Makalah ini disusun oleh saya sendiri dengan mengambil beberapa informasi dari banyak sumber. Makalah ini memang banyak kekurangannya tapi setidaknya dapat membantu teman-teman sekalian untuk mengerjakan tugas FISIKA.. Jangan lupa tinggalkan 'KOMENTAR'nya yah..
Semoga bermanfaat..!! :)
KATA
PENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan atas
kehadirat Allah SWT Tuhan yang Maha Esa, berkat karunia dan pertolongannya lah
sehingga Makalah dengan tema PENERAPAN GELOMBANG ULTRASONIK ini dapat
terselesaikan tepat waktu.
Makalah ini disusun berdasarkan referensi dari
beberapa buku dan media internet dengan harapan dapat bermanfaat dan menjadi
pedoman bagi para pembaca sekalian.
Ucapan terima kasih tak lupa saya
tuturkan sebanyak-banyaknya kepada semua pihak yang telah membantu kelancaran
penyusunan makalah ini. Semoga Allah swt membalas segala kebaikan saudara
sekalian.
Penulis menyadari makalah ini masih
banyak kesalahan dan kekurangan, baik dalam penulisan maupun informasi yang
terkandung di dalam makalah ini, mengingat akan kemampuan yang penulis miliki,
oleh karena itu dengan segala
kerendahan dan tangan terbuka penulis
mengharapkan kritik maupun saran yang membangun demi perbaikan dan kesempurnaan
makalah ini sebagai tuntunan agar
makalah ini kedepannya dapat lebih baik lagi.
Akhir kata semoga materi ini dapat
bermanfaat dan menjadi sumbangan pemikiran bagi pihak yang membutuhkan,
khususnya bagi penulis sehingga tujuan yang diharapkan dapat tercapai, Amin.
Maroangin, 01 September 2013
Zulwahyuni Namrullah
BAB I
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Gelombang adalah
getaran yang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak
sinusoide. Selain radiasi elektromagnetik, radiasi gravitasional juga bisa
berjalan lewat vakum, gelombang juga terdapat pada medium (yang karena
perubahan bentuk dapat menghasilkan gaya memulihkan yang lentur) di mana mereka
dapat berjalan dan dapat memindahkan energi dari satu tempat kepada lain tanpa
mengakibatkan partikel medium berpindah secara permanen, yaitu tidak ada
perpindahan secara masal. Malahan, setiap titik khusus berosilasi di sekitar
satu posisi tertentu. Satu gelombang dapat dilihat panjangnya dengan menghitung
jarak antara lembah dan bukit (gelombang tranversal) atau menghitung jarak
antara satu rapatan dengan satu renggangan (gelombang longitudinal).
Gelombang Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal
atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat
perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat
merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara. Sedangkan Gelombang
Cahaya merupakan radiasi gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi mata
manusia. Karena itu, cahaya selain memiliki sifat-sifat gelombang secara umum
misal dispersi, interferensi, difraksi, dan polarisasi, juga memiliki sifat-
sifat gelombang elektromagnetik, yaitu dapat merambat melalui ruang hampa. Satu
gelombang dapat dilihat panjangnya dengan menghitung jarak antara lembah dan
bukit (gelombang tranversal) atau menghitung jarak antara satu rapatan dengan
satu renggangan (gelombang longitudinal). Gelombang transversal adalah
gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah rambatannya. Satu
gelombang terdiri atas satu lembah dan satu bukit, misalnya seperti riak
gelombang air, benang yang digetarkan, dsb.Gelombang logitudinal adalah
gelombang yang merambat dalam arah yang berimpitan dengan arah getaran pada
tiap bagian yang ada.Gelombang air laut saat mendekati pantai akan berubah
panjang gelombangnya.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Mengenai Gelombang Bunyi
Bunyi atau suara
adalah kompresi mekanikal atau gelombang longitudinal yang merambat melalui
medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi,
gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara.
Kebanyakan suara adalah
merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat
dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz)
dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam desibel.Energi
gelombang bunyi diudara adalah osilasi molekul udara yang bervibrasi membentuk
gelombang sepanjang arah perjalanan dengan amplitudo.
Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara
yang bergetar maju-mundur. Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di
beberapa tempat, sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat
lain merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang
bertekanan tinggi dan rendah s ecara bergantian bergerak di udara, menyebar
dari sumber bunyi. Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga
manusia,Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal.
Ultrasonik
adalah bunyi yang tidak dapat di dengar oleh manusia normal karena mempunyai
frekuensi diatas 20.000 Hz. Gelombang inihanya dapat di dengar oleh kelelawar
dan lumba-lumba.
B. Penerapan Gelombang Ultrasonik dalam teknologi
1. Dalam bidang Kesehatan
Ketika
pulsa-pulsa ultrasonic menumbuk sebuah dinding (Gambar ) pulsa-pulsa tersebut
sebagian dipantulkan dan sebagian lagi diteruskan. Pulsa-pulsa dipanultulkan
ketika mengenai suatu perbedaan massa jenis, yaitu pada bidang batas antara
udara dan dinding.
Dalam tubuh manusia, pulsa-pulsa ultrasonic dipantulkan oleh jaringan-jaringan, tulang-tulang, dan cairan tubuh dengan massa jenis berbeda. Membaliknya pulsa-pulsa ultrasonic yang dipancarkan dapat menghasilkan gambar-gambar bagian dalam tubuh yang dijumpai oleh pulsa-pulsa ultrasonic pada layar osiloskop.
Dalam tubuh manusia, pulsa-pulsa ultrasonic dipantulkan oleh jaringan-jaringan, tulang-tulang, dan cairan tubuh dengan massa jenis berbeda. Membaliknya pulsa-pulsa ultrasonic yang dipancarkan dapat menghasilkan gambar-gambar bagian dalam tubuh yang dijumpai oleh pulsa-pulsa ultrasonic pada layar osiloskop.
Pemeriksaan untuk melihat bagian dalam tubuh manusia
dengan menggunakan pulsa-pulsa ultrasonic dinamakan pemeriksaan USG
(ultrasonografi). Sebagai contoh, scaning ultrasonic dilakukan dengan
menggerak-gerakan probe di sekitar kulit perut ibu yang hamil akan menampilkan
gambar sebuah janin di layar monitor (Gambar). Dengan mengamati gambar janin,
dokter dapat memonitor pertumbuhan, perkembangan, dan kesehatan janin. Tidak
seperti pemeriksaan dengan sinar X, pemeriksaan ultrasonikm adalah aman (tak
berisiko), baik bagi ibu maupun janinnya karena pemerikasaan atau pengujian
dengan ultrasonic tidak merusak material yang dilewati, maka disebutlah
pengujian ultrasonic adalah pengujian tak merusak (non destructive testing,
disingkat NDT). Tehnik scanning ultrasonic juga digunakan untuk memeriksa hati
(apakah ada indikasi kanker hati atau tidak) dan otak.
Ultrasonik terutama berguna dalam diagnosa kedokteran
karena beberapa hal, yaitu:
(1) Ultrasonik jauh lebih aman daripada sinar –X, yang dikenal dapat merusak sel karena ionisasi. Ultrasonik lebih aman digunakan untuk melihat janin dalam perut ibu daripada sinar –X.
(1) Ultrasonik jauh lebih aman daripada sinar –X, yang dikenal dapat merusak sel karena ionisasi. Ultrasonik lebih aman digunakan untuk melihat janin dalam perut ibu daripada sinar –X.
(2) Ultrasonik dapat dignakan terus-menerus untuk melihat pergerakan sebuah janin atau lever seseorang, tanpa melukai atau menimbulkan resiko terhadap pasien.
(3) Ultrasonik dapat mengukur
kedalaman suatu benda di bawah permukaan kulit dari selang waktu pulsa
pergi-pulang, sementara gambar yang dihasilkan oleh sinar-X adalah datar, tanpa
ada petunjuk tentang kedalaman.
(4) Ultrasonik dapat mendeteksi perbedaan antara jaringan-jaringan lunak dalam tubuh yang tidak dapat dilakukan oleh sinar-X. Dengan cara ini ultrasonic kadang-kadang mampu menemukan tumor atau gumpalan di dalam tubuh manusia.
·
Ultrasonography (USG).
Ultrasonic digunakan
untuk mengamati cacat cacat dalam jaringan hidup. Sifat reflektif jaringan
normal dan jaringan abnormal cukup jelas untuk dibedakan secara ultrasonic.
Alat diagnosis dengan ultrasonic digunakan untuk menemukan beberapa penyakit
berbahaya di dada/payudara,hati, otak dan beberapa organ lainnya. Pengamatan
ultrasonic pada seorang wanita hamil dapat memperlihatkan janin di uterus.
·
Terapi Medis dengan Bunyi Ultrasonik
Dalam
dunia kedokteran, gelombang
ultrasonic digunakan dalam diagnosa
dan pengobatan. Diagnosa dengan menggunakan
gelombang ultrasonik berupa
USG (ultrasonografi), dapat digunakan untuk mengetahui janin di dalam
kandungan. Pengobatan meliputi
penghancuran jaringan yang tidak
diinginkan dalam tubuh,
misalnya batu ginjal atau
tumor, dengan menggunakan
gelombang ultrasonik
berintensitas tinggi (setinggi
10 7 W/m 2
) yang kemudian difokuskan pada jaringan
yang tidak diinginkan tersebut. Selain itu bunyi ultrasonik juga digunakan
untuk terapi fisik, yaitu
dengan memberikan pemanasan
local pada otot yang
cedera.
2.Dalam bidang industri
·
Reflektoskop
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 pengawetan makanan dalam kaleng dan sebagainya. Penerapan
gelombang ultrasonik dapat dijumpai dalam bentuk pengujian material dan pendeteksian
kerusakan atau keretakan dalam struktur logam dan beton.dengan teknik
memindai ( scanning ) yang menggunakan gelombang bunyi ultrasonic,dapat
diketahui keretakan , cacat atau penipisan yang terjadi dalam material. Suatu
alat yang bernama reflektoskop digunakan untuk mendeteksi cacat yang terkandung
dalam besi tuang. Cacat pada velg ban mobil diperiksa dengan menggunakan alat
ini. Gelombang ultrasonik juga digunakan untuk mempercepat beberapa reaksi
kimia. Getaran kuat pada gelombang ultrasonik juga digunakan untuk menggugurkan
ikatan antara partikel kotoran dan bahan kain serta menggetarkan debu yang
melekat sehingga lepas.
·
Kacamata
Tunanetra
Kacamata
tunanetra dilengkapi dengan pengirim dan penerima ultronik sehingga tunanetra
dapat menduga jarak benda yang ada di dekatnya.
·
Mendeteksi retak-retak pada struktur logam
Untuk mendeteksi retak dalam struktur logam atau beton digunakan
scanning ultrasonic (perhatikan Gambar) inilah yang digunakan untuk memeriksa
retak-retak tersembunyi pada bagian-bagian pesawat terbang, yang nanti bisa
membahayakan penerbangan pesawat. Dalam pemerikasaan rutin , bagian-bagian
penting dari pesawat di-scaning secara ultrasonic. Jika ada retakan dalam
logam, pantulan ultrasonic dari retakan akan dapat dideteksi. Retakan ini
kemudian diperiksa dan segera diatasi sebelum pesawat diperkenankan terbang.
·
Mencuci benda dengan ultrasonic
Beberapa benda seperti berlian dan bagian-bagian mesin, sangat
sukar dibersihkan dengan menggunakan spon kasur atau ditergen keras.
Getaran-getaran frekuensi tinggi dari ultrasonic dapat dimanfaatkan untuk
merontokkan kotoran dari suatu objek. Suatu objek (berlian, komponen-komponen
elektronik atau bagian-bagian mesin) dicelupkan dalam suatu cairan. Gelombang
ultrasonic kemudian dikirim melalui cairan menyebabkan cairan bergetar dengan
sangat kuat. Getaran cairan akan merontokkan kotoran yang menempel pada objek
tanpa harus menggosok kotoran itu dengan keras.
·
Survei Geofisika
Suatu gempakan Bumi atau ledakan dasyat membangkitkan
gelombang-gelombang bunyi yang dapat menempuh perjalanan yang sangat jauh
melalui Bumi. Jika getaran-getaran ini dicatat oleh seismograf di berbagai
tempat di permukaan Bumi, catatan-catatan ini dapat digunakan untuk mendeteksi,
menemukan lokasi, dan mengklasikasikan gangguan-ganguan atau untuk memberikan
informasikan tentang struktur Bumi. Pemantulan gelombang-gelombang bunyi ketika
melalui lapisan-lapisan batuan Bumi dapat digunakan oleh ahli geofisika bersama
ahli geologi untuk mendeteksi lapisan-lapisan batuan yang mengandung
endapan-endapan minyak atau mineral-mineral berharga.
·
Kamera
Pernahkah anda menggunakan kamera yang dapat mengatur
fokusnya secara otomatis. Kamera seperti ini pasti menggunakan SONAR.
Gelombang-gelombang ultrasonik dikirim oleh kamera menuju objek yang akan
difoto setelah gelombang dipantulkan kamera dapat mengetahui jarak objek
sehingga secara otomatis kamera mengatur fokos sesuai jarak objek
tersebut.
3. Dalam bidang kelautan
Kita telah
mengetahui bahwa tehnik pantulan bunyi ultrasonic yang dikirim oleh kelelawar
untuk menentukan navigasi di sekitar kegelapan goa tempat tinggalnya dengan
menggunakan gema (bunyi pantul) ultrasonic. Pantulan bunyi untuk navigasi ini
dikenal dengan istilah SONAR (Sound Navigation and Ranging).
·
Sonar
Dapat digunakan untuk
mengukur kedalaman laut disini yang digunakan adalah bunyi ultrasonik. SONAR
menghasilkan gelombang suara yang dikirim dari suatu piranti yang dipantulakan
kembali oleh dasar samudra. Alat ini juga digunakan untuk menentukan letak suatu
benda yang berada dibawah permukaan laut. Prinsip kerja SONAR berdasarkan
prinsip pemantulan gelombang ultrasonik. Alat ini diperkenalkan pertama kali
oleh Paul Langenvin, seorang ilmuwan dari Prancis pada tahun 1914. Pada saat
itu Paul dan pembantunya membuat alat yang dapat mengirim pancaran kuat
gelombang bunyi berfrekuensi tinggi (ultrasonik) melalui air.
Pada dasarnya SONAR
memiliki dua bagian alat yang memancarkan gelombang ultrasonik yang disebut
transmiter (emiter) dan alat yang dapat mendeteksi datangnya gelombang pantul
(gema) yang disebut sensor (reciver). Gelombang ultrasonik dipancarkan
oleh transmiter (pemancar) yang diarahkan ke sasaran, kemudian akan dipantulkan
kembali dan ditangkap oleh pesawat penerima (reciver).
Dengan mengukur waktu
yang diperlukan dari gelombang dipancarkan sampai gelombang diterima lagi, maka
dapat diketahui jarak yang ditentukan. Untuk mengukur kedalaman laut, SONAR
diletakkan di bawah kapal. Dengan pancaran ultrasonik diarahkan lurus ke
dasar laut, dalamnya air dapat dihitung dari panjang waktu antara pancaran yang
turun dan naik setelah digemakan.
Banyak sekali
teknologi yang memanfaatkan gelombang bunyi dan gelombang cahaya. Sebagai
contoh : teknologi sederhana yang dilakukan oleh nelayan tradisional di perairan
laut jawa, yang biasa mereka sebut dengan telpon ikan. Yaitu mendeteksi
keberadaan ikan dengan mendengarkan suara-suara melalui dayung mereka. Tetapi
karena gelombang bunyi audible (20 Hz-20.000 Hz) ini luas sekali jelajahnya,
dan banyak sumber-sumber gangguannya, maka orang lebih cenderung menggunakan
gelombang bunyi ultra (ultrasonic ) dengan frekuensi > 20.000 Hz, gelombang
suara yang telah dirubah menjadi signal listrik akan memodulasi gel cahaya. Dan
gelombang cahaya ini yang disalurkan melalui serat optik menuju ke penerima.
Dengan teknologi ini, pengiriman signal komunikasi menjadi lebih tahan gangguan
luar.
·
memanggil ikan
Alat yang
digunakan berupa speaker getar yang dicelupkan ke dalam air atau dipasang pada
bagian lambung bawah kapal untuk menarik perhatian ikan, misalnya untuk
memanggil ikan paus.
Selanjutnya pemanfaatan gelombang tidak hanya terpaku pada gelombang bunyi,
namun juga seperti gelombang cahaya. Contoh sederhana pemanfaatan gelombang
cahaya adalah nelayan pada saat menangkapp ikan pada malam hari menggunakan
lampu petromak untuk menarik perhatian ikan. Gelombang cahaya dari petromak itu
yang menarik ikan kecil untuk berkumpul di sekitar sumber cahaya.
Pemanfaatan gelombang
di sektor yang lebih modern ialah pada sonar yang umumnya ada pada kapal selam
untuk mengetahui lingkungan sekitarnya. Selain itu juga gelombang (ultrasonik)
digunakan untuk menemukan gerombolan ikan pada kapal penangkap ikan yang
dihubungkan dengan GPS.
BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Gelombang adalah
getaran yang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak
sinusoide. Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang
longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat
berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di
dalam air, batu bara, atau udara.
Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara
murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi
yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan
pengukuran dalam desibel. Gelombang Ultrasonik adalah bunyi yang tidak dapat di
dengar oleh manusia normal karena mempunyai frekuensi diatas 20.000 Hz.
Gelombang inihanya dapat di dengar oleh kelelawar dan lumba-lumba.
B. SARAN
Semoga
makalah ini dapat berguna dan di pergunakan sebaik mungkin serta dapat menambah
wawasan pembaca mengenai penerapan gelombang ultrasonik. Penulis berharap
dengan segala kerendahan dan tangan terbuka ,menerima kritik dan saran yang
membangun dari pembaca sekalian agar makalah ini kedepannya dapat lebih baik
lagi. Sekian, Terima Kasih.
