisika Propagasi
Hakikat bunyi adalah gerak. Ini bukan sihir. Ini adalah tumbukan molekul. Saat Anda memainkan senar atau menabuh drum, Anda menciptakan suatu dorongan. Molekul medium sekitarnya bereaksi. Mereka memukuli tetangganya, dan tetangganya memukuli tetangganya. Kami menganggap reaksi berantai ini masuk akal.
Dalam gas, seperti udara, molekul-molekulnya melompat-lompat secara acak. Kecepatannya bergantung pada suhu. Udara dingin berarti molekul bergerak lebih lambat dan bertabrakan lebih lambat. Semakin panas udaranya, semakin banyak kekacauan yang ditimbulkannya.
Namun udara bukanlah satu-satunya media. Bunyi merambat lebih cepat pada zat cair dan padat. Mengapa? Ini karena molekul-molekulnya tersusun rapat. Mereka tersebar dalam gas. Baik zat cair maupun zat padat tersusun rapat. Pengepakan yang lebih ketat berarti tabrakan lebih cepat, yang berarti perpindahan lebih cepat.
Mari kita pikirkan angka-angkanya. Pada suhu 0 derajat Celcius (32 derajat Fahrenheit), suara merambat melalui udara dengan kecepatan 331 meter per detik. Sekitar 740 mil per jam. Cepat bagi manusia, lambat bagi fisika. Bunyi merambat melalui cairan merkuri dengan kecepatan 1.450 meter per detik. Ia terbang menembus kaca padat dengan kecepatan 5.640 meter per detik. Semakin padat mediumnya, semakin cepat pula bunyi merambat.
Bunyi memancar keluar dari sumbernya dalam bentuk gelombang, seperti gelombang yang ditimbulkan oleh pelemparan batu ke dalam kolam. Gelombang ini kehilangan energi saat mengembang. Semakin jauh Anda dari sumber suara, suara jadinya semakin senyap. Gelombang suara ditentukan oleh dua faktor utama: frekuensi dan intensitas. Semakin tinggi frekuensinya, semakin tinggi nadanya. Intensitas menentukan volume, yang ditentukan oleh seberapa besar gelombang mengubah tekanan udara. Semakin besar perubahan tekanan, semakin keras bunyinya.
Dari telinga ke otak
Jadi seperti apa sebenarnya suara tumbukan molekul ini? Berkat gendang telinga.
Selaput ini terletak di dalam saluran telinga. Ia bergetar ketika molekul-molekul yang bertabrakan menabraknya. Getaran ini ditangkap oleh tulang-tulang kecil telinga tengah dan meneruskan pergerakannya ke koklea. Koklea adalah struktur spiral berisi cairan yang terletak di telinga bagian dalam.
Getaran tersebut menimbulkan gelombang tekanan pada zat cair. Telinga bagian dalam berisi organ Corti, struktur sensorik yang mengubah perubahan tekanan menjadi impuls listrik. Impuls ini berjalan sepanjang saraf pendengaran menuju otak. Otak melakukan tugas berat dengan menafsirkan sinyal menjadi musik, ucapan, atau kebisingan.
Proses ini sepenuhnya bergantung pada media. Jika molekul tidak bertumbukan maka tidak akan ada suara.
Masalah vakum
Itu sebabnya tidak ada seorang pun di luar angkasa yang dapat mendengar Anda berteriak. Ruang adalah ruang hampa. Molekul-molekulnya terlalu berjauhan untuk berinteraksi. Tidak ada tabrakan. Tidak ada reaksi berantai. Tidak ada suara. Jika Anda ingin ketenangan total, lihatlah bintang-bintang. Ini satu-satunya tempat yang benar-benar mewujudkannya.
Sambungan pengeras suara
Speaker tradisional bekerja dengan menggetarkan kerucut untuk memaksa udara keluar. Speaker getar menggunakan pendekatan berbeda. Mentransfer energi mekanik langsung ke permukaan padat. Permukaannya sendiri menjadi sebuah film. Ini bergetar dan menggerakkan udara di atasnya. Karena benda padat mengirimkan suara lebih efisien daripada udara, perangkat ini dapat menghasilkan suara yang sangat keras dalam waktu yang singkat. Luas permukaan itu penting. Semakin besar meja atau jendela, semakin besar massa getarnya dan semakin kaya suaranya.
Ini adalah solusi cerdas terhadap keterbatasan perangkat elektronik kecil modern. transduser ini mengubah benda sehari-hari menjadi sumber tenaga suara dengan memanfaatkan sifat fisik bahan padat.
Anda mungkin sudah mengetahui konstruksi speaker standar. Bagian yang terlihat seperti suspensi, diafragma, dan penutup debu hanyalah puncak gunung es. Suspensi menahan film pada tempatnya. Film ini berbentuk kerucut, seperti yang Anda lihat, dengan penutup debu di tengahnya. Di balik sampulnya ada pekerja keras yang sebenarnya: kumparan suara.
Kumparan adalah elektromagnet yang bergerak. Ketika arus mengalir, medan magnet tercipta. Balikkan arusnya, dan Anda membalik polaritasnya. Terdapat magnet permanen di bagian bawah speaker. Jika medan magnet kumparan bertepatan dengan medan magnet permanen maka kumparan akan saling tolak menolak. Kumparan terdorong keluar, yang mendorong film ke depan. Polaritas terbalik? Mereka menarik. Kumparan tertarik ke belakang, menyeret diafragma bersamanya.
Arus bolak-balik yang cepat menyebabkan kumparan memantul ke atas dan ke bawah. Membran memampatkan dan mengencerkan udara di sekitarnya dengan cara yang sama. Gelombang tekanan itu terdengar baik. Penguat menyediakan pola listrik spesifik yang diperlukan untuk merekonstruksi sinyal audio.
Selanjutnya, lihat speaker getaran. Ini menghilangkan diafragma seluruhnya. Sebaliknya, kumparan suara dihubungkan langsung ke pelat bergerak. Menempatkan disk pada benda padat menyediakan jenis sensor yang berbeda. Konverter adalah perangkat yang mengubah satu bentuk energi menjadi bentuk energi lain. Di sini energi listrik diubah menjadi energi mekanik dan kemudian menjadi gelombang suara di udara.
Saat kumparan bergetar, ia mengguncang pelat. Pelat itu terdorong ke permukaan. Permukaan itu mulai bergetar juga. Ini menggantikan molekul udara seperti halnya kerucut. Telingamu menangkap benturan itu. Namun, tidak semua bahan diciptakan sama. Kaca dan kayu umumnya beresonansi lebih baik daripada logam padat atau plastik tebal. Anda dapat menyembunyikan speaker ini di dalam dinding. Dinding sendiri berfungsi sebagai pengeras suara, tidak terlihat dan menyebarkan suara ke seluruh ruangan.
Produsen sudah mulai kreatif dengan teknologi ini. Anda dapat menempelkan speaker getar ke helm ski. Tetap aman saat Anda mendengarkan musik di lereng. Versi desktop menghilangkan kekacauan kotak yang terlihat dan mengubah seluruh desktop menjadi satu sumber suara. Lalu ada varian konduksi tulang. Ini sepenuhnya melewati telinga Anda dan mentransmisikan getaran langsung melalui tengkorak Anda. Anda mendengar musiknya, tetapi Anda juga merasakan musiknya.
Fisikanya sederhana. Aplikasinya sama sekali tidak.
