Australia Indonesia Partnership for Health Systems Strengthening(AIPHSS)

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Tenaga KesehatanBadan Pengembangan dan Pemberdayaan Sumber Daya Manusia

Jakarta 2015

FISIKA DAN BIOLOGI

H. Washudi

Fisika

KEGIATAN BELAJAR 3BIO AKUSTIK DALAM SITEM PENDENGARAN

SEMESTER 1

MODUL 3

Modul Pendidikan Jarak Jauh, Pendidikan Tinggi Kesehatan

2

KegiatanBelajar 2

Bio Akustik dalam Sitem Pendengaran

Tujuan Pembelajaran Umum

Tujuan Pembelajaran Khusus

Setelah menyelesaikan kegiatan belajar 3, diharapkan Anda dapat: memahami bioakustik dan pendengaran manusia sebagai dasar dalam penerapan praktek keperawatan.

Setelah menyelesaikan kegiatan belajar 1, diharapkan Anda dapat :1. Menjelaskan pengertian Gelombang bunyi.2. Menjelaskan sumber, frekuensi, intensitas bunyi.3. Menjelaskan efek doppler4. Menjelaskan pendengaran dan suara manusia5. Menjelaskan alat kesehatan

Pada kegiatan belajar 2 ini akan dibahas tentang bioakustik dan hal yang terkait didalamnya. Bioakustik sangat penting dalam memahami fungsi pendengaran manusia, bagaimana mengatasi gangguan pendengaran, serta alat abntu yang bekerja berdasarkan frekuensi suara atau bunyi.

Pokok-Pokok Materi

Modul Pendidikan Jarak Jauh, Pendidikan Tinggi Kesehatan

3

UraianMateri

1. Gelombang bunyi

cepat rambatnya tergantung pada besaran permukaan cairan.– Gelombang elektromagnetik yaitu gelombang yang cepat rambatnya tegantung pada

besaran listrik dan magnetik.• Hubunganantarafrekuensi(f),panjanggelombang(λ)dankecepatanrambat(v)adalah:v=λ.f• Pembahasanmengenaibioakustikaeratkaitannyadenganbunyi.Bunyimerupakansalahsatu

fenomenadarigelombangmekanik.Bunyiadalahsejenisgelombangyangberasaldarisumbergetaran mekanik yang dapat menjalar pada medium padat cair atau gas.

• Gelombangdapatmengalamiinterferensi, interaksisalingmempengaruhiantara2ataulebihgelombang. Apabila interferensi yang terjadi saling menguatkan disebut interferensi konstruktif, sedangkaninterferensisalingmelemahkandisebutinterferensidestruktif.

• Gelombangmekanik,khususnyabunyi,dapatmengalamidifraksi.Gelombangdapatmembelokdalam penjalarannya apabila mengalami hambatan pada lintasanya. Contoh : kita dapatmendengar suara seseorang, padahal kita tidak dapatmelihat orang tersebut yang beradadi ruangan lain yang hanya dibatasi oleh sekat. Gelombang dapat mengalami refleksi ataupemantulanapabiladalampenjalarannyamengalamihambatan.

• Sebuah gelombang dengan frekuensi tertentu, apabila didekatnya terdapat sebuah objekmemiliki frekuensi alami yang sama dengan gelombang tersebut, maka objek tersebut akan ikut bergetar. Peristiwa ini disebut resonansi

• Gelombangadalahsuatufenomenaperambatangangguan(energi).• Gelombangadalahgangguansifat fisis suatumediumyangmerambatmenurut tempatdan

waktu, dimana medium tidak bergerak.• Pada penjalarannya memerlukan suatu materi yang disebut medium.• Berdasarkanarahrambat,gelombangdibedakanmenjadi Gelombang Longitudinal Gelombangyangarahgetarsejajararahrambatnya. Contoh:gelombangbunyi,gelombangpegas

Gambar 3.1 Contoh Gelombang Longitudinal

Gelombang Transversal Gelombangyangarahgetartegaklurusarahrambatnya. Contoh:geltali,gelpermukaanair.• Berdasarkanmekanismenya,gelombangdibagimenjadi:

– Gelombang mekanis yaitu gelombang yang cepat rambatnya tergantung pada besaran mekanik.

– Gelombang elastik yaitu gelombang yang cepat rambatnya tergantung pada besaran-besaran elastisitas.

– Gelombang permukaan dalam zat cait yaitu gelombang yang

Gambar 3.2 : Gelombang Air, contoh gelombang tranversal

4

Modul Pendidikan Jarak Jauh, Jenjang Diploma 3 Program Studi Keperawatan

• Halhalyangberkaitandengangelombangbunyi:- Berdasarkan pengamatan ternyata di udara gelombang bunyimerambat secara rapatan

danrenggangan,sehinggadapatdikatakanbahwagelombangbunyitermasukgelombanglongitudinal

- Suara seorang wanita umumnya tinggi sedangkan pria parau, karena frekuensi suara yang dihasilkanwanitalebihtinggidaripadapria.

- Tinggitidaknyabunyiditentukanolehfrekuensinya,semakintinggifrekuensisumberbunyisemakin tinggi bunyinya.

- Kuatataulemahnyabunyiditentukanolehamplitudonya.Bilaamplitudogelombangbesarmakabunyiterdengarkuat,sedangkanbilaamplitudokecilbunyiterdengarlemah.

- Pelayangan (layangan bunyi) adalah gejalamengeras danmelunaknya bunyi yang terjadisecara teratur karena interferensi dua nada yang frekuensinya berbeda sedikit. Satu layangan adalahgejalaterjadinyaduapengerasanbunyiyangberurutan,keras–lemah–keras.

2. frekuensi, intensitas bunyi• Gelombangbunyiatausuaradibagiatastigadaerahyaitu:

- Infrasonik,memilikifrekuensidibawah20Hz.(getarantanah,gempabumi)- Sonik, suara yangdapat didengar olehmanusia normal,memiliki frekuensi antara 20Hz

sampai20kHz.- Ultrasonik, frekuensidiatas20kHz.Gelombangultrasonickmerupakangelombangbunyi

yangdipancarkanolehkelelawarsebagairadar.• Intensitas gelombang besarnya energi yang dibawa gelombang/satuan waktu/satuan luas • Intensitasbunyimerupakan jumlahenergibunyi yangmenembus tegak lurusbidang seluas

satu satuan luas tiap detik I =P/AI =intensitasbunyi(watt/m2atauwatt/cm2)A=luasbidang(m2ataucm2)P =dayabunyi(watt)

3. Efek doppler• Salah satu fenomena unik dalam

akustikaadalahefekDoppler.• Frekuensi yang diterima pendengar

lebihbesardaripadafrekuensisumberjika pendengar dan sumber saling mendekat, demikian juga sebaliknya akan lebih kecil jika pendengar dansumbersalingmenjauh.

• Jika suatu sumber bunyi mempunyai frekuensi fs bergerak dengan kecepatan vs maka frekuensi (fp) yang didengarolehseseorangyangbergerakdengankecepatanvp:

• EfekDoppler inidapatdigunakanuntukmenghitungkecepatansebuahobjekyangbergerakdengan mengukur pergeseran frekuensi antara frekuensi yang dipancarkan dengan frekuensi hasilpemantulanpadaobyekyangakandiukur.

Gambar3.3 : Ilustrasi Efek Doppler

Modul Pendidikan Jarak Jauh, Pendidikan Tinggi Kesehatan

5

4. Pendengaran dan Suara manusiaPendengaran• Alat untuk mengukur daya pendengaran disebut

audiometer. Hasil pengukuran daya pendengaran disebut audiogram. Audiometer menghasilkan suaradengan frekuensi dan intensitas tertentu yang akan diberikan kepada masing masing telinga pasien untuk menentukan batas pendengarannya. Sedangkan alat ukurbunyidisebutsoundlevelmeter.

• Bunyidapatdidengarolehtelingakitakarenagelombangsuaraditangkapolehdauntelingayangberfungsisebagaiantena, kemudian setelah ditangkap telinga akhirnyaakanmenggetarkangendang telinga.Kehilangan fungsipendengarandibagidalam2jenis,yaitu:

adanyakekentalancairanmakaakanterjadipelemahan.Diantaraduakanaliniterdapatkanalyang disebut sebagai cochlear duct. Pada membran yang memisahkan cochlear duct daritympaniccanal(membranbasilar),disebutorganofCorti,terdapatsekitar30.000ujungsaraf.Saat gelombang tekanan merambat melewati tympanic canal, akan terjadi riak gelombang pada membranbasilardanorganofCorti,terjaditransferenergidalambentukpulsalistrikkemudiandikirim ke otak melalui syaraf.

Suara• Suaramanusianormalketikaberbicaramerupakanhasilmodulasiudara,mulaidariparuparu

udara didorong menggetarkan pita suara, udara akhirnya keluar melalui mulut dan sedikitmelaluihidung.Frekuensisuarawanitalebihtinggidaripadasuaralakilakikarenapitasuaralaki

Gambar 3.4 : Audiometer

• Kehilanganyangbersifatkonduktif,kerusakanfisikpadastrukturyangmengirimkanbunyiketelinga bagian dalam.

• Kehilangan pendengaran yang bersifat karena neural atau biasa disebut sensorineural,kerusakanpadacochleaatausyarafyangmengirimkaninformasikeotak.

Gambar 3.5 : Ilustrasi Bagian Dalam Telinga

• Ketika masuk ke dalam telinga, gelombang bunyi menekan gendang telinga sehingga dapat gendangtelinga diibaratkan mendapat beban. Dengan bekal pengetahuan prinsipdasar tekanan dan momen gaya selanjutnya dapat dibayangkan bahwa tekanan ini diteruskandengan bertumpu pada satu titik tumpuagarsampaikeovalwindow.Getaran suara merambat dari dari ovalwindowkevestibularcanaldankembali ke tympanic canal. Akibat

lakilebihberatdanlebihpanjangdaripadawanita.Suara adalah suatu metode utama komunikasidan memberikan kita kesenangan dalam bentuk music. Polusi suara atau bising yang tingkatannya mengganggu merupakan masalah yang nyatadalam dunia modern. Tingkat kebisingan di tempat kerjan dipantau oleh Occupational Safety andHealthAdminitration(OSHA).Batasnyaditetapkansebesar85desibel(dB)untuk8jampenggunaan

Gambar 3.6 : frekuensi suawa wanita lebih tinggi dari laki-laki

6

Modul Pendidikan Jarak Jauh, Jenjang Diploma 3 Program Studi Keperawatan

5. Alat KesehatanPemanfaatan gelombang bunyi dalam dalam bidang

kesehatan berupa pemanfaatan untuk diagnosadan terapi.

a. Metodaperkusi, padametoda ini tubuhdianggapsebagai gendang penghasil bunyi. Metoda inimerupakanmetodayangpalingsederhanadandanpalingkonvensional.Contoh:menepukperutketikaperut kembung atau masuk angin.

b. Stetoskop• Bagian mangkuk terbuka stetoskop ditempelkan

padatubuhuntukmengumpulkandanmengambilgelombang suara.

• Gelombang suara dilewatkan oleh saluran udarahinggasampaipadatelinga.

• Mangkuktertutupditutupolehmembrantipisyangmemilikifrekuensiresonansi.• Makintegangmembransemakintinggifrekuensiresonansinyasehinggajangkauansuarayang

ditangkap akan semakin tinggi.• Frekuensinyabiasanyaagaktinggihinggadapatmendengarkansuaraparuparu.Suarajantung

frekuensinya lebih rendah daripada suara paru paru dan masih dapat didengarkan olehstateskop.

• Kulit yang dikurung berfungsi sebagai membran bagi mangkuk terbuka.c. Ultrasosnografi• Peralatan ultrasonik memiliki transduser yang dapat

mengirimkan gelombang suara sekaligus menerima hasilpantulan gelombang suara tersebut.

• EfekDoplermerupakandasarpenggunaanultrasonikyaituterjasi perubahan frekuensi akibat adanya pergerakkanpendengar atau sebaliknya

• Transduser dilekatkan rapat rapat pada kulit dengan melapiskanpastadiantaratransduserdengankulittubuh.

• Getaran bunyi yang dikirim ke tempat tertentu (objek) akan direfleksikeobjekitusendiri

• Hasilpengukurankemudianditeruskankepenguatlistrikdanditangkapolehosiloskop.• Hampirsemuabagian tubuhdapatdiperiksadenganmenggunakanUSGdantidakadaefek

sampingyangberbahayabagitubuhmanusia,sehinggausgmerupakanmetodepemeriksaanyang paling aman jika diabndingkan dengan rontgen.

Gambar 3.6 : Steteskop memanfaatkan prinsip gelom-bang bunyi

Gambar 3.7 :ultrasonografi

Modul Pendidikan Jarak Jauh, Pendidikan Tinggi Kesehatan

7

1. Bunyimerupakan gelombang longitudinal yang bergerak searahdengan arah rambatannya.Intensitas bunyi dan suara bergantung pada amplitude, sedangkan tinggi rendahnya suarabergantung pada frekuensi suara.

2. Bunyidapatdimanfaatkanuntukmembantumemeriksakondisikesehatanseseorang,baikitumenggunakan alat ataupun tidak.

3. alatyangdigunakandalamduniakesehatanberasakanefekDopplersepertiUltraSonoGrafi4. Pendengaran manusia dapat terganggu dan tidak dapat mendengar bunyi atau bunyi tidak dapat

masuk atau diproses dengan baik. Kondisi seperti ini memerlukan alat bantu pendengaran.

Rangkuman

1. LakukanPerkusi padaperut salah satu kawan, dan catat perbedaanbunyi padaperut ataskanan/kirisertaperutbawahkanan/kiri

2. lakukan auskultasi dengan menggunakan stetoskop pada jantung, paru-paru dan perut,kemudiancatatadakahsuarayangdidengardanjelaskankarakteristiksuaranya.

3. CarihasilUSGorgantubuhmanusia,kemudian jelaskankira-kiraapayangdapatdilihatdarihasiltersebut.

TugasMandiri

Hak Cipta Kementrian Republik Indonesia Bekerjasama DenganAustralia Indonesia for Health Systems Strengthening (AIPHSS)

2015