BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Latar Belakan Belakang g Bioakustik Bioakustik adalah suatu perubahan mekanik mekanik terhadap zat gas, zat cair
atau zat padat yang sering menimbulkan gelombang bunyi. Gelombang bunyi ini merupakan vibrasi vibrasi atau getaran molekul molekul – molekul molekul dan saling beradu satu sam sama
lain lain namu namun n dem demikia ikian n zat zat
ters terseb ebut ut terk terkoo oord rdin inas asii
mengh enghas asil ilka kan n
gelomb gelombang ang,, jadi Bioaku Bioakustik stik yaitu yaitu ilmu ilmu yang yang mempel mempelajar ajarii tentan tentang g proses proses penerimaan pendengaran yang timbul oleh mahluk hidup. Di dalam bioakustik dibahas tentang gelombang bunyi. Gelomb Gelombang ang bunyi bunyi yaitu yaitu gelomb gelombang ang yang yang dihasil dihasilkan kan akibat akibat adany adanyaa vibrasi atau getaran dari suatu bunyi, sedangkan bunyi itu adalah rambatan, usikan elastis dalam medium konibue ( tiga dimensi ). Gelombang bunyi timbul akibat terjadi perubahan mekanika pada gas, zat cair atau gas yang meramba merambatt kedepa kedepan n dengan dengan kecepa kecepatan tan.. Gelomb Gelombang ang bunyi bunyi menjala menjalarr secara secara tranvers tranversal al atau secara secara longit longitudi udinal nal.. ecara ecara tranve tranversal rsal arahny arahnyaa tegak tegak lurus lurus dengan arah getaran sedangkan secara longitudinal arah rambatnya sejajar dengan arah getaran. Gelombang bunyi mempunyai si!at memantul, diteruskan dan diserap oleh benda. Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang tidak tampak, tampak, cara cara meramba merambatt gelomba gelombang ng bunyi bunyi mirip mirip meramb merambatny atnyaa gelomb gelombang ang dipermukaan air. "adi gelombang bunyi merambat ke segala arah, bunyi hanya dapat dapat meramb merambat at melalui melalui medium medium perant perantara ara misalny misalnyaa udara, udara, air dan kayu. kayu. #anpa medium perantara gelombang bunyi tidak dapat merambat sehingga tidak terdengar. terdengar. Bunyi tidak dapat terdengar diruang hampa udara ( vakum ), diangkasa luar dan di bulan. $da suatu jangkauan !rek%ensi yang besar dimana dapat dihasilkan gelombang mekanis longitudinal dan gelombang bunyi adalah dibatasi oleh jangkauan !rek%ensi yang dapat merangsang telinga dan otak manusia kepada sensasi pendengaran. "angkauan ini adalah kira& kira ' siklus detik ( atau ' *z) sampai kira& kira '. *z dan dinamakan dinamakan jangkauan jangkauan suara yang dapat
1
didengar (audible range). Berdasarkan !rek%ensinya, bunyi dapat digolongkan menjadi tiga, yaitu + in!rasonik, audiosonik, dan ultrasonik. Gelombang bunyi sejak dahulu hingga saat ini diman!aatkan untuk mempermudah aktivitas manusia sehari&hari. Banyak teknologi&teknologi modern yang mengaplikasikan si!at gelombang bunyi ini. #erlebih pula pada si!at gelombang bunyi ultrasonik, gelombang ultrasonik banyak diman!aatkan untuk mempermudah
dan membantu aktivitas manusia sehari&hari, baik
dalam bidang kedokteran, pertahanan, pelayaran, industry dan dalam bidang yang lainnya.
1.2 Rumusan Masalah
.'. .'.' .'.
Bagaimana !rek%ensi gelombang ultrasonikBagaimana man!aat gelombang ultrasonik di kehidupan sehari&hari Bagaimana e!ek gelombang ultrasonik-
1.3 Tujuan
.. ..' ..
/engetahui !rek%ensi gelombang ultrasonik. /engetahui man!aat gelombang ultrasonik di kehidupan sehari&hari. /engetahui e!ek gelombang ultrasonik.
1. Man!aat
.0.
Bagi penulis 1enulis akan lebih memahami tentang penerapan gelombang ultrasonik.
.0.'
Bagi pembaca /akalah ini dapat menambah ilmu pengetahuan dan re!erensi ilmu tentang gelombang ultrasonik,, peman!aatan gelombang ultrasonik dan dampak gelombang ultrasonik.
BAB II
2
PEMBAHA"AN 2.1 Pengert#an $el%m&ang Ultras%n#k
2ltrasonik atau dikenal dengan bunyi ultra adalah ilmu yang mempelajari gelombang dengan !rek%ensi tinggi, 3rek%ensi gelombang ultrasonik adalah di atas '. *z. *anya beberapa he%an, seperti lumba&lumba menggunakannya untuk komunikasi, sedangkan kelela%ar menggunakan gelombang ultrasonik untuk navigasi. Dalam hal ini, gelombang ultrasonik merupakan gelombang ultra (di atas) !rek%ensi gelombang suara (sonik). Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat, cair dan gas. 4e!lektivitas dari gelombang ultrasonik ini di permukaan cairan hampir sama dengan permukaan padat, tapi pada tekstil dan busa, maka jenis gelombang ini akan diserap. 3rek%ensi yang diasosiasikan dengan gelombang ultrasonik pada aplikasi elektronik dihasilkan oleh getaran elastis dari sebuah kristal kuarsa yang diinduksikan oleh resonansi dengan suatu medan listrik bolak& balik yang dipakaikan (e!ek piezoelektrik). 5adang gelombang ultrasonik menjadi tidak periodik yang disebut derau (noise), dimana dapat dinyatakan sebagai superposisi gelombang&gelombang periodik, tetapi banyaknya komponen adalah
sangat
besar. 5elebihan
gelombang
ultrasonik yang tidak dapat didengar, bersi!at langsung dan mudah di!okuskan. "arak suatu benda yang meman!aatkan delay gelombang pantul dan gelombang datang seperti pada sistem radar dan deteksi gerakan oleh sensor pada robot atau he%an. *e%an&he%an tertentu, seperti anjing, kucing, dan lumba&lumba dapat mendengar gelombang ultrasonik. 5elela%ar dapat menghasilkan dan mendengar !rekuensi setinggi . *z untuk mengetahui posisi makanan dan menghindari benda&benda saat terbang di kegelapan. 2.2 Man!aat $el%m&ang Ultras%n#k
'.'.
/engukur 5edalaman 6aut
3
/engukur ke dalaman laut dapat ditentukan dengan teknik pantulan pulsa ultrasonik. 1ulsa ultrasonik dipancarkan oleh instrument yang dinamakan fathometer. 5etika pulsa mengenai dasar laut, pulsa tersebut dipantulkan dan diterima oleh sebuah penerima. Dengan mengukur selang %aktu antara saat pulsa ultrasonik dipancarkan dan saat pulsa ultrasonik diterima, kita dapat menghitung ke dalaman laut. 5edalaman laut dapat dihitung dengan rumus +
s ' jarak( ke)alaman laut *m+ , ' laju &un-# *m(s+ t ' aktu *sek%n )
'.'.' Dalam Bidang 1ertahanan dan 1elayaran 2ltrasonik diman!aatkan dalam alat sonar ( sound navigation and ranging ), yaitu sebagai alat detektor di ba%ah air, biasanya ultrasonik dipasang pada kapal pemburu untuk mengetahui posisi kapal selam atau sebaliknya dipasang pada kapal selam untuk mengetahui kedudukan kapal di permukaan laut. onar pertama untuk mendeteksi kapal selam atau benda benda ba%ah laut lainnya dengan menggunakan si!at&si!at piezoelektrik kuartz. onar merupakan sistem yang menggunakan gelombang suara ba%ah air yang dipancarkan dan dipantulkan untuk mendeteksi dan menetapkan lokasi obyek di ba%ah laut atau untuk mengukur jarak ba%ah laut. ejauh ini sonar telah luas digunakan untuk mendeteksi kapal selam dan ranjau,mendeteksi kedalaman, penangkapan ikan komersial, keselamatan penyelaman, dan komunikasi di laut.
4
. 5apal pemburu posisi $am&ar Pr#ns#/ kerja s%naryang ini mendeteksi berdasarkan pada konsep pemantulan kapal selam
gelombang. Dari permukaan, gelombang bunyi dijalarkan ke dalam laut. Gelombang suara ini menyebar ke kedalaman laut. "ika sebelum tiba di dasar laut, gelombang suara ini mengenai gerombolan ikan, gelombang suara ini sebagian akan dipantulkan kembali ke permukaan. Gelombang pantul ini akan diterima oleh alat dan langsung digambarkan dalam monitor. 7elayan dapat melihat gerombolan ikan di ba%ah kapal mereka. Dengan demikian, nelayan dapat menurunkan jaringnya untuk menangkap ikan&ikan tersebut. 1enggunaan sonar ini akan lebih menguntungkan dan membuat suatu pelayaran akan lebih e!ekti!. '.'. Dalam Bidang 5edokteran 3rek%ensi dan daya ultrasonik yang dipakai dalam kedokteran menurut kebutuhan8 apabila ultrasonik yang digunakan untuk diagnosa maka !rek%ensi yang digunakan sebesar /*z sampai 9 /*z dengan daya , :cm . $pabila daya ultrasonik ditingkatkan sampai : cm akan dipakai sebagai pengobatan, sedangkan untuk merusakkan jaringan kanker dipakai daya :cm . 3ungsi ultrasonik hampir menyerupai sinar&;, yaitu untuk melihat organ&organ tubuh bagian dalam, khususnya organ tubuh yang tidak boleh dilihat dengan sinar&;, misalnya janin dalam rahim. $lat kesehatan itu dinamakan 2ltrasonography (2G). 1emeriksaan dapat dilakukan dengan mengirim pulsa&pulsa ultrasonik ke bagian tubuh yang hendak dianalisis. 1ulsa&pulsa ini akan
5
dipantulkan oleh organ&organ tubuh bagian dalam. /asing&masing organ mempunyai struktur, kerapatan, dan kelentingan yang berbeda. Dengan mengukur %aktu relati! dari gelombang&gelombang pantul ini, maka
didapat
kedalaman&kedalaman
organ.
Berdasarkan
data
kedalaman dan arah gelombang pantul, komputer akan membentuk bayangan bagian dalam tubuh. alah satunya dengan ultrasonik transducer. 2ltrasonik tranducer paling lazim dipakai untuk memantau janin pada %anita hamil, sistem arteri pada penderita lemah jantung, mengamati ganglion pada pasien penderita lemah atau kelainan otak. *al&hal yang didiagnosis dengan ultrasonik. esuai dengan metode scanning yang dipakai maka ultrasonik dapat dipergunakan untuk diagnosis
a) A Scanning /endiagnosis tumor otak ( echo encephalo graphy), memberi in!ormasi tentang penyakit&penyakit mata, daerah lokasi yang dalam dari bola mata, menentukan apakah cornea atau lensa yang opa
serta
treatened
abortus
(abortus
yang
sedang
berlangsung).
c) M Scanning /emberi in!ormasi tentang jantung, valvula jantung, pericardial e!!usion (timbunan zat cair dalam kantong jantung). / kanning mempunyai kelebihan yaitu dapat dikerjakan sembari pengobatan berlangsung untuk menunjukkan kemajuan dalam pengobatan.
6
elain berguna sebagai alat diagnosa penyakit, gelombang ultrasonik ini juga diman!aatkan untuk membuat kaca mata tuna netra. 5aca mata tuna netra dilengkapi dengan pengirim dan penerima ultrasonik sehingga tuna netra dapat menduga jarak benda yang ada didepannya. Gelombang ultrasonik dipancarkan frame kaca mata dan mengenai objek disekitar, gelombang ultrasonik dipantulkan
dan
diterima kembali oleh alat penerima pada kaca mata. 2ltrasonik berada pada frame kaca mata yang mengirimkan signal getaran pada telinga tuna netra. 1erlu diketahui bah%a orang yang tuna netra memiliki pendengaran yang lebih tajam atau sensiti! dibanding orang yang bermata normal.
'.'.0 Dalam Bidang >ndustri
Dalam industri ultrasonik digunakan untuk meratakan campuran susu agar homogen, membersihkan benda yang halus, meratakan campuran besi dan timah yang dilebur dalam industri logam, untuk sterilisasi pada penga%etan makanan dalam kaleng dan sebagainya. 2ntuk mendeteksi retak dalam struktur logam atau beton digunakan scanning ultrasonik. #eknik scanning ultrasonik inilah yang digunakan untuk memeriksa retak&retak tersembunyi pada bagian& bagian pesa%at terbang, yang bisa membahayakan sebuah penerbangan pesa%at. >dealnya dalam pemeriksaan rutin setiap bagian penting pada pesa%at akan di scanning ultrasonik. Bila ada keretakan akan diketahui dengan cepat dapat diatasi sebelum pesa%at diperkenankan terbang. 1ada penga%etan makan dalam kaleng, digunakan gelombang ultrasonik karena si!at gelombang ultrasonik yang dapat membunuh bakteri pathogen dalam makanan kaleng. 2.3 E!ek $el%m&ang Ultras%n#k
7
2ltrasonik sama dengan gelombang bunyi hanya saja !rek%ensi yang sangat tinggi dan mempunyai e!ek + a) /ekanik ?aitu membentuk emulsi asap a%an dan disintegrasi beberapa benda padat, dipakai untuk menentukan lokasi batu empedu. b) 1anas 7elson *eerich dan 5rusen, menunjukkan bah%a sebagian ultrasonik mengalami re!leksi pada titik yang bersangkutan, sedangkan sebagian lagi pada titik tersebut mengalami perubahan panas. 1ada jaringan bisa terjadi pembentukan rongga dengan intensitas yang tinggi. c) 5imia Gelombang ultrasonik menyebabkan proses oksidasi dan terjadi hidrolisis pada ikatan polyester. d) @!ek biologis @!ek yang ditimbulkan ultrasonik ini merupakan gabungan dari berbagai e!ek misalnya akibat pemanasan menimbulkan pelebaran pembuluh darah. elain itu ultrasonik menyebabkan peningkatan permeabilitas membran sel dan kapiler serta merangsang akti!itas sel. esuai hukum Aant *o!! (menimbulkan panas) otot mengalami paralyse dan sel&sel hancur8 bakteri, virus dapat mengalami kehancuran. elain itu menyebabkan keletihan pada tubuh manusia apabila daya ultrasonik ditingkatkan.
BAB III PENUTUP 3.1 0es#m/ulan Gelombang ultrasonik yang memiliki !rek%ensi lebih dari '. *z,
sangat berperan penting dalam kehidupan sehari&hari, diantaranya sebagai berikut + . Digunakan ntuk mendeteksi kedalaman laut, lokasi karang, kapal karam, kapal selam atau menentukan letak gerombolan ikan di laut. '. Dalam dunia industri digunakan untuk meratakan campuran besi dan timah yang dilebur dalam industri logam, untuk sterilisasi pada penga%etan makanan dalam kaleng dan sebagainya.
8
. 2ntuk mendeteksi retak dalam struktur logam,, contohnya dapat diaplikasikan untuk memeriksa retak&retak tersembunyi pada bagian& bagian pesa%at terbang, yang bisa membahayakan sebuah penerbangan pesa%at. 0. Digunakan dalam dunia kedokteran untuk mendiagnosa jaringan tubuh manusia ber!ungsi abnormal, untuk merusak jaringan kanker dalam tubuh manusia, serta digunakan untuk mendeteksi janin dalam rahim dngan menggunakan alat 2trasanogra!i (2G). 3.2 "aran .'. 2ntuk pembaca dapat menambah dapat menambah %a%asan dan bisa
memberikan kritik membangun bagi penulis. .'.' 2ntuk lembaga pendidikan diharap agar bisa menerapkan dalam pembelajaran. .'. 2ntuk lembaga penelitian diharapkan bisa menghasilkan penemuan yang lebih baik
9
