BIOAKUSTIK

BIOAKUSTIKGelombang

Gelombang didefinisikan sebagai gangguan/usikan yang merambat. Berdasarkan medium perambatan gelombang gelombang dibedakan mejadi

1. Gelombang mekanik, dimana dalam perambatan gelombangnya memerlukan medium, yang disebut sebagai medium mekanik. Contoh: gelombang tali, air, bunyi.

2. Gelombang elektromagnetik, dimana gelombang merambat tanpa memerlukan medium. Contoh: gelombang mikro, gelombang radio, inframerah, cahaya tampak (visible light), ultraungu, sinar x, sinar (.Berdasarkan arah perambatan gelombang dengan usikan atau simpangan, gelombang dibedakan menjadi

1. Gelombang transversal, dimana arah perambatan tegak lurus arah simpangan

Contoh: gelombang tali

2. Gelombang longitudinal, dimana arah perambatan searah dengan arah simpangan

Contoh: gelombang bunyi.

Gelombang laut dan gempa tremor memiliki komponen transversal maupun longitudinal.Persamaan gelombang

Suatu gelombang secara matematis dideskripsikan melalui fungsi gelombang, dimana fungsi gelombang f(x,t) tersebut harus memenuhi persamaan differensial yang dituliskan sebagai berikut

dengan v kecepatan perambatan gelombang.dimana salah satu solusi persamaan gelombang (untuk gelombang mekanik) merupakan fungsi sinus-cosinus yang dituliskan sebagai suatu fungsi simpangan

f(x,t) = y = A sin (kx-(t)

dimana

A = Amplitudo atau simpangan maksimum

k = bilangan gelombang ()

( = kecepatan angular (2(f)

f = frekuensi gelombang = 1/T (T = periode)

y = simpangan

x = posisi

t = waktu

Karakteristik gelombang

Kecepatan perambatan gelombang diungkapkan dalam hubungan yang berkaitan dengan frekuensi dan panjang gelombang.

v = f ( (gel. mekanik)c = ( ( (gel. elektromagnetik)dimana v kecepatan perambatan gelombang (m/s), f atau ( frekuensi gelombang (Hz) dan ( panjang gelombang, c kecepatan perambatan cahaya.

Gelombang Transversal

Gelombang Longitudinal

Bunyi

Gelombang bunyi merupakan gangguan/vibrasi mekanik pada gas, zat cair atau zat padat yang merambat dari suatu sumber dengan kecepatan tertentu. Berdasarkan frekuensi bunyi diklasifikasikan dalam

1. Infrasonik dengan frekuensi 0-20 Hz

2. Sonik dengan frekuensi 20 20.000 Hz (20 kHz)3. Ultrasonik dengan frekuensi di atas 20.000 Hz

Energi yang dibawa gelombang adalah energi potensial dan kinetik (Energi mekanik). Intensitas dari gelombang bunyi (I) banyaknya energi yang melalui suatu permukaan dalam setiap detiknya atau secara matematis

I == Daya(P)/luas(S)

dimana E = , S luas permukaan, t waktu (detik)

I =

=

watt/m2atau

=

dimana Z = (v, impedansi akustik (( densitas medium dan v kecepatan perambatan bunyi), A merupakan amplitudo simpangan maksimum atom-atom atau molekul-molekul dari posisi kesetimbangannya.Intensitas bunyi juga dapat dituliskan sebagai hubungan tekanan

I =

dimana P0 perbedaan tekanan maksimum

Hubungan antara intensitas bunyi dari suatu sumber yang diamati dari posisi dengan jarak yang berbeda dari sumber bunyi dituliskan dalam bentuk

Contoh :

1. Intensitas bunyi maksimum yang dapat ditoleransi pada frekuensi 1000 Hz sekitar 1 watt/m2. Berapakah perpindahan maksimum molekul udara pada intensitas tersebut?

Jawab:

A = = =1,1 x 10-5 m = 11 m2. Intensitas bunyi terendah yang dapat didengar telinga pada 1000 Hz sekitar 10-12 watt/m2

Jawab:

= 1,1 x 10-5 = 1,1 x 10-11 m

Intensitas bunyi juga dapat ditentukan melalui besaran yang disebut Taraf Intensitas (TI atau ( dalam satuan desibel) yang merupakan perbandingan logaritmik intensitas bunyi terhadap intensitas ambang pendengaran.

TI = 10 log desibelDimana

I0 = intensitas ambang pendengaran 10-12 watt/m2

I = intensitas sumber bunyi (watt/m2)

Alat yang digunakan untuk mengukur taraf intensitas bunyi adalah soundlevel meterTabel berikut menunjukkan tingkat bunyi dan intensitas berbagai bunyiTingkat Bunyi(db)Intensitas(watt/m2)

010

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

140

1601 x 10-121 x 10-111 x 10-101 x 10-91 x 10-81 x 10-71 x 10-61 x 10-51 x 10-41 x 10-31 x 10-21 x 10-1

1

1 x 1021 x 104Ambang pendengaran pada

1000 Hzdesiran/hembusan angin

berbisik-bisik jarak 1 m

ruangan tenang

musik yang lembut

kantor

pembicaran normal

kantor sibuk, lalu lintas ramai

suara radio, ruangan belajar

didalam kereta apikegiatan pabrik, sirene pada 30 m

kerusakan jika menerima 30 menit perhari

konser musik rock dalam ruangan: ambang sakit, kerusakan dalam beberapa menitpesawat jet pada 30 m

pecahnya gendang telinga

Interaksi gelombang bunyi dengan materi

Ketika gelombang bunyi melewati suatu materi/jaringan, terdapat energi yang hilang akibat gesekan. Energi yang diserap materi menyebabkan pengurangan amplitudo gelombang bunyi. Amplitudo A pada kedalaman x cm dalam materi berkaitan dengan besarnya amplitudo awal A0 (x=0) melalui hubungan eksponensial

dimana ( (dalam cm-1) adalah koefisien absorbsi medium pada frekuensi tertentu

untuk hubungan intensitas persamaan di atas dituliskan kembali dalam bentuk

atau

I = intensitas pada kedalam xI0 = intensitas pada x=0

( = koefisien atennuasi (2()

Kebisingan

Bising (noise) merupakan definisi yang diberikan untuk bunyi dari suatu sumber yang tidak dikehendaki. Berdasarkan tingkat tekanan bunyi, tingkat bunyi dan energi bunyi, kebisingan diklasifikasikan dam 3 katagori:

1. Audible noise (bising pendengaran), bising yang disebabkan oleh frekuensi bunyi 31,5 8.000 Hz2. Occupational noise (bising yang berhubungan dengan pekerjaan), disebabkan oleh bunyi mesin di tempat kerja.

3. Impuls noise, terjadi akibat adanya bunyi yang menyentak seperti bunyi pukulan palu, bunyi meriam, senapan.

Tabel skala kebisinganTingkat KebisinganTaraf Intensitas

(db)

Menulikan

100-120

Sangat hiruk-pikuk80-100

Kuat60 - 80

Sedang40 - 60

Tenang20 - 40

Sangat Tenang0 - 20

Pengaruh Kebisingan Terhadap Kesehatan Hilangnya pendengaran secara sementara dan dapat pulih kembali apabila kebisingan tersebut dapat dihindarkan.

Orang menjadi kebal atau imun terhadap bising

Telinga berdengung

Kehilangan pendengaran secara permanen

Mengganggu konsentrasi, meningkatnya kelelahanMenghindari kebisingan untuk pencegahan dari ketulian dapat dilakukan dengan cara antara lain:

1. Penggunaan pelumas pada mesin-mesin atau alat sehingga gesekan yang menimbulkan bunyi dapat dikurangi2. Penggunaan pelindung telinga atau penyumbat telinga

3. Perlindungan pada mesin dengan tembok pemisah atau ruangan khusus atau penutup mesin.

Telinga

Telinga merupakan salah satu indera tubuh manusia yang berfungsi sebagai alat pendengaran. Telinga yang kita kenal sebenarnya merupakan bagian terluar telinga yang disebut dengan pinna atau auricle.Telinga manusia terbagi dalam 3 bagian:

1. Telinga luar, meliputi pinna, saluran telinga yang terhubung dengan gendang telinga

Variasi tekanan gelombang bunyi menghasilkan gaya pada gendang telinga dan menyebabkannya bergetar.

2. Telinga bagian tengah, meliputi gendang telinga, tiga tulang yaitu hammer, anvil, dan stirrup (malleus, incus, dan stapes). Ketiga tulang tersebut mentransmisikan gaya (40 kali lebih besar) yang dihasilkan gendang telinga ke telinga bagian dalam melalui oval window3. Telinga bagian dalam, yaitu cochlea (rumah siput); organ yang mengkonversikan gelombang bunyi mejadi sinyal syaraf ke otak.Kehilangan Pendengaran (Tuli)

Kehilangan pendengaran dapat disebabkan banyak faktor, umumnya faktor usia, disamping itu juga dapat disebabkan oleh trauma, menerima bunyi dengan tingkat tinggi, penyakit, cacat lahir.

Tuli terbagi dalam 2 katagori:

1. Tuli konduksi, yang disebabkan kerusakan pada struktur yang meneruskan bunyi ke telinga bagian dalam, dan dapat diatasi dengan alat bantu pendengaran.2. Tuli syaraf atau tuli persepsi, disebabkan kerusakan pada cochlea atau neuron yang mengirimkan informasi bunyi ke otak, dan sulit untuk diperbaiki.

(

(

rapatan

regangan

r1

r2

Sumber bunyi

PAGE 5

_1258562688.unknown

_1258565128.unknown

_1258565406.unknown

_1258567286.unknown

_1258567873.unknown

_1258567911.unknown

_1258566397.unknown

_1258565196.unknown

_1258563816.unknown

_1258564185.unknown

_1258563721.unknown

_1258562218.unknown

_1258562351.unknown

_1258562482.unknown

_1258562296.unknown

_1258557067.unknown

_1258562129.unknown

_1258556581.unknown