BAB I PENDAHULUAN. B. Tujuan Penulisan Tujuan penulisan makalah ini yaitu sebagai tugas mata kuliah Fisika.

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Bioakustik adalah ilmu yang mempelajari tentang suara yang diproduksi oleh binatang, manusia maupun benda lainnya. Didalam materi bioakustik ini terdapat adanya getaran, gelombang, dan bunyi. B. Tujuan Penulisan Tujuan penulisan makalah ini yaitu sebagai tugas mata kuliah Fisika. C. Metode Penulisan Metode penulisan makalah ini yaitu metode studi pustaka, dimana kami mencari dan mengumpulkan bahan-bahan dari berbagai sumber buku.

2 BAB II PEMBAHASAN A. Getaran 1. Definisi Getaran Getaran adalah gerak bolak - balik atau gerak priodik di sekitar titik tertentu secara periodik. Penyebab gerak bolak - balik tersebut adalah gaya. Getaran harmonis ( selaras ) adalah getaran yang jika kita ukur banyak getaran dalam tiap detiknya tetap. Getaran dibagi menjadi : a. Amplitudo getaran ( A ) Amplitudo adalah simpangan maksimum dari benda yang melakukan getaran, diukur dari titik kesetimbangannya. b. Periode getaran ( T ) Periode adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran penuh. c. Frekuensi getaran ( f ) Frekuensi adalah banyaknya getaran penuh yang dapat dilakukan dalam waktu satu detik. pegas. Contah getaran dapat di lihat pada ayunan sederhana dan pada 2. Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada Getaran Besarnya energi mekanik dari suatu benda yang bergetar secara periodik adalah tetap. Energi mekanik adalah jumlah dari energi potensial ditambah dengan energi kinetik. Di dalam setiap getaran energi potensial dan energi kinetik besarnya selalu berubah-ubah tetapi memiliki jumlah yang tetap.

3 B. Gelombang 1. Definisi Gelombang Gelombang adalah getaran yang merambat gerak gelombang dapat dipandang sebagai perpindahan momentum dari suatu titik di dalam ruang ke titik lain tanpa perpindahan materi. 2. Jenis-jenis Gelombang a. Berdasarkan arah getarnya, gelombang dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu : Gelombang transversal Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah perambatannya/ penjalaran. Misalnya gelombang cahaya dimana gelombang listrik dan gelombang medan magnetnya tegak lurus kepada arah penjalarannya. Gelombang longitudinal Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya searah atau berimpit dengan arah rambat gelombang. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi, gelombang bunyi ini analog dengan pulsa longitudinal dalam suatu pegas vertikal di bawah tegangan dibuat berosilasi ke atas dan ke bawah disebuah ujung, maka sebuah gelombang longitudinal berjalan sepanjang pegas tersebut,koil koil pada pegas tersebut bergetar bolak balik di dalam arah di dalam mana gangguan berjalan sepanjang pegas.

4 Sebuah gelombang longitudinal merambat dalam medium pegas yang diregangkan dimana arah gangguaan searah dengan arah penjalaran gelombang Gelombang berjalan Gelombang berjalan adalah gelombang yang memiliki amplitudo tetap. Rambatan getaran pegas yang terjadi terhadap gelombang pada tali yang dihasilkan oleh pegas di sebut gelombnag berjalan. Gelombang diam (stasioner) Gelombang diam adalah gelombang yamg amplitudonya berubah, Gelombang stasioner di sebut juga sebagai gelombang tegak atau berdiri. Gelombang stasioner adalah gelombang sebagai hasil super posisi dari dua gelombang yang menjalar pada suatu medium yang sama tetapi dengan arah yang berlawanan. Gelombang stasioner terjadi karena adanya perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul yang frekuensi dan panjang gelombangnya sama. b. Berdasarkan mediumnya, gelombang dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu : Gelombang mekanik Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium tempat merambat. Contoh gelombang mekanik gelombang pada tali, gelombang bunyi, gelombang pada permukaan air. Gelombang elektromagnetik

5 Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang energi dan momentumnya dibawa oleh medan listrik (E) dan medan magnet (B) yang dapat menjalar melalui vakum atau tanpa membutuhkan medium dalam perambatan gelombangnya. Sumber gelombang elektromagnetik : o o o o o Osilasi listrik. Sinar matahari menghasilkan sinar infra merah. Lampu merkuri menghasilkan ultra violet. Inti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma. Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam menghasilkan sinar X (digunakan untuk rontgen). Keterkaitan antara medan listrik (E) dan medan magnet (B) diungkapkan dengan persamaan Maxwell. Persamaan Maxwell merupakan hukum yang mendasari teori medan elektromagnetik. Contoh dari gelombang elektromagnetik : Gelombang cahaya, gelombang radio. C. Superposisi, Interferensi dan Difraksi 1. Superposisi Merupakan proses penambahan vector dari pergeseran pergeseran yang akan diberikan oleh masing masing gelombang. Pentingnya prinsip superposisi secar fisis adalah bahwa, ditempat dimana prinsip superposisi itu berlaku, maka kita mungkin menganalisa sebuah gerak gelombang yang rumit sebagai gabungan gelombang gelombang sederhana.ternyata seperti yang diperlihatkan oleh ahli matematika Perancis J. Fourier. Apa yang kita perlukan untuk membangun bentuk yang paling umum dari gelombang periodik adalah gelombang gelombang adalah Gelombang gelombang harmonic sederhana. Fourier memperlihatkan bahwa setiap gerak periodic darisebuah partikel dapat dinyatakan sebagai sebuah gabungan gerak gerak harmonic yang sederhana. Misalnya, jika y(t) menyatakan gerakn

6 sebuah sumber gelombang yang mempunyai perioda. 2. Interferensi Interferensi dan difraksi merupakan sifat khusus dari gelombang. Inteferensi adalah bergabungnya dua atau lebih deretan gelombang yang memilili frekuensi dan amplitude yang sama tapi memiliki fase yang berbeda dalam suatu daerah menghasilkan gelombang baru yang amplitude sesaatnya merupakan jumlah amplitude sesaat gelombang semula. Interferensi ada 2 jenis: Interferensi konstruktif adalah interferensi yang saling menguatkan, hasilnya berupa pola terang jika di fokuskan pada layar. Secara matematis dituliskan berikut (, 2, 3,...n ) dengan n= bilangan bulat. Interferensi Destruktif adalah interferensi saling melemahkan, hasilnya berupa pola gelap jika difokuskan pada layer. 3. Difraksi Peristiwa difraksi adalah peristiwa dimana suatu muka gelombang primer, melewati sebuah celah kecil menimbullkan muka gelombang baru. D. Energi Gelombang Energi gelombang adalah energi yang dipindahkan oleh gelombang, energi tersebut diperoleh dari energi potensial maksimum. Bukti gelombang membawa energi Salah satu fenomena yang menunjukkkan bahwa gelombang itu membawa energi tanpa adanya transfer massa adalah gelombang pada tali. Beri gangguan pada ujung tali dititik A, setelah diberi gangguan telihat pada tali tersebut puncak puncak dan lembah lembah atau pulsa, pulsa itu bergerak dati titik ujung A ketitik ujung B dan ketika pulsa sampai pada titik B terlihat beban yang mulanya dalam keadaan seimbang terlihat naik, hal ini membuktikan bahwa pulsa atau gelombang itu membawa energi, ternyata

7 energi yang dihasilkan pada ujung titik B sama dengan energi yang dihasilkan pada ujung titik A hal ini membuktikan bahwa adanya transfer energi tanpa transfer massa. E. Hubungan Gelombang Cahaya dengan Gelombang Elektromagnetik Secara garis besar gelombang cahaya ini dibagi atas 3 bagian yaitu: 1. Ultra ungu yang mempunyai panjang gelombang antara nm. Ulta ungu ini dapat dibagi menjadi sub bagian berdasarkan efek radiasi dan berdasarkan efek biologis Berdasarkan efek radiasi ultar ungu dibagi menjadi : Daerah Ultra ungu Panjang gelombang (nm) Vacuum Far Middle Near Actinic Berdasarkan efek biologis, terhadap organ mata dan kulit maka ultra ungu dibagi menjadi: Daerah Ultra ungu Panjang gelombang Efek (nm) Ultra ungu A Fluoresen Ultra ungu B Erithema (kemerahan kulit) Ultra ungu C Germisidal Membunuh kuman 2. Sinar tampak (visible light) mempunyai panjang gelombang antara nm 3. Sinra merah infra dengan panjang gelombang antara nm lebih. Sinar ini dibagi dalam : o Near infra red m o Middle infra red m o Far infrared m F. Aplikasi Gelombang 1. Pemanfaatan sinar X

8 Radiasi yang digunakan dalam pemeriksaan kesehatan (radiodiagnosis) dan pengobatan (radioterapi) pertama kali ditemukan oleh Prof. WC. Roentgen pada bulan Nopember Radiasi ini berasal dari sinar X, yang karena sifat-sifatnya mampu menembus jaringan tubuh manusia untuk mendeteksi kelainan dan menimbulkan efek biologi menghentikan pertumbuhan sehingga mematikan sel. Pemanfaatan perbedaan frekuensi gelombang pada warna Dalam bidang kedokteran, kata Dr. Erwin Tb. Kusuma, Sp.KJ, terapi warna digolongkan sebagai electromagnetic medicine atau pengobatan dengan gelombang elektromagnetik. Tanpa disadari tubuh memiliki respon bawaan yang otomatis terhadap warna dan cahaya. Hal itu dapat terjadi karena pada dasarnya warna merupakan unsur dari cahaya, dan cahaya adalah salah satu bentuk energi. Pemberian energi pada tubuh akan menimbulkan efek positif. Bila diaplikasikan ke tubuh, warna memiliki karakteristik energi tersendiri. Pemanfaatan warna tergantung pada permasalahan masing-masing yang dialami seseorang. 2. Proses Diagnosis menggunakan USG USG merupakan suatu metode diagnosis dengan menggunakan gelombang ultrasonik yang kemudian hasilnya ditampilkan dalam layar monitor. Sebelum membahas lebih jauh tentang USG, sebelumnya kita perlu mengetahui definisi dari gelombang ultrasonic itu sendiri. Gelombang ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bias didengar oleh mausia, yaitu kira-kira diatas 20 kilohertz. Dalam hal ini gelombang ultrasonik merupakan gelombang diatas frekuensi suara. Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat, cair dan gas. Reflektifitas dari gelombang ultrasonik ini dipermukaan cairan hampir sama dengan permukaan padat, tetapi pada tekstil dan busa dapat didengar, bersifat langsung dan mudah difokuskan. Kelebihan gelombang ultrsonik yang tidak dapat didengar, bersifat langsung dan mudah difokuskan. Jarak suatu benda yang memanfaatkan delay gelombang pantul dan gelombang datang seperti pada sistem radar dan deteksi gerakan oleh sensor pada robot

9 atau hewan ultrasonik. Sifat fisik gelombang ultrasonik sangat diperlukan di dalam pemeriksaan USG, antara lain : 1. Untuk mengetahui prinsip kerja, cara pemakaian dan cara pemeriksaan alat USG 2. Untuk membuat interprestasi gambaran USG dan mengenal berbagai gambaran artefak yang ditimbulkan 3. Untuk memahami efek biologik dan segi keamanan dalam penggunaan alat diagnostik USG yang dewasa ini masih perlu dipantau. Adapun skema cara kerja dari USG yang memanfaatkan gelombang ultrasonik adalah sebagai berikut. 1. Transduser adalah komponen USG yang ditempelkan pada bagian tubuh yang akan diperiksa, seperti dinding perut atau dinding poros usus besar pada pemeriksaan prostat. Di dalam transduser terdapat kristal yang digunakan untuk menangkap pantulan gelombang yang disalurkan oleh transduser. Gelombang yang diterima masih dalam bentuk gelombang akusitik (gelombang pantulan) sehingga fungsi kristal disini adalah untuk mengubah gelombang tersebut menjadi gelombang elektronik yang dapat dibaca oleh komputer sehingga dapat diterjemahkan dalam bentuk gambar. 2. Monitor yang digunakan dalam USG 3. Mesin USG merupakan bagian dari USG dimana fungsinya untuk mengolah data yang diterima dalam bentuk gelombang. Mesin USG adalah CPUnya USG sehingga di dalamnya terdapat komponenkomponen yang sama seperti pada CPU pada PC cara USG merubah gelombang menjadi gambar. Adapun jenis pemeriksaan USG ada 4 jenis yaitu sebagai berikut : 1. USG 2 Dimensi Menampilkan gambar dua bidang (memanjang dan melintang). Kualitas gambar yang baik sebagian besar keadaan janin dapat ditampilkan.

10 2. USG 3 Dimensi Dengan alat USG ini maka ada tambahan 1 bidang gambar lagi yang disebut koronal. Gambar yang tampil mirip seperti aslinya. Permukaan suatu benda (dalam hal ini tubuh janin) dapat dilihat dengan jelas. Begitupun keadaan janin dari posisi yang berbeda. Ini dimungkinkan karena gambarnya dapat diputar (bukan janinnya yang diputar). 3. USG 4 Dimensi Sebetulnya USG 4 Dimensi ini hanya istilah untuk USG 3 dimensi yang dapat bergerak (live 3D). Kalau gambar yang diambil dari USG 3 Dimensi statis, sementara pada USG 4 Dimensi, gambar janinnya dapat bergerak. Jadi pasien dapat melihat lebih jelas dan membayangkan keadaan janin di dalam rahim. 4. USG Doppler Pemeriksaan USG yang mengutamakan pengukuran aliran darah terutama aliran tali pusat. Alat ini digunakan untuk menilai keadaan/kesejahteraan janin. Penilaian kesejahteraan janin ini meliputi: - Gerak napas janin (minimal 2x/10 menit). - Tonus (gerak janin). - Indeks cairan ketuban (normalnya cm). - Doppler arteri umbilikalis. - Reaktivitas denyut jantung janin. Melihat fungsi dan cara kerja USG, dapat dikatakan bahwa kinerja USG identik dengan scanner secara umum yang membedakan hanyalah data yang diterima, USG menerima data berupa gelombang sedangkan scanner menerima data berupa barang. 3. Pengertian Pulsa menurut Pemantulan Gelombang 1. Pemantulan gelombang satu dimensi Ketika pulsa menapai ting, bagian tali yang dekat dengan tiang memberikan gaya tarik pada tiang (bagian tali yang dekat dengan tiang menarik tiang ke atas). Eyang Newton menyatakan bahwa jika ada gaya aksi maka ada gaya reaksi (hukum III Newton). Karena tali

11 menarik tiang ke atas maka tiang juga menarik tali ke bawah. Adanya gaya tarik yang diberikan oleh tiang pada tali menyebabkan bagian tali yang ditarik bergerak ke bawah bagian tali yang ditarik oleh tiang selanjutnya menarik temannya yang ada di samping kiri. Temannya juga ikut-ikutan menarik temannya di samping kiri. Demikian seterusnya akibatnya lekukan tali alias pulsa yang semula menonjol ke atas kini menonjol ke bawah dan dipantulkan kembali ke kiri dengan posisi terbalik. Kita andaikan ujung tali diikat pada sebuah cincin yang bisa digerakkan naik turun. Anggap saja cincin sangat ringan sehingga massanya diabaikan. Ketika pulsa mencapai tiang, bagian tali yang lebih dekat dengan tiang menarik cincin ke atas. Karena ditarik ke atas maka ujung tali dan cincin akan bergerak ke atas. Ya iyalah, masa bergerak ke bawah ketika pulsa semakin mendekati tiang, cincin dan ujung tali tersebut akan terus bergerak ke atas hingga mencapai ketinggian maksimum. Ketika cincin dan ujung tali mencapai ketinggian maksimum, tali akan teregang. Selanjutnya tali yang tegang tersebut menarik ujung tali dan cincin ke bawah sehingga timbul lekukan alias pulsa yang dipantulkan kembali ke kiri. Perhatikan bahwa selama pulsa merambat sepanjang tali, pada saat yang sama energi dipindahkan dari satu bagian tali ke bagian tali yang lain. Ketika pulsa mencapai tiang, sebagian energi diserap oleh tiang sedangkan sebagian lagi dipantulkan kembali. Energi yang diserap oleh tiang sebagiannya diubah menjadi kalor alias panas, sebagian lagi terus merambat melalui tiang. Untuk membantumu lebih memahami hal ini, kita andaikan pulsa merambat melalui seutas tali yang terdiri dari bagian tali yang massanya kecil dan bagian tali yang massanya besar, sebagaimana ditunjukkan pada video di bawah. Ketika pulsa mencapai batas, sebagian pulsa akan dipantulkan sedangkan sebagian pulsa akan diteruskan. Pulsa yang diteruskan tergantung dari massa tali tersebut. Semakin besar massa tali, semakin sedikit pulsa yang diteruskan. Dengan kata lain, semakin besar massa

12 tali maka amplitudo pulsa yang diteruskan semakin kecil. Jika tali yang massanya besar kita gantikan dengan tiang atau penghalang maka pulsa yang diteruskan amat sangat sedikit. Banyak atau sedikitnya pulsa yang diteruskan atau pulsa yang dipantulkan mewakili banyak atau sedikitnya energi yang diteruskan atau dipantulkan. Semakin banyak pulsa yang diteruskan (semakin besar amplitudo pulsa yang diteruskan) maka semakin banyak energi yang diteruskan. Sebaliknya semakin banyak pulsa yang dipantulkan (semakin besar amplitudo pulsa yang dipantulkan) maka semakin banyak energi yang dipantulkan. Gambar di bawah menjelaskan pulsa yang merambat dari tali yang massanya besar ke tali yang massanya kecil. 2. Pemantulan gelombang dua atau tiga dimensi 1) Gelombang Bunyi Bunyi adalah perambatan gelombang dengan membentuk rapatan-rapatan dan regangan-regangan oleh partikel perantara bunyi. Gelombang bunyi tidak dapat merambat tanpa zat perantara, jadi bunyi tidak dapat merambat pada ruang hampa udara karena tidak terdapat partikel-pertikel perantaranya. Frekuensi gelombang bunyi yang terdapat terdengar oleh telinga manusia ialah 20 Hz dan Hz. Frekuensi gelombang di bawah daerah pendengaran di sebut infrasonik, sedangkan frekuensi di atas daerah pendengaran di sebut ultrasonik. Suatu perubahan mekanik terhadap zat gas, zat cair atau zat padat sering menimbulkan gelombang bunyi. Gelombang bunyi ini merupakan vibrasi/getaran dari molekul molekul zat dan saling beradu sama lain namun demikian zat tersebut terkoordinasi menghasilkan gelombang serta mentransimikan energi bahkan tidak pernah terjadi perpindahan partikel. Berbicara, tergantung pada substansi yang menjalar apabila suara mencapai tapal batas maka suara tersebut akan

13 terbagi dua yaitu sebagian energi ditransmisikan/diteruskan dan sebagian direfleksikan (dipantulkan). Gelombang Bunyi dan Kecepatan Gelombang bunyi timbul akibat terjadi perubahan mekanik pada gas, zat cair atau gas yang merambat kedepan dengan kecepatan tertentu. Gelombang bunyi ini menjalar secara transversal atau longitudinal, lain dengan cahaya hanya menjalar secara transversal saja. Pada suatu percobaan, apabila terjadi vibrasi dari suatu bunyi maka akan terjadi suatu peningkatan tekanan dan penurunan tekanan pada tekanan atmosfir, peningkatan tekanan ini disebut kompresi sedangkan penurunan tekanan disebut rarefaksi (peregangan). Bunyi mempunyai hubungan antara frekuensi vivrasi (f), panjang gelombang (λ), dan kecepatan (V) Sumber Bunyi Sumber bunyi dapat berupa benda-benda yang bergetar sedangkan setiap benda yang bergetar belum tentu merupakan sumber bunyi. Sumber bunyi yang jumlah getarannya sama untuk tiap satuan waktu akan menghasilkan nada. Terdapat beberapa sumber bunyi diantaranya adalah : senar, pipa organa dan garpu tala. Senar ( dawai / tai ) Getaran yang terjadi pada senar yangt kedua ujungnya terikat merupakan sumber bunyi. Frekuensi senar yang kedua ujungnya terikat adalah : Berbanding terbalik dengan panjang senar Berbanding lurus dengan akar kuadrat tegangan senar Berbanding terbalik dengan akar kuadrat massa jenis bahan senar

14 Berbanding terbalik dengan akar kuadrat luas penampang senar Perbandingan frekuensi nada dasar dan nada-nada atas suatu senar yang kedua ujungnya terikat merupakan perbandingan bilangan-bilangan bulat positif. Pipa organa ( kolom udara ) Di dalam kolom udara terdapat molekul-molekul udara yang merupakan sumber bunyi. Kolom udara yang paling sederhana adalah pipa organa. Pipa orgaan dibagi menjadi pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup. Pipa organa terbuka adalah sebuah kolom udara yang kedua ujung penampangnya terbuka. Untuk ujung pipa terbuka, udara bebas bergerak sehingga pada ujung pipa selalu terjadi perut. Di dalam pipa organa terbuka, banyak perut sama dengan banyak simpul ditambah satu. Pipa organa tertutup adalah sebuah kolom udara yang salah satu ujungnya tertutup dan ujung lainnya terbuka. Pada ujung pipa yang selalu tertutup, udara tidak bebas bergerak sehingga pada ujung pipa selalu terjadi simpul. Dalam pipa organa tertutup, banyak perut sama dengan banyak simpul. Garpu tala Jika garpu tala dipukul, maka garpu tala tersebut akan bergetar dan menghasilkan bunyi. Frekuensi bunyi dihasilkan oleh garpu tala tergantung dari : bentuknya, besarnya dan bahan garpu tala tersebut. Mendeteksi Bunyi Untuk mendeteksi bunyi perlu mengkonversikan gelombang bunyi bentuk vibrasi sehingga dapat dianalisa frekuensi dan intensitasnya. Untuk perubahan ini diperlukan

15 alat mikrofon dan telinga manusia. Alat mikrofon merupakan transduser yang memberi respon terhadap tekanan bunyi dan menghasilkan isyarat/signal listrik. Mikrofon yang banyak digunakan adalah mikrofon kondensor karena berguna untuk mendeteksi kebisingan lingkungan perusahaan. Pembagian Frekuensi Bunyi Berdasarkan frekuensi maka bunyi dibedakan dalam 3 daerah frekuensi yaitu : a Hz (20 Hz) : Daerah infrasonic, yang termasuk disini adalah getaran tanah, gempa bumi. b Hz : Daerah sonik, yaitu daerah yang termasuk frekuensi yang dapat didengar (audiofrekuensi). c. Di atas Hz : Daerah ultrasonik. Intensitas Bunyi Energi gelombang bunyi ada 2 yaitu : energi potensial dan energi kinetic. Intensitas gelombang bunyi (I) yaitu energi yang melewati medium 1 m2/detik atau watt/m2. Apabila dinyatakan dalam rumus : I = ½ ρv A2 (2 π f)2 = ½ Z (A)2 ρ = massa jenis medium (Kg/m3) v = kecepatan bunyi (m/detik) ρv = Z = impedansi Akustik A = maksimum amplitudo atom atom/molekul. f = frekuensi W = 2 π f = frekuensi sudut Intensitas (I) dapat pula dinyatakan sebagai berikut : I = Po2/ 2 z Po = perubahan tekanan maksimum (N/m 2 ) Skala Desibel (Nineau Bunyi) Alexander Graham Bell ( ) guru besar fisiologi di boston, adalah penemu telpon tahun 1876,

16 melakukan penelitian terhadap suara dan pendengaran, beliau mengatakan suatu bell (nineau suara) = 10 Log I. apabila diperoleh intensitas suatu bunyi adalah 10 kali intensitas yang lainnya, maka I Io = 10. Intensitas yang lainnya maka 1/Io = 10 Oleh karena bell merupakan unit yang besar sehingga dipakai decibel (db). Hubungannbell dengan decibel dinyatakan 1 bell = 10 db. Telah diketahui bahwa intensitas (I) berbanding langsung dengan P 2 maka perbandingan antara tekanan dari dua bunyi dapat dinyatakan sebagai berikut : Log P 22 /P 12 = Log P 2 /P 1 Rumus ini menunjukkan nilai decibel (db) yang dipergunakan untuk membandingkan dua tekanan bunyi dalam medium yang sama. Kekerasan Bunyi/Nyaring Bunyi Kekerasan bunyi/nyaring bunyi merupakan bagian dari ukuran bunyi yang merupakan perbandingan kasar dari logaritma intensitas efektifnya jarak penekanan bunyi yang mengakibatkan respon pendengaran. Kenyaringan bunyi tidak berkaitan dengan frekuensi ; kenyataan 30 Hz mempunyai kekerasan sama dengan Hz bahkan mempunyai perbedaan intensitas dengan faktor atau 60 db. Sifat Gelombang Bunyi Gelombang bunyi mempunyai sifat memantul, diteruskan dan diserap oleh benda. Apabila gelombang suara mengenai tubuh manusia (dinding) maka bagian dari gelombang akan dipantulkan dan bagian lain akan diteruskan/ditransmisi kedalam tubuh. Mula mula gelombang bunyidengan amplitudo tertentu mengenai dinding, gelombang bunyi tersebut

17 dipantulkan (R). pantulkan tersebut tergantung akan impedansi akustik. Pernyataan itu ditulis sebagai berikut : R/Ao = Z1-Z2/Z1+Z2 Z1,2 = impedansi akustik (V) dari kedua media. Sifat-sifat umum yang dimiliki oleh gelombang bunyi adalah : Dapat mengalami pemantulan ( refleksi ) Dapat mengalami pembiasan ( reflaksi ) Dapat dijumlahkan ( interferensi ) Dapat mengalami lenturan ( difraksi ) Azas Doppler Apabila sumber bunyi bergerak menjauhi pendengar akan terdapat frekuensi dengan derajad rendah. Demikian pula apabila pendengar mendekati sumber bunyi akan memperoleh frekuensi bunyi dengan derajad tinggi, percobaan ini disebut Doppler shift. Sedangkan efek yang timbul akibat bergeraknya sumber bunyi atau bergeraknya pendengar disebut efek Doppler. Apabila diketahui fo = frekuensi mula mula, sudut ө dari arah sumber bunyi dan perubahan frekuensi (f d ) maka : f d = 2 f o V d /V s Cos ө v = kecepatan darah v = kecepatan suara 4. Ultrasonik dalam Bidang Kedokteran Magnet Listrik Batang ferromagnet diletakkan pada medan magnet listrik maka akan timbul gelombang bunyiultra pada ujung batang ferromagnet. Demikian pula apabila batang ferromagnet dilingkari dengan kawat kemudian dialiri listrik akan timbul gelombang ultranik pada ujung batang ferromagnet

18 Piezo Elektrik Apabila Kristal piezo elektrik dialiri tegangan listrik maka lempengan Kristal akan mengalami vibrasi sehingga timbul frekuensi ultra, demikian pula vibrasi Kristal akan menimbulkan listrik. Daya Ultrasonik Apabila ultrasonik yang digunakan untuk diagnostik maka frekuensi yang digunakan sebesar 1 MHz sampai 5 MHz dengan daya 0,01 W/cm 2. Apabila daya ultrasonic ditingkatkan sampai 1 W/cm 2 akan dipakai sebagai pengobatan, sedangkan untuk merusakkan jaringan kanker dipakai gaya 10 3 W/cm 2. Prinsip Penggunaan Ultrasonik Efek Doppler merupakan dasar pengunaan ultrasonic yaitu terjadi perubahan frekuensi akibat adanya pergerakan pendengaran atau sebaliknya. Ultrasonic sama dengan gelombang bunyi hanya saja frekuensi yang sangat tinggi dan mempunyai efek : mekanik, panas, kimia dan efek biologis. Penggunaan Dalam Bidang Kedokteran Berkaitan dengan efek yang ditimbulkan gelombang ultrasonik dan sifat gelombang bunyi maka gelombang ultrasonik dipergunakan sebagai diagnosis dan pengobatan. Ultrasonik Sebagai Pelengkap Diagnosis Kristal piezo electrik yang bertindak sebagai transduser mengirim gelombang ultrasonik mencapai pada dinding berlawanan, kemudian gelombang bunyi dipantulkan dan diterima oleh transduser tersebut pula. Gambaran yang diperoleh CRT tergantung tehnik yang dipergunakan. Ada 3 macam metode dalam memperoleh gambaran yaitu : a skaining, b skaining dan m skaining. Hal Hal Yang Didiagnosis Dengan Ultrasonik

19 Sesuai dengan metode skaining yang dipakai maka ultrasonik dapat dipergunakan untuk diagnosis : 1. A skaining : Mendiagnosis tumor otak, member informasi tentang penyakit penyakit mata 2. B skaining : a. Untuk memperoleh informasi struktur dalam dari tubuh manusia, misalnya hati, lambung, usus, mata dan jantung janin. b. Untuk mendeteksikehamilan sekitar 6 minggu, kelainan dari uterus/kandung peranakan dan kasus kasus perdarahan yang abnormal. c. Lebih banyak memberi informasi dari pada X-ray dan sedikit resiko yang terjadi. 3. M skaining : a. Memberi informasi tentang jantung, valvula jantung, pericardical effusion. b. M skaining mempunyai kelebihan yaitu dapat dikerjakan sembari pengobatan berlangsung untuk menunjukkan kemajuan dalam pengobatan. Penggunaan Ultrasonik Dalam Pengobatan Sebagaimana telah diketahui bhwa ultrasonic mempunyai efek kimia dan biologi maka ultrasonic dapat dipergunakan dalam pengobatan. Ultrasonic member efek kenaikan temperature dan peningkatan tekanan. 5. Bising PEMBAGIAN KEBISINGAN Berdasarkan frekuensi, tingkat tekanan bunyi, tingkat bunyi dan tenaga bunyi maka bising dibagi dalam 3 kategori : 1. Audible noise (bising pendengaran) Bising ini disebabkan oleh frekuensi bunyi antara 31, Hz.

20 2. Occupational noise (bising yang berhubungan dengan pekerjaan) Bising ini disebabkan oleh bunyi mesin ditempat kerja, bising dari mesin ketik. 3. Impuls noise (impact noise = bising impuls) Bising yang terjadi akibat adanya bunyi yang menyentak. PENGARUH BISING TERHADAP KESEHATAN Pengaruh utama dari kebisingan adalah kerusakan pada indera pendengar dan akibat ini telah diketahui dan diterima umum. PENCEGAHAN KETULIAN DARI PROSES BISING Prinsi pencegahan ketulian dari proses bising adalah menjauhi dari sumber bising. Untuk tujuan itu dapat dilakukan dengan cara : 1. Mesin atau alat alat yang menghasilkanbising diberikan cairan pelumas. 2. Membuat tembok pemisah antara sumber bising dengan tempat kerja. 3. Pekerja pekerja diharapkan memakai pelindung telinga seperti ear muff/penutup telinga. PARAMETER KEBISINGAN Macam macam bising mencakup parameter dasar dan parameter turunan yaitu : - Parameter dasar : a. Frekuensi, dinyatakan dalam hertz yaitu siklus perdetik. b. Tekanan bunyi dinyatakan dalam watt yaitu energy pancaran bunyi total. c. Tekanan bunyi, dinyatakan dalam mikropal (upa), yaitu intensitas sebagai akar dari kuadrat amplitudo. - Parameter turunan : a. Tingkat tekanan bunyi Dinyatakan dalam db, yang menyatakan tingkat dalam frekuensi yang berkaitan dengan tekanan bunyi. b. Tingkat bunyi Sama dengan db yang mana menunjukkan tingkat linieritas.

21 PERALATAN DAN METODOLOGI DALAM MENDETEKSI BISING Peralatan dan metodologi yang dipergunakan dalam menentukan tingkat kebisingan sangat erat kaitannya, untuk mencapai tujuan dan hasil yang diharapkan perlu mengetahui peralatan yang berkaitan dalam menentukan kebisingan. Peralatan Salah satu alat alat yang dipakai dalam labolatorium dan kegunaan dalam survey kebisingan adalah : - Tape recorder - Real time analyser - Impulse noise meter - Noise dose meter Metode pengukuran bising a. Memperoleh data kebisingan dimana saja. b. Untuk mengurangi tingkat kebisingan agar tidak menimbulkan gangguan. Alat utama dalam pengukuran kebisingan adalah sound level. Alat ini untuk mengukur kebisingan antara db dari frekuensi Hz. 6. Vibrasi Vibrasi adalah getaran dapat disebabkan oleh getaran udara atau getaran mekanis. Vibrasi dapat dibedakan dalam dua bentuk : a. Vibrasi karena getaran udara yang pengaruhnya terutama pada akustik. b. Vibrasi karena getaran mekanis mengakibatkan timbulnya reonansi/turut bergetarnya alat alat tubuh dan berpengaruh terhadap alat alat tubuh yang sifatnya mekanis pula. Penjalaran Vibrasi Udara Dan Efek Yang Timbul Vibrasi udara karena benda bergetar dan diteruskan melalui udara akan mencapai telinga.getaran dengan frekuensi1-20 Hz tidak akan

22 terjadi gangguan pengurangan pendengaran tetapi pada intensitas lebih dari 140 db akan terjadi gangguan vestibuler yaitu gangguan orientasi. Penjalaran Vibrasi Udara Dan Efek Yang timbul. Penjalaran vibrasi mekanik melalui sentuhan/kontak dengan permukaan benda yang bergerak. Sentuhan ini melalui daerah yang terlokalisasi(tool-hand vibration) atau mengenai seluruh tubuh (whole body vibration). EFEK VIBRASI TERHADAP TANGAN Alat alat yang dipakai akan bergetar dan getaran tersebut disalurkan pada tangan. Getaran getaran pada waktu singkat tidak berpengaruh pada tangan tetapi dalam jangka waktu cukup lama akan menimbulkan kelainan pada tangan berupa : a. Kelainan pada syaraf dan peredaran darah. b. Kerusakan kerusakan pada persendian tulang. SIKAP TUBUH TERHADAP TEKANAN MEKANIS Badan merupakan susunan elastis yang kompleks dengan tulang sebagai penyokong alat alat dan landasan kekuatan serta kerja otot. Kerangka, alat alat urat dan otot memiliki sifat elastis yang bekerja secara serentak sebagai peredam dan penghantar getaran. MENCEGAH GETARAN MEKANIS Getaran suatu benda dapat dihindari dengan meletakkan bahan peredam dibawah benda yang bergetar. Bahan peredam harus jauh lebih rendah frekuensinya dari frekuensi getaran benda. Frekuensi dari bahan peredam sebaiknya 1 Hz. Selain itu tempat duduk atau alas kaki diletakkan bahan peredam. Tebal tempat duduk dan alas kaki sangat menentukanbesar redaman.

23 BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Bunyi, ultrasonic dalam bidang kedokteran, suara, alat pendengaran, bising dan vibrasi merupakan dari bioakustik. Bioakustik ini meliputi suara dan suatu getaran B. SARAN Saran yang dapat penulis tuliskan disini semoga makalah mengenai bioakustik ini dapat bermanfaat dalam pembelajaran mahasiswa.

24 DAFTAR PUSTAKA Dr. J. F. Gabriel 1988 Fisika Kedokteran. Penerbit Buku Kedokteran EGC. Denpasar Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga

25 Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga DAFTAR ISI KATA PNGANTAR... DAFTAR ISI... BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang B. Tujuan Penulisan C. Metode Penulisan BAB II PEMBAHASAN A. Getaran B. Gelombang i ii

26 C. Superposisi, Interferensi dan Difraksi D. Energi Gelombang E. Hubungan Gelombang Cahaya dengan Gelombang Elektromagnetik F. Aplikasi Gelombang BAB III PENUTUP A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA KATA PENGANTAR Puji dan Syukur kami ucapkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat limpahan Rahmat dan Karunia-Nya sehingga kami dapat menyusun makalah ini yang berjudul Bioakustik tepat pada waktunya. Kita menyadari bahwa di dalam pembuatan makalah ini berkat bantuan dan tuntunan Tuhan Yang Maha Esa dan tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, untuk itu dalam kesempatan ini kami menghaturkan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Dosen Pembimbing dan semua pihak yang membantu dalam pembuatan makalah ini.

27 Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat kepada para pembaca. Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan baik dari bentuk penyusunan maupun materinya, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca, atas kritik dan sarannya, kami mengucapkan terima kasih. Mataram, 08 April 2013 Penulis