gelombang ultrasonik

KATA PENGANTAR

Denganmenyebutnama Allah SWT yang MahaPengasihlagiMahaPenyayang, kami panjatkan puja danpujisyukurataskehadirat-Nya, yang telahmelimpahkanrahmat, hidayah, daninayah-Nyakepada kami, sehingga kami dapatmenyelesaikanmakalahtentangPenerapan Gelombang Ultrasonik.

Makalahinitelah kami susundenganmaksimaldanmendapatkanbantuandariberbagaipihaksehinggadapatmemperlancarpembuatanmakalahini.Untukitu kami menyampaikanbanyakterimakasihkepada :

1.      IbuRiski Danik Kusumawati, S.S.T SelakudosenPembimbing kami, yang selalumemberikandorongan, kritikdanmasukankepada kami

2.      Teman-temanAkademiKebidananBaktiUtamaPatiTahunAjaran 2017/2018 yang selalu member semangatdanmotivasikepada kami

Harapan kami semogamakalahinidapatmenambahpengetahuandanpengalamanbagiparapembaca, Untukke-depannyadapatmemperbaikibentukmaupunmenambahisimakalah agar menjadilebihbaiklagi.Kamimenyadaribahwamakalahinibelumlahsempurna.Olehkarenaitu, saran dankritik yang membangundarirekan-rekansangatdibutuhkanuntukpenyempurnaanmakalahini.

                                                                                   

                                               

                                                           

                                                                                   

                                                                                                            Pati,   September 2017

                                                                                                                                          

                                                                                                                        Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ....................................................................................................... 1

DAFTAR ISI ..................................................................................................................... 2

BAB I             :           PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang.......................................................................... 3

B.       Rumusan Masalah..................................................................... 4

C.       Tujuan Pembelajaran................................................................. 4

D.      Manfaat Pembelajaran............................................................... 4

BAB II            :           PEMBAHASAN

A.      Definisi Gelombang Ultrasonik................................................ 5

B.       Prinsip Penggunaan Ultrasonik ................................................ 6

C.       Kegunaan Gelombang Ultrasonik ............................................ 7

BAB III          :           PENUTUP

A.      Kesimpulan............................................................................... 10

B.       Saran......................................................................................... 10

DAFTAR PUSTAKA......................................................................................................... 11

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Di dalam kehidupan sehari-hari kita tidak pernah lepas dari bunyi dan cahaya. Karena kita memiliki alat indera yaitu telinga yang berfungsi untuk mendengar bunyi dan alat indra penglihatan atau mata yang berfungsi untuk melihat atau menangkap cahaya agar kita dapat melihat suatu objek tertentu. Dimana  kedua komponen itu adalah hal yang sangat erat kaitannya dalam keberlangsungan suatu sistem kehidupan. Bunyi dan cahaya tersebut dalam bidang ilmu fisika dikelompokkan sebagai gelombang.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.

B.       Rumusan Masalah

1.    Apa pengertian gelombang ultrasonik?

2.    Bagaimana prinsip penggunaan gelombang ultrasonik?

3.    Apa kegunaan gelombang ultrasonik dalam bidang kedokteran dll?

C.      Tujuan

1.      Mengetahui pengertian gelombang ultrasonik

2.      Memahami prinsip penggunaan gelombang ultrasonik

3.      Mengetahui kegunaan gelombang ultrasonik dalam bidang kedokteran dll

D.      Manfaat pembelajaran

1.      Dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut disini yang digunkan adalah bunyi ultrasonik

2.      Mendeteksi janin dalam rahim, biasanya menggunakan bunyi infrasonik.

3.      Mendeteksi suatu logam dan lain lain.

4.      Dapat digunakan untuk sterilisasi pada pengawetan makanan dalam kaleng  dan sebagainya.

BAB II

PEMBAHASAN

A.      Definisi Gelombang Ultrasonik

 Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bisa didengar oleh telinga manusia, yaitu kira-kira di atas 20 kiloHertz. Hanya beberapa hewan, seperti lumba-lumba menggunakannya untuk komunikasi, sedangkan kelelawar menggunakan gelombang ultrasonik untuk navigasi. Dalam hal ini, gelombang ultrasonik merupakan gelombang ultra (di atas) frekuensi gelombang suara (sonik). Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat, cair dan gas. Reflektivitas dari gelombang ultrasonik ini di permukaan cairan hampir sama dengan permukaan padat, tapi pada tekstil dan busa, maka jenis gelombang ini akan diserap.

Frekuensi yang diasosiasikan dengan gelombang ultrasonik pada aplikasi elektronik dihasilkan oleh getaran elastis dari sebuah kristal kuarsa yang diinduksikan oleh resonans dengan suatu medan listrik bolak-balik yang dipakaikan (efek piezoelektrik). Kadang gelombang ultrasonik menjadi tidak periodik yang disebut derau (noise), dimana dapat dinyatakan sebagai superposisi gelombang-gelombang periodik, tetapi banyaknya komponen adalah sangat besar. Kelebihan gelombang ultrasonik 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 atau hewan. Contoh hewan yang dapat mendengar gelombang Ultrasonik yaitu lumba-lumba, kelelawar, paus dll. Frekuensi dan daya ultrasonic yang dipkai dalam bidang kedokteran menurut kebutuhan, apabila ultrasonic yang digunakan untuk diagnostic maka frekuensi yang digunakan sebesar 1 MHz sampai 5 MHz dengan daya 0,01 W/cm2. Apabila daya ultrasonic ditingkatkan sampai 1 W/cm2 akan dipakai sebagai pengobatan, sedangakan untuk merusakkan jaringan kanker dipakai daya 103 W/cm2.

Adapun beberapa binatang yang dapat mendengar bunyi ultrasonik adalah : kelelawar dan lumba-lumba. Kelelawar memanfaatkan gelombang bunyi ultrasonik sebagai alat untuk mengetahui posisi makanan dan benda-benda pada saat terbang. Sehingga kelelawar dapat terbang tanpa menabrak dan dengan mudah menemukan makanan. Kelelawar mampu menghasilkan gelombang bnyi ultrasonik dengan frekuensi 100.000 Hz.

Lumba-lumba memanfaatkan gelombang bunyi ultrasonik untuk berkomunikasi. Dengan memanfaatkan gelombang bunyi ultrasonik,lumba-lumba dapat saling berkirim pesan walaupun terpisahkan oleh jarak lebih dari 220 km. Dan lumba-lumba pun dapat berkomunikasi untuk menemukan pasangan dan saling mengingatkan akan datangnya bahaya.

B.       Prinsip Penggunaan Ultrasonik

Efek Doppler merupakan dasar penggunanan ultrasonik yaitu terjadi perubahan frekuensi akibat adanya pergerakan pendengar atau sebaliknya dan getaran bunyi yang dikirim ketempat tertentu (ke objek) akan direfleksi ke objek itu sendiri.

Efek Gelombang Ultrasonik

Ultrasonik sama dengan gelombang bunyi hanya saja frekuensi yang sangat tinggi dan mempunyai efek :

a.    Mekanik

Yaitu membentuk emulsi asap atau awan dan disintegrasi beberapa benda padat, dipakai untuk menentukan lokasi batu empedu.

b.    Panas

Nelson Heerich dan Krusen, menunjukan bahwa sebagian ultrasonik mengalami refleksi pada titik yang bersangkutan, sedangkan sebagian lagi pada titik tersebut mengalami perubahan panas. Pada jaringan bisa terjadi pembentukan rongga dengan intensitas yang tinggi.

c.    Kimia

Gelombang ultrasonik menyebabkan proses oksidasi dan terjadi hidrolisis pada ikatan polyester.

d.   Efek Biologis

Efek yang ditimbulkan ultrasonik ini merupakan gabungan dari berbagai efek misalnya akibat pemanasan menimbulkan pelebaran pembuluh darah. Selain itu ultrasonik menyebabkan peeningkatan permeabilitas membran sel dan kapiler serta merangsang aktivitas sel. Sesuai hukum Van’t Hofm (menimbulkan panas) otot mengalami paraliyse dan sel-sel hancur, bakteri, virus dapat mengalami kehancuran. Selain itu menyebabkan keletihan pada tubuh manusia apabila daya ultrasonik ditingkatkan.

C.      Kegunaan Gelombang Ultrasonik

1.    Aplikasi Gelombang Ultrasonik Untuk Kedokteran

a.    Penggunaan ultrasonik sebagai diagnostik

Penggunaan ultrasonik sebagai diagnostik dalam praktik kedokteran merupakan aplikasi yang sangat menarik dari konsep-konsep fisika. Pada bagian ini digunakan teknik pulsa gema yang hampir sama dengan sonar. Pulsa bunyi frekuensi tinggi diarahkan ketubuh, dan pantulannya dari batas atau pertemuan antara organ-organ dan struktur lainnya maupun luka dalam tubuh akan terdeteksi. Teknik ini disebut juga dengan USG (Ultra Sonografi). Dengan menggunakan teknik ini, tumor dan pertumbuhan upnormal lainnya serta gumpalan fluida (udema) dapat dilihat. Kerja katup jantung dan perkembangan janin dapat diperiksa, serta informasi tentang berbagai organ tubuh (otak, jantung, hati, dan ginjal) dapat diperoleh.

Walaupun ultrasonik tidak bisa menggantikan sinar X, untuk diagnosis tertentu, teknik ini lebih membantu. Beberapa jenis jaringan atau fluida tidak terdeteksi di foto sinar X, tetapi bunyi ultra terpantul dari perbatasan jaringan ini. Hasil citra bunyi ultra, anggota tubuh bagian dalam juga bisa diliat secara real time (pada saat itu juga) pada layar monitor. Pada tingkat intensitas rendah yang digunakan diagnosis (<3.10⁴ W/m²), tidak ada laporan mengenai efek yang melawan, sehingga ultrasonik dianggap sebagai metode yang tidak berbahaya untuk memeriksa tubuh.

Teknik pulsa gema untuk pencitraan medis bekerja sebagai berikut : sebuah pulsa singkat dari bunyi ultra dipancarkan oleh sebuah transduser yang akan mengubah pulsa listrik menjadi pulsa gelombang bunyi. Bagian dari pulsa di pantulkan pada berbagai pertemuan permukaan dalam tubuh, dan sebagaian besar (biasanya) akan di teruskan. Pulsa yang dipantulkan terdeteksi oleh transduser yng sama. Transduser tersebut akan merubah pulsa bunyi menjadi pulsa listrik yang kemudian ditampilkan pada layer terminal atau monitor.

(A-scan) ketika diterima oleh transduser, waktu sebanding dengan jarak hambatan garis terputus-putus fertikal memperlihatkan pulsa pantulan yang berhubungan dengan pantulan yang sama.

Kekuatan pulsa pantulan teratama tergantunga pada selisih kerapatan kedua materi dikedua sisi permukaan. Kekuatan ini juga bergantung pada kecepatan bunyi setiap materi, tetapi biasanya mempunyai efek yang kecil karena dalam banyak jaringan kecepatannya berkisar beberapa persen dari rata-rata 1540 m/s. (pengecualian pada tulang: 4000 m/s dan udara : 340 m/s ) pada pertemuan yang melibatkan tulang dan paru-paru, sebagian sisa pulsa yang dipantulkan, sehingga bunyi ultra tidak dapat digunakan untuk memeriksa melewati pertemuan semacam itu.

Yang lebih umum digunakan pada saat ini adalah B- scan (bright scaning), yang dapat digunakan membentuk citra dua dimensi dari penampang lintang tubuh. Pada scan mode B, setiap gema di presentasikan sebagai satu titik, yang posisinya dinyatakan dengan waktu tunda dan kecerahannya bergantung pada kekuatan gema. Transduser digerakan, dan pada setiap posisi transduser mengirimkan pulsa dan menerima gema. Sehingga citra tampak kasar lebih banyak garis memberikan citra yang lebih rinci.

Scan yang lebih cepat bisa di dapat dengan menggunakan serangkaian transduser, atau dengan merotasikan satu transduser sekitar satu titik sehingga transduser melihat keserangkaian arah yang berbeda sepanjang tubuh.

M-scan atau modulation scan merupakan dua metode yang digunakan dalam kaitan untuk memperoleh informasi gerakan alat-alat dengan menggunakan ultrasonik. Misalnya dalam hal mempelajari gerakan jantung dan gerakan vulva, atau teknik DOPPLER yang digunakan untuk mengukur aliran darah. Pada m-scan, aplitude (A) akan dalam keadaan stasioner sedangkan echa gema yang terjadi berupa dot atau titik B scan.

Pada ultrasonography, suatu gambaran yang dikonstruksi dari gelombang-gelombang ultrasonik, diambil dari seorang wanita hamil untuk mengukur ukuran janin, memperkirakan jenis kelamin dan untuk mendeteksikan ketidak normalan. Ultrasonik dapat digunakan dalam metode ini karena selain tidak dapat didengar, untuk panjang gelombang yang lebih pendek, difraksi lebih kecil sehingga berkas gelombang lebih tidak menyebar dan benda yang lebih kecil lebih dapat terdeteksi.

b.    Aplikasi ultrasonik untuk pengobatan

Berdasarkan efek-efek yang ditimbulkan (panas, kimia dan biologis), maka ultrasonik dapat digunakan dalam pengobatan. Ultrasonik memberi efek kenaikan temperatur dan peningkatan tekanan sehingga dapat digunakan untuk terapi fisik, untuk memberikan pemanasan lokal pada otot yang cidera. Efek ini timbul karena jaringan mengabsorbsi energi bunyi sehingga ultrasonik dapat digunakan sebagai diatermi. Intesitas ultrasonik yang dipakai untuk diatermi sebesar 1-10 W/cm² dengan frekuensi sebesar 1 MHz.

Ultrasonik juga digunakan dalam pengobatan Parkinson, namun untuk memfokuskan gelombang bunyi kearah otak masih sangat sulit. Sedangkan pada maniere (maniere diasese) dimana keadaan penderita kehilangan pendengaran dan keseimbangan, apabila diobati dengan ultrasonik dikatakan 95% lebih baik, ultrasonik menghancurkan jaringan dekat teling tengah.

Selain itu, ultrasonik digunakan untuk menghancurkan jaringan ganas (kanker). Sel-sel ganas akan hancur pada beberapa bagian, sedangkan pada daerah lain kadang-kadang menunjukan rangsangan pertumbuhan sehingga pengguanaan untuk masalah ini masih diteliti lebih lanjut.

2.    Aplikasi Gelombang Ultrasonik Pada Bidang industri.

Di bidang industri dapat dimanfaatkan untuk :

a.    mendeteksi keretakan pada logam

b.    meratakan campuran susu agar homogen

c.    meratakan campuran besi dan timah

d.   mensterilisasi makanan yang diawetkan dalam kaleng

e.    membersihkan benda benda yang sangat halus.

f.     dapat juga dimanfaatkan untuk mendeteksi keberadaan mineral maupun minyak bumi yang tersimpan di dalam bumi.

3.    Bidang pertahanan

Dalam bidang pertahanan gelombang ultrasonik dimanfaatkan  :

a.    Sebagai radar atau navigasi.

b.    Digunakan untuk detektor di dalam air. 

c.    Gelombang ultrasonik dipasang pada kapal pemburu untuk mengetahui keberadaan kapal selam.

d.   Gelombang ultrasonik juga dipasang pada kapal selam untuk mengetahui keberadaan kapal yang berada di atas permukaan air. 

e.    untuk mengukur kedalaman palung laut

f.     mendeteksi ranjau, 

g.    menentukan posisi sekelompok ikan.

BAB III

PENUTUP

A.      KESIMPULAN

Dengan demikian Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bisa didengar oleh telinga manusia, yaitu kira-kira di atas 20 kiloHertz. Hanya beberapa hewan, seperti lumba-lumba menggunakannya untuk komunikasi, sedangkan kelelawar menggunakan gelombang ultrasonik untuk navigasi. Dalam hal ini, gelombang ultrasonik merupakan gelombang ultra (di atas) frekuensi gelombang suara (sonik).

Frekuensi yang diasosiasikan dengan gelombang ultrasonik pada aplikasi elektronik dihasilkan oleh getaran elastis dari sebuah kristal kuarsa yang diinduksikan oleh resonans dengan suatu medan listrik bolak-balik yang dipakaikan (efek piezoelektrik). Kadang gelombang ultrasonik menjadi tidak periodik yang disebut derau (noise), dimana dapat dinyatakan sebagai superposisi gelombang-gelombang periodik, tetapi banyaknya komponen adalah sangat besar.

Kelebihan gelombang ultrasonik 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 atau hewan. Contoh hewan yang dapat mendengar gelombang Ultrasonik yaitu lumba-lumba, kelelawar, paus dll.

B.       SARAN

1.    Usahakan dalam pemakaian alat ini tidak dalam area yang memiliki radiasi yang kuat karena akan mengganggu frekuensi dari gelombang ultrasonik ini sehingga terjadi gangguan yang disebut gangguan interverensi frekuensi.

Motor DC yang digunakan sebagai indikator sebaiknya dalam bentuk yang lebih kecil.

DAFTAR PUSTAKA