BIOKUSTIK

BIOAKUSTIKAkustik membahas segala hal yang

berhubungan dengan bunyi,

Bioakustik membahas bunyi yang berhubungan dengan makhluk hidup, terutama manusia.

Bahasan bioakustik: proses pendengaran dan instrumen bunyi

Dalam fisika, Bunyi atau suara adalah gelombang longitudinal yang merambat melalui medium, yang dihasilkan oleh getaran mekanis dan merupakan hasil perambatan energi. medium baik padat, cair maupun gas.

Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang tidak pernah merambat melainkan 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.

Frekuensi, kecepatan dan panjang gelombang bunyi

Bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar. Berdasarkan frekuensinya, getaran digolongkan menjadi 3, yaitu:Infrasonik (frekuensi <20 Hz)

Tak tertangkap oleh indera pendengar manusia, misalnya getaran gempa, tanah longsor dan sebagainya.Audiosonik (frekuensi 20 Hz sampai dengan 20.000 Hz).

Tertangkap oleh indera pendengar manusia, misalnya suara pembicaraan, suara lonceng dan sebagainya.Ultrasonik (frekuensi >20.000 Hz).

Tak tertangkap oleh indera pendengar manusia, misalnya getaran yang dihasilkan oleh magnet listrik, getaran kristal piezo elektrik yang digunakan beberapa instrumen kedokteran (USG, diatermi dll).

V = .f

V = kecepatan perambatan bunyi dalam meter per sekon (m/s)

= panjang gelombang dalam meter (m)

f = frekuensi dalam Hertz (Hz)

Jika suara di udara memiliki kecepatan perambatan 340 m/s, dan frekuensinya 20 Hz, berapakah panjang gelombang bunyi tersebut?

Diketahui: v = 340 m/s, f = 20 Hz. Ditanyakan: .Jawab:. = v/f = 340 m/s : 20 Hz = 17 m

Kecepatan bunyi di udara adalah 340 m/s.

Jika sesuatu memiliki kecepatan melampaui kecepatan suara di udara ini, disebut sebagai supersonik.

Contohnya adalah pesawat supersonik dengan kecepatan 2000 kilometer perjam.

Efek Dopler:  

Frekuensi bunyi berubah akibat perubahan jarak sumber bunyi-pendengar. 

Formula frekuensi sekarang adalah:Untuk sumber bunyi mendekati pendengar:  f = fo . v/(v-c)Untuk sumber bunyi menjauhi pendengar: f = fo . v/(v+c)

Keterangan:f = frekuensi sekarangfo = frekuensi bunyi mula-mulav = kecepatan perambatan bunyi di udara (340 m/s)c = kecepatan gerakan sumber bunyi atau pendengar

Pendengar 2

Pendengar 1

Formula frekuensi sekarang adalah:Untuk pendengar mendekati sumber bunyi :  f = fo . (v+c)/vUntuk pendengar menjauhi sumber bunyi :  f = fo . (v-c)/v

Keterangan:f = frekuensi sekarangfo = frekuensi bunyi mula-mulav = kecepatan perambatan bunyi di udara (340 m/s)c = kecepatan gerakan sumber bunyi atau pendengar

Pendengar 2

Pendengar 1

Ambulans mengeluarkan bunyi sirine dengan frekuensi 1000 Hz dengan kecepatan 72 km/jam mendekati pendengar 1 dan meninggalkan pendengar 2. 

Hitunglah frekuensi bunyi sekarang yang didengar oleh pendengar 1 dan pendengar 2!Diketahui: f  = 72 km/jam = (72 x 1000)/3600 m/s = 20 m/sv = 340 m/sfo = 1000 HzDitanyakan: f untuk pendengar 1 (f1) dan f untuk pendengar 2 (f2)Jawab:f1 = fo . v/(v-c)   = 1000 . 340/(340-20)   = 1062,5 Hz f2 = fo . v/(v-c)   = 1000 . 340/(340+20)   = 944 Hz

Telinga dan proses pendengaran Organ yang berperan menerima getaran suara

Getaran tergolong sebagai energi mekanik

Energi mekanik ini diterima dan diolah di dalam telinga, lalu diubah menjadi energi listrik setelah diterima oleh reseptor saraf sensorik di organon korti telinga dalam

Proses pengolahan suara oleh telinga:1. Pada telinga luar

Aurikel (daun telinga) mengumpulkan gelombang suara untuk diteruskan ke liang telinga. Bandingkan bentuk corong daun telinga dengan stetoskop serta bandingkan pula fungsinya.

Meatus akustikus eksternus (liang telinga luar) yang areanya lebih sempit akan meningkatkan intensitas suara dan diteruskan menuju telinga tengah. Bandingkan pula bentuk dan struktur liang telinga dengan stetoskop tadi.

Membrana timpani (gendang telinga) sebagai pembatas telinga luar dan telinga tengah digetarkan dan menguatkan suara. Luas membrana timpani kira-kira 51 mm2.

2. Pada telinga tengah

Tulang-tulang pendengaran (malleus, inkus dan stapes) menguatkan suara dengan mekanisme gaya ungkit dan melanjutkannya menuju pembatas telinga dalam yaitu foramen ovale. 

Efek dari gaya ungkit tulang pendengaran terhadap getaran suara adalah 1,3 kali. Cermati bahwa tulang-tulang pendengaran berawal dari membran timpani seluas 51 mm2 dan berakhir pada foramen ovale dengan luas kira-kira 3 mm2. Dengan demikian getaran suara yang masuk ke dalam telinga mengalami amplifikasi sebesar:   51/3 x 1,3 = 22 kali

3. Pada telinga dalam

Telinga dalam: kokhlea (rumah siput) dan duktus semisirkularis (saluran setengah lingkaran). 

Di dalam kokhlea terdapat 3 saluran: skala vestibuli dan skala timpani yang berisi cairan perilimfe, yang akan bergetar meneruskan getaran dari foramen ovale. Selanjutnya getaran ini akan menggetarkan cairan endolimfe dan organ korti di skala ketiga (skala media). 

Organ korti merupakan sel-sel rambut sebagai reseptor pendengaran. Dengan kata lain energi mekanik berupa getaran tadi merangsang reseptor saraf sensorik pendengaran (Nervus VIII) dan diteruskan sebagai energi listrik menuju otak untuk ditafsirkan.

Respon frekuensi telinga Pada usia muda batas atas masih 20.000 Hz, di usia pertengahan berkurang menjadi 15.000 Hz dan pada usia lanjut menjadi 10.000 Hz. Telinga manusia memiliki sensitifitas tertinggi pada frekuensi 3.000 Hz yang menimbulkan rasa tidak nyaman, misalnya suara jeritan atau alarm. Penyebab dari kondisi tersebut adalah kokhlea adalah tabung dengan panjang 2,5 cm yang tertutup di salah satu ujung.

Tes Pendengaran

Ketajaman pendengaran sering diukur dengan suatu audiometri. Audiometri berasal dari kata audir dan metrios yang berarti mendengar dan mengukur (uji pendengaran).

Audiometri tidak saja dipergunakan untuk mengukur ketajaman pendengaran, tetapi juga dapat dipergunakan untuk menentukan lokalisasi kerusakan anatomis yang menimbulkan gangguan pendengaran.

orang yang berpendengaran normal dan berusia sekitar 20-29 tahun merupakan nilai ambang baku pendengaran untuk nada muri.Frekuensi dari 500-2000 Hz yang paling penting untuk memahami percakapan sehari-hari.

klasifikasi kehilangan pendengaran

Gangguan FisiologisPada umumnya, bising bernada tinggi sangat mengganggu, apalagi bila terputus-putus atau yang datangnya tiba-tiba. Gangguan dapat berupa peningkatan tekanan darah (± 10 mmHg), peningkatan nadi, konstriksi pembuluh darah perifer terutama pada tangan dan kaki, serta dapat menyebabkan pucat dan gangguan sensoris.

Dampak Kebisingan Terhadap Kesehatan

Bising dengan intensitas tinggi dapat menyebabkan pusing/sakit kepala. Hal ini disebabkan bising dapat merangsang situasi reseptor vestibular dalam telinga dalam yang akan menimbulkan efek pusing/vertigo. Perasaan mual, susah tidur dan sesak nafas disbabkan oleh rangsangan bising terhadap sistem saraf, keseimbangan organ, kelenjar endokrin, tekanan darah, sistem pencernaan dan keseimbangan elektrolit.

Gangguan Psikologis

Gangguan psikologis dapat berupa rasa tidak nyaman, kurang konsentrasi, susah tidur, dan cepat marah. Bila kebisingan diterima dalam waktu lama dapat menyebabkan penyakit psikosomatik berupa gastritis, jantung, stres, kelelahan dan lain-lain.

Gangguan Komunikasi

Gangguan komunikasi biasanya disebabkan masking effect (bunyi yang menutupi pendengaran yang kurang jelas) atau gangguan kejelasan suara. Komunikasi pembicaraan harus dilakukan dengan cara berteriak. Gangguan ini menyebabkan terganggunya pekerjaan, sampai pada kemungkinan terjadinya kesalahan karena tidak mendengar isyarat atau tanda bahaya. Gangguan komunikasi ini secara tidak langsung membahayakan keselamatan seseorang

Macam-macam gangguan pendengaran (ketulian),

Tuli SementaraDiakibatkan pemaparan terhadap bising dengan intensitas tinggi dalam waktu singkat

Tuli MenetapDiakibatkan Tingginya level suara, Lama paparan, Spektrum suara dan lain

PrebycusisPenurunan daya dengar sebagai akibat pertambahan usia

Penggunaan dalam bidang kedokteran: Pemeriksaan untuk melihat bagian dalam tubuh manusia dengan menggunakan pulsa-pulsa ultrasonik dinamakan USG (ultrasonografi).

Dalam tubuh manusia, pulsa-pulsa ultrasonik dipantulkan oleh jaringan-jaringan, tulang-tulang dan cairan tubuh dengan massa jenis berbeda. Memantulkan pulsa-ulsa ultrasonik yang dipancarkan dapat menghasilkan gambar-gambar bagian tubuh yang dijumpai oleh pulsa-pulsa ultrasonik pada layar Osiloskop.

Penggunaan Ultrasonik dalam diagnosis kedokteran karena beberapa hal sebagai berikut :

Ultrasonik jauh lebih aman daripada sinar – X yang dapat merusak sel-sel tubuh manusia karena ionisasi, Ultrasonik dapat digunakan terus-menerus unuk melihat pergerakan janin atau lever seseorang, tanpa melukai atau menimbulkan resiko terhadap pasien. Ultrasonik dapat mengukur kedalaman suatu benda di bawah permukaan kulit, sedangkan gambar yang dihasilkan sinar – X adalah datar tanpa ada petunjuk tentang kedalamannya. Ultrasonik dapat mendeteksi perbedaan jaringan-jaringan dalam tubuh yang tidak dapat dilakukan sinar – X. Dengan ini ultrasonik kadang-kadang mampu menemukan tumor atau gumpalan dalam tubuh manusia.

Efek Doppler dalam Bidang Kesehatan

Efek doppler digunakan utk memonitor aliran darah mlalui pembuluh nadi utama. Gelombng" ultrasonik frekuensi 5-10 MHz diarahkn menuju ke pembuluh nadi dan suatu penerima R akan mendeteksi sinyal hambur pantul. Frekuensi dri sinyal pantul yg diterima bergantng pada kcepatan aliran darah.

Pengukuran ini efektif utk mendeteksi trombosis (penyempitan Pmbulu Darah) karena trombosis bisa menyebabkn perubahan yg cukup signifikn pda aliran darah.

Alat Bantu DengarProses Pengukuran PendengaranMenggunakan AUDIOMETRI