FISIKA

1.  Contoh Makhluk Hidup yang Mendengar Secara Infrasonik, Audiosonik,

dan Ultrasonik

A. Frekuensi Infrasonik =  < 20 Hz

Frekuensi infrasonik yakni frekuensi yang tidak dapat ditangkap oleh panca indera, seperti

gempa bumi, tanah longsor, dsb. Contoh makhluk hidup yang mampu mendengar frekuensi

infrasonik adalah jangkrik, nyamuk, gajah, cicak, semut, kudanil dll.

B. Frekuensi Audiosonik = 20 Hz - 20.000 Hz

Frekuensi audiosonik yakni frekuensi yang dapat ditangkap oleh panca indera, seperti

bernyanyi, berteriak, dsb. Contoh makhluk hidup yang mampu mendengar frekuensi

audiosonik adalah manusia, kucing, ayam, bebek, sapi, tikus, kambing, kuda, domba, dll. 

C. Frekuensi Ultrasonik =  > 20.000 Hz

Frekuensi ultrasonik yakni frekuensi yang tidak dapat didengar karena frekuensinya

terlampau besar. Contoh makhluk hidup yang mampu mendengar frekuensi ultrasonik adalah

kelelawar, anjing, lumba-lumba, paus, dll.

2.  Bagian-Bagian Telinga dan Fungsinya

1. Telinga bagian luar yaitu daun telinga, lubang telinga dan liang pendengaran

2. Telinga bagian tengah terdiri dari gendang telinga, 3 tulang pendengar ( martil, landasan dan

sanggurdi) dan saluran eustachius.

3.  Telinga bagian dalam terdiri dari alat keseimbangan tubuh, tiga saluran setengah lingkaran,

tingkap jorong, tingkap bundar dan rumah siput (koklea)

Fungsi bagian-bagian indra pendengar :

a.    Daun telinga, lubang telinga dan liang pendengaran berfungsi untuk menangkap dan

mengumpulkan gelombang bunyi.

b.    Membran Timpani berfungsi untuk menangkap getaran.

c. Gendang telinga berfungsi untuk menerima rangsang bunyi dan meneruskannya ke bagian

yang lebih dalam, yakni dari udara ke tulang pendengaran.

d. Tiga tulang pendengaran ( tulang martil, landasan dan sanggurdi) berfungsi untuk

memperkuat getaran dan meneruskannya ke koklea atau rumah siput.

e. Tingkap jorong, tingkap bundar, tiga saluran setengah lingkaran dan koklea (rumah siput)

berfungsi untuk mengubah impuls dan diteruskan ke otak. Tiga saluran setengah lingkaran

juga berfungsi untuk menjaga keseimbangan tubuh.

4. Serumen: Melindungi telinga dari kerusakan dan infeksi.

5. Saluran Eustachius: Menghubungkan telinga tengah dengan bagian telinga belakang.

3.  Mekanisme Pendengaran

Bunyi ditangkap dan diterima oleh telinga luar, seperti daun telinga, lubang telinga, dan

liang pendengaran, kemudian melewati membran timpani yang telah menangkap bunyi dari

telinga luar tadi. Setelah menerima rangsang bunyi, gendang telinga kembali meneruskannya

ke tulang-tulang pendengaran. Disini, tulang martil, landasan, dan sanggurdi mereka

memperkuat getaran/impuls dan kemudian meneruskannya kembali ke koklea/rumah siput

dan merangsang saraf di sekitar cairan rumah siput dan dikirim ke otak. Selanjutnya di otak,

suara tersebut diolah sehingga dapat mendengar dan mengartikannya.

4.  Faktor yang Mengakibatkan Seseorang Kehilangan Pendengaran

Gangguan pendengaran bisa terjadi pada siapa saja dan pada semua umur , bisa sementara

dan bahkan permanen. Gangguan pendengaran disebabkan karena salah satu atau lebih,

bagian dari telinga tidak dapat berfungsi secara normal.

Jenis Gangguan Pendengaran :

1.    Gangguan Pendengaran Konduktif : Terjadi ketika gelombang suara terhalang masuknya

dari lubang telinga dan gendang telinga menuju ke rumah siput ( koklea ) dan Saraf

Pendengaran (Auditory Nerve).

Beberapa penyebab gangguan pendengaran ini :

      Infeksi Telinga Tengah (otitis media)

      Peradangan yang ditimbulkan menyebabkan cairan yang menumpuk di telinga tengah serta

dapat merusak gendang telinga.

      Kista di liang telinga

      Tumor di telinga tengah

      Sumbatan Cerumen atau Benda Asing (kotoran telinga)

      Pengapuran atau kekakuan pada:

-       Gendang telinga (timpanosklerosis)

-       Tulang-tulang pendengaran (otosklerosis)

2.    Gangguan Pendengaran Sensorineural/Saraf : Terjadi ketika rumah siput ( koklea) atau

saraf pendengaran fungsinya menurun. Disebabkan adanya kerusakan pada telinga bagian

dalam atau pada jalur saraf pendengaran ke otak dan biasanya bersifat menetap/permanen.

Beberapa penyebab gangguan pendengaran ini :

      Faktor Usia

      Dikenal dengan presbikusis. Terjadi secara berangsur-angsur, sehingga kadang-kadang tidak

disadari.

      Paparan terhadap Kebisingan

      Suara mesin di pabrik atau suara musik yang keras dapat menyebabkan gangguan

pendengaran.

      Penyakit atau Trauma

      Penyakit Meniere Syndrome (disertai dengan vertigo, mual, dan tinitus), tumor, cedera

kepala waktu lahir, dan juga dapat disebabkan oleh infeksi virus seperti TORCHS

(toksoplasma, rubella, citomegalovirus, herpes, dan syphilis), dan diabetes melitus.

      Obat-obatan (ototoxic) seperti: pemakaian aspirin dosis tinggi, beberapa antibiotika,

diuretika, dan kemoterapi. Sebaiknya selalu berkonsultasi dengan dokter sebelum

mengkonsumsi obat-obatan.

Faktor-Faktor Lain:

      Merokok dapat menyebabkan penyumbatan pada pembuluh darah ke telinga dalam.

      Faktor genetika/keturunan.

      Akibat dari penyakit sistemik lainnya. 

3.    Gangguan Pendengaran Campuran : Campuran atau gabungan antara gangguan

pendengaran konduktif dan saraf. Dimana gangguan pendengaran ini disebabkan karena

adanya gangguan pada jalur konduktif dan sensorineural/saraf.

Derajat Gangguan Pendengaran, berdasarkan ambang dengar hantaran udara :

      Normal: 0 - 20 dB

      Kurang Dengar :

-       Ringan (mild hearing loss) : 21 - 40 dB

-       Sedang (moderate hearing loss) : 41 - 70 dB

-       Berat (severe hearing loss) : 71 - 90 dB

      Tuli (deaf) : > 90 dB

5.  Efek-Efek Gelombang Ultrasonik

Gelombang ultrasonik dapat memberikan efek, baik mekanik, panas, kimiawi maupun

biologis. Atau perubahan – perubahan siklik yang terjadi pada perambatan gel ultrasonik :

getaran partikel, perubahan tekanan, peruabahan densitas, dan perubahan suhu.

Semua perubahan di atas bersifat sementara dan pengaruhnya sangat kecil, banyaknya

panas yang timbul di dalam jaringan tubuh ditentukan oleh : intensitas, lamanya pemaparan,

dan koefisien absorpsi jaringan. Pemakaian gel ultrasonik dan intensitas tinggi dapat

menimbulkan fenomena kavitasi pada medium yang berupa cairan. Faktor yang menambah

keamanan penggunaan USG yang banyak dipakai saat ini mempunyai intensitas < 10

MW/Cm2.

1.    Mekanik

Membentuk emulsi asap/awan dan disintegrasi beberapa benda padat. Ini bisa digunakan

untuk mendeteksi lokasi batu empedu.

2.    Panas

Sebagian ultrasonik mengalami refleksi pada titik yang bersangkutan dan sebagian lagi pada

titik tersebut mengalami perubahan panas. Pada jaringan bisa terjadi pembentukan rongga

dengan intensitas tinggi.

3.    Kimia

Gelombang ultrasonik menyebabkan oksidasi dan hidrolisis ikatan polyester

4.    Biologis

Efek ini sebenarnya merupakan gabungan antara efek-efek di atas, misalnya panas

menimbulkan dilatasi pembuluh darah. Ultrasonik juga meningkatkan permeabilitas

membran sel dan kapiler serta merangsang aktivitas sel. Otot mengalami paralisis dan sel-sel

hancur, bakteri dan virus dapat pula hancur. Keletihan akan terjadi jika frekuensi ultrasonik

ditingkatkan.

6.  Aplikasi Gelombang Ultrasonik di Bidang Kesehatan

Pemeriksaan bagian dalam tubuh manusia dengan Ultrasonik dinamakan USG

(Ultrasonografi)  merupakan aplikasi gelombang bunyi dalam bidang kedokteran. 

Pemeriksaan dengan menggunakan Ultrasonografi  memanfaatkan sifat gelombang yaitu bisa

dipantulkan termasuk gelombang bunyi. Sebagai contoh aplikasi gelombang bunyi dalam

bidang kedokteran adalah pemeriksaan  janin dan ibu hamil oleh dokter spesialis kandungan 

dan kebidanan.  Dengan  mengamati  layar monitor dokter bisa mengetahui  ukuran janin,

denyut jantung sampai jenis kelamin, maka dokter bisa memonitor pertumbuhan serta

kesehatan janin.

Pemeriksaan dengan Ultrasonografi lebih aman dibandingkan dengan pemeriksaan

menggunakan sinar-x (sinar Rontgen) baik bagi ibu yang mengandung atau bagi janin.

Ultrasonik tidak akan merusak material yang dilewatinya  karena ultrasonik merupakan salah

satu gelombang mekanik sehingga pemeriksaan Ultrasonografi disebut Pengujian tak

merusak (non destructive testing) disingkat  NDT.  Aplikasi gelombang bunyi dalam bidang

kedokteran  yang lain adalah penggunaan ultrasonografi  untuk pemeriksaan kanker pada hati

dan otak.

Kelebihan penggunaan Ultrasonografi dibanding penggunaan sinar x adalah:

Ultrasonografi lebih aman  untuk melihat janin di dalam rahim ibu hamil dibanding sinar x

karena sinar x dapat meng-ionisasi sel hidup

Ultrasonografi dapat digunakan terus menerus untuk melihat pergerakan serta perkembangan

sebuah janin

Ultrasonografi dapat mengukur kedalaman suatu benda di bawah permukaan kulit melalui

selang waktu dipancarkan sampai dipantulkan kembali gelombang ultrasonik. Sedangkan

gambar yang dihasilkan oleh sinax datar tanpa petunjuk jarak letak sebuah benda atau

kedalaman benda.

Ultrasonigrafi mampu mendeteksi perbedaan antar jaringan-jaringan lunak dalam tubuh yang

tidak dapat dilakukan oleh sinar x sehingga mampu menemukan tumor atau gumpalan lunak

di tubuh manusia.

Gelombang ultrasonik dengan intensitas yang sangat tinggi, yaitu 107W/m2, digunakan

untuk diagnosa dan pengolahan seperti menghancurkan jaringan dalam tubuh yang tidak

diinginkan (misalnya tumor atau batu ginjal). Gelombang ultrasonic dapat juga digunakan

untuk terapi, misalnya untuk memberi pemanasan pada bagian tubuh yang luka.

 

7.  Rumus dan Penggunaannya pada Efek Doppler

Ketika kita mendekati sumber bunyi maka frekuensi yang terdengar akan lebih keras.

Sebaliknya jika kita menjauhi sumber bunyi maka frekuensi yang didengar akan lebih kecil.

Peristiwa ini pertama kali dipikirkan oleh fisikawan Austria bernama Christian Andreas

Doppler (1803 – 1855). Dengan demikian peristiwa seperti ini dikenal dengan efek Doppler.

Efek Doppler adalah sebuah peristiwa jika ada sebuah sumber bunyi dan  pendengar yang

bergerak relative satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang didengar

oleh pendengar tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh sumber bunyi.

Maka untuk menentukan berapa besar frekuensi yang didengar oleh pendengar bisa kita

cari dengan persamaan sebagai berikut :

 Fp = V ± Vp / V ± Vs x Fs     Keterangan :

                                                Fp   : Frekuensi pendengar (Hz)

Fs   : Frekuensi sumber bunyi (Hz)

V    : Kecepatan merambatnya gelombang di udara (m/s)

Vp  : Kecepatan pendengar (m/s)

Vs   : Kecepatan sumber bunyi (m/s)

Dari rumus di atas, terdapat beberapa ketentuan penggunaannya (+-) mengenai rumus itu

sendiri, yakni :

      Jika sumber bunyi  bergerak mendekati pendengar maka kecepatan sumber bunyi (Vs)

bernilai negatif (Vs = -), jika bergerak sebaliknya maka bernilai positif (Vs = +)

      Jika pendengar mendekati sumber bunyi maka kecepatan pendengar (Vp) bernilai positif (Vp

= +), jika bergerak sebaliknya maka bernilai negatif (Vp = - )