cahaya dan bunyi

CAHAYA DAN BUNYIDALAM AIR LAUT

Kelompok 4:Said Muksin (A1A509205)Nur Latiffah (A1A509207)

Fitriana Odise Budiarty (A1A509209)Pratiwi (A1A509210)

Khairul Adyatma (A1A509219)Nani Agustina (A1A509259)Agus Asnawi (A1A509260)

Muzwar Elfandani (A1A509264)

CAHAYA BAWAH AIR

• Cahaya adalah bentuk radiasi elektromagnetik yang bergerak dengan kecepatan yang mendekati 3 X 108 ms-1 dalam ruang hampa (berkurang menjadi 2,2 X 108 ms-1 dalam air laut). Oseanografer tertarik pada cahaya bawah air dalam konteks penglihatan dan fotosintesis.

Iluminasi dan Penglihatan

• Di zona fotik dan bagian atas zona afotik, benda-benda di dalam laut diterangi oleh sinar matahari (atau cahaya bulan) yang intensitasnya berkurang secara eksponensial terhadap kedalaman karena diatenuasi oleh penyerapan dan penyebaran

Downwelling irradiance terdifusi yaitu tanpa arah karena penyinaran cahaya pada suatu objek di bawah air tidak mengambil jalur terpendek dari permukaan laut; dan cahaya tersebar jauh dari objek dan ke arahnya (a). Supaya objek terlihat, sinar yang keluar dari objek harus secara langsung karena bayangan yang coherent hanya terbentuk jika cahaya langsung dari objek ke mata atau kamera (b).

Iluminasi dan penglihatan bawah air. Semakin keruh air maka semakin besar atenuasi cahaya akibat penyerapan dan sebaran dan semakin kurang iluminasi pada kedalaman tertentu, semakin pendek jarak objek yang dapat dilihat. (The Open University,1995).

Visibilitas Bawah Air: Melihat dan Dilihat

• Visibilitas adalah mengenai kontras. Suatu objek dapat terlihat karena mempunyai warna yang berbeda dengan latar belakangnya atau berbeda kecerahan (atau keduanya).

• Di tingkat sinar yang lebih rendah beberapa dunia bawah air, mata hewan yang dapat membedakan warna dalam keadaan normal harus menggunakan sel penglihatan malam yang lebih sensitif karena semuanya terlihat abu-abu.

Pengukuran

• Alat yang digunakan untuk pengukuran cahaya bawah air terbagi dalam 3 kategori:

1. Beam transmissometer mengukur atenuasi cahaya paralel (eollimated) dari sumber intensitas yang diketahui dalam jarak tetap.

2. Irradiance meter menerima cahaya datang dari semua arah.

3. Turbiditas meter atau nephelometer mengukur langsung penyebaran dalam air.

Warna di Laut

• Hewan merah terlihat merah karena merefleksikan sinar merah dan satu-satunya sinar yang ada dari downwelling irradiance di zona ‘twilight’ adalah biru-hijau.

• Pigmen karotenoid yang memberikan warna merah mempunyai penyerapan maksimum dalam panjang gelombang yang diemisi oleh kebanyakan organ-organ bioluminescent (fotofors). Ini berarti bahwa ikan merah tidak akan terlihat dalam ‘headlamp’ yang menggunakan organ sinar untuk mengiluminasikan mangsa seperti Diaphus.

• Air laut yang tidak produktif membawa sedikit atau tidak ada alga atau substan kuning. Karena itu ‘air tawar berwarna biru’. Warna biru kadang- kadang disebut ‘warna padang pasir’ lautan dan merupakan ciri khas kebanyakan air tropis.

• Pada air yang produktif, warna merahdiserap oleh air dan warna biru diserap oleh substan kuning. Akibatnya ‘laut-hijau’, yaitu warna khas air produktif lintang tengah.

Radiasi Elektromagnetik dan Remote Sensing Lautan

• Remote sensing pasif menggunakan panjang gelombang visibel dan dekat infra merah yang direfleksikan dan juga radiasi panjang gelombang infra merah yang lebih panjang dan radiasi gelombang micro untuk memperoleh informasi tentang warna (dan produksi biologi dan kekeruhan), temperatur dan tutupan es di permukaan lautan.

• Remote sensing aktif melibatkan transmisi pulsa microwave (radar) dari pesawat terbang atau satelit pada panjang gelombang beberapa cm, yang kemudian diikuti dengan pengukuran dan analisis sinyal yang direfleksikan oleh permukaan.

• Seperti diketahui bahwa radiasi elektromagnetik hanya mampu melewati air dalam jarak yang pendek sehingga remote sensing dan fotografi aerial memberikan informasi langsung hanya mengenai air di permukaan dan dekat permukaan tergantung panjang gelombang. ditambah lagi gelombang dan pola ripple dapat bervariasi berdasarkan batimetri yang kadang-kadang diperoleh dari citra radar.

BUNYI BAWAH AIR

• bunyi adalah bentuk tekanan gelombang dan terbentuk oleh vibrasi yang menghasilkan zona-zona alternatif kompresi (molekul- molekul saling merapat) dan rarefaksi (molekul-molekul saling menjauh). Semua bunyi hasil vibrasi (contohnya : vibrasi membran pembesar suara atau vibrasi bunyi hewan laut-dalam). Gelombang- gelombang bunyi tidak sinusoidal seperti yang kita ketahui sebagai gelombang normal, tetapi tekanan akustik naik dan turun secara sinusoidal.

Karakteristik Utama Gelombang Bunyi di Lautan

• Panjang gelombang energi akustik di laut berkisar antara 50 m dan 1 mm. Ambil kecepatan bunyi dalam air laut sebesar 1500 ms-1, ini berhubungan terhadap frekuensi dari 30 Hz hingga 1,5 MHz. (sebagai perbandingan, frekuensi bunyi di atas 20kHz tidak dapat didengar oleh telinga manusia normal.)

Laju Bunyi: Refraksi dan Jalur Bunyi

• Laju, c, gelombang kompresional diberikan oleh:

• Axial modulus materi adalah pengukuran elastisitas dalam konteks kemampuan untuk memperoleh bentuk asli mengikuti kompresi dan resistan terhadap kompresi tersebut; jadi, axial modulus air lebih besar dari udara.

• Axial modulus dan densitas air laut tergantung pada temperatur, salinitas dan tekanan sehingga c menjadi fungsi yang agak kompleks dari tiga variabel dalam lautan.

• Penambahan pada kedalaman 100 m akan menghasilkan penambahan tekanan sebesar 10 atmosfer (106 N m-2), dan pengaruhnya adalah penambahan c sebesar 1,8 ms-1.

• Rumus empiris untuk laju bunyi dalam air laut dengan kisaran temperatur 60C-170C adalah:

dimana T dan S adalah temperatur dan salinitas dan d adalah kedalaman (meter) dengan tekanan yang sesuai.

c = 1410 + 4,21T – 0,037T2 + 1,14S + 0,018d

Penggunaan Energi Akustik dalam Lautan

• Kerugian utama dalam menggunakan gelombang bunyi dibandingkan gelombang cahaya adalah gelombangnya lebih besar (frekuensi rendah) yang berarti resolusinya kurang; yaitu objek yang kecil yang dapat dibedakan (kira-kira tiga panjang gelombang) terlihat sangat besar.

Aplikasi Energi Akustik di Lautan

1. Sistem akustik pasif: Melibatkan penggunaan alat-alat penerimaan, hidropon, untuk mendengar bunyi yang ada seperti yang diemisikan oleh ikan-ikan paus, ikan, atau kapal selam.

2. Sonar (Sound Navigation And Ranging): Berupa sinyal akustik yang diemisikan dan refleksi yang diterima dari objek dalam air (seperti ikan atau kapal selam) atau dari dasar laut.

3. Telemetry dan Tracking: Lokasi dapat dikenali dan objek dilacak di laut jika dilengkapi dengan peralatan transmisi akustik.

4. Pengukuran arus: Bunyi dapat digunakan untuk mengukur kecepatan arus dengan mengeksploitasi Doppler effect dimana frekuensi bunyi yang diukur dipengaruhi oleh gerakan relatif antara sumber akustik dan titik pengukuran.

Terima Kasih….