Resonansi Helmholtz

Desain asli resonator Helmholtz pada tahun 1890–1900, yang terbuat dari kuningan

Resonansi Helmholtz merupakan peristiwa resonansi udara dalam suatu rongga. Resonator tersebut terdiri dari suatu badan yang berbentuk bola dengan satu volume udara dengan sebuah leher. Nama ini berasal dari sebuah perangkat yang diciptakan pada tahun 1850-an oleh Hermann Von Helmholtz, yang digunakan untuk menunjukkan tinggi dari berbagai nada. Sebuah Helmholtz resonator atau osilator Helmholtz adalah wadah gas (biasanya udara) dengan lubang terbuka (atau leher atau port). Sebuah volume udara di dalam dan di dekat lubang terbuka bergetar karena melenting dari udara di dalamnya. Sebuah contoh umum adalah botol kosong, udara di dalam botol akan bergetar ketika ditiup bagian atasnya atau bunyi yang diciptakan ketika satu hembusan melintasi puncak satu botol kosong.

Prinsip resonator Helmholtz

Getaran yang terjadi ini adalah karena melenting, misalnya udara: jika udara ditekan, maka tekanannya meningkat dan cenderung untuk memperluas kembali ke volume awalnya. Ketika udara masuk ke dalam suatu rongga, tekanan di dalam meningkat gaya luar yang menekan udara menghilang, udara di bagian dalam akan mengalir keluar. Udara yang mengalir keluar akan mengimbangi udara yang ada di dalam leher. Proses ini akan berulang dengan besar tekanan yang berubah semakin menurun. Efek ini sama seperti suatu massa yang dihubungkan dengan sebuah pegas. Udara yang berada dalam rongga berlaku sebagai sebuah pegas dan udara yang berada dalam leher.

Resonator yang berisi udara identik dengan sebuah massa, sebuah rongga yang yang lebih besar dengan volume udara yang lebih banyak akan membuat suatu pegas menjadi lebih lemah dan sebaliknya. Udara dalam leher yang berfungsi sebagai suatu massa, karena sedang bergerak maka pada massa terjadi suatu momentum. Apabila leher semakin panjang akan membuat massa lebih besar demikian sebaliknya. Diameter leher sangat berkaitan dengan massa udara dalam leher dan volume udara dalam rongga. Diameter yang terlalu kecil akan mempersempit aliran udara sedangkan diameter yang terlalu besar akan mengurangi momentum udara dalam leher.

Sumber bacaan

• Oxford Physics Teaching, History Archive, "Exhibit 3 - Helmholtz resonators Diarsipkan 2020-12-26 di Wayback Machine." (archival photograph)
• HyperPhysics Acoustic Laboratory
• HyperPhysics Cavity Resonance
• Beverage Bottles as Helmholtz ResonatorsScience Project Idea for Students
• That Vibrating ‘Wub Wub Wub’ That Comes From Cracking One Car Window? It’s Not Just You!
• Helmholtz Resonance (web site on music acoustics)
• Helmholtz's Sound Synthesiser on '120 years Of Electronic Music'