Inilah mengapa organ pipa tampaknya melanggar aturan suara

Setitik emas menari mengikuti irama organ pipa telah membantu memecahkan misteri lama: mengapa alat musik tiup tertentu melanggar rumus matematika yang seharusnya menggambarkan suara mereka.

Pada tahun 1860, fisikawan Hermann von Helmholtz — terkenal dengan hukum kekekalan energi — menyusun persamaan yang menghubungkan panjang gelombang nada dasar pipa (frekuensi terendah saat beresonansi) dengan panjang pipa (SN: 31/3/28). Umumnya, semakin panjang pipa, semakin rendah nada dasarnya.

Tapi persamaan tidak bekerja dalam praktek. Nada dasar pipa selalu terdengar lebih rendah dari panjang pipa yang disarankan menurut rumus Helmholtz. Memperbaiki masalah ini memerlukan penambahan “koreksi akhir” ke persamaan. Dalam kasus pipa berujung terbuka seperti seruling dan organ, koreksi ujungnya adalah 0,6 kali jari-jari pipa. Mengapa ini terjadi, tidak ada yang bisa mengetahuinya.

Kasus tersebut pecah pada tahun 2010. Pembuat dan pemulih instrumen Bernhardt Edskes dari Wohlen, Swiss sedang menyetel sebuah organ ketika dia melihat sepotong emas yang terlepas dari bibir pipa yang disepuh. Pemompaan udara melalui pipa seharusnya membawa emas. Sebaliknya, tampaknya terperangkap dalam pusaran tepat di atas tepi atas pipa.

Edskes memberi tahu temannya, fisikawan Leo van Hemmen dari Universitas Teknik Munich, tentang pengamatan itu. Bersama rekan-rekan dari Munich dan Universitas Wageningen di Belanda, mereka mempelajari bagaimana udara bergerak melalui pipa organ bermain menggunakan asap rokok.

Ketika sebuah pipa organ berbunyi, sebuah pusaran benar-benar terbentuk di atas tepi pipa itu, tim tersebut melaporkan pada 14 Maret di Chicago pada pertemuan American Physical Society. Terlebih lagi, pusaran ini dibatasi oleh belahan udara yang beresonansi.

gambar belahan udara bergetar terbentuk di atas pipa organ bermain
Eksperimen menggunakan asap rokok mengungkapkan bahwa belahan udara bergetar terbentuk di atas pipa organ yang sedang bermain (ditunjukkan). Tutup udara itu secara efektif memperpanjang pipa, menurunkan nada dasar pipa, kata fisikawan.
© BH Edskes dkk

Tutup udara yang bergetar ini, kata van Hemmen, adalah penjelasan yang telah lama dicari untuk “koreksi akhir”. Tutupnya secara efektif memperpanjang pipa organ dengan jumlah yang tepat yang harus ditempelkan pada rumus Helmholtz untuk menjelaskan nada dasar pipa.

BACA JUGA :  "Mengapa Anda menginginkan pekerjaan ini?" Tips & Contoh Jawaban Terbaik

Leave a Reply

Your email address will not be published.