Gelombang ultrasonik banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang dalam
kehidupan sehari-hari. Berikut ini beberapa contoh penerapan bunyi
ultrasonik.
1. Pemanfaatan untuk Sonar (Sound Navigation Ranging)
Sonar merupakan suatu teknik yang digunakan untuk menentukan letak benda
di bawah laut dengan menggunakan metode pantulan gelombang. Pantulan
gelombang oleh suatu permukaan atau benda sehingga jenis gelombang yang
lebih lemah terdeteksi tidak lama setelah gelombang asal disebut gema.
Gema merupakan bunyi yang terdengar tidak lama setelah bunyi asli.
Perlambatan antara kedua gelombang menunjukkan jarak permukaan pemantul.
Penduga gema (echo sounder) ialah peralatan yang digunakan untuk
menentukan kedalaman air di bawah kapal. Kapal mengirimkan suatu
gelombang bunyi dan mengukur waktu yang dibutuhkan gema untuk kembali,
setelah pemantulan oleh dasar laut. Selain kedalaman laut, metode ini
juga dapat digunakan untuk mengetahui lokasi karang, kapal karam, kapal
selam, atau sekelompok ikan.
2. Pencitraan Medis
Bunyi ultrasonik digunakan dalam bidang kedokteran dengan menggunakan
teknik pulsa-gema. Teknik ini hampir sama dengan sonar. Pulsa bunyi
dengan frekuensi tinggi diarahkan ke tubuh, dan pantulannya dari batas
atau pertemuan antara organ-organ dan struktur lainnya dan luka dalam
tubuh kemudian dideteksi. Dengan menggunakan teknik ini, tumor dan
pertumbuhan abnormal lainnya, atau gumpalan fluida dapat dilihat. Selain
itu juga dapat digunakan untuk memeriksa kerja katup jantung dan
perkembangan janin dalam kandungan. Informasi mengenai berbagai organ
tubuh seperti otot, jantung, hati, dan ginjal bisa diketahui.
Frekuensi yang digunakan pada diagnosis dengan gelombang ultrasonik
antara 1 sampai 10 MHz, laju gelombang bunyi pada jaringan tubuh manusia
sekitar 1.540 m/s, sehingga panjang gelombangnya adalah:
λ = v/f = (1.540 m/s) / (106 s-1) = 1,5 × 10-3 = 1,5 mm.
Panjang gelombang ini merupakan batas benda yang paling kecil yang dapat
dideteksi. Makin tinggi frekuensi, makin banyak gelombang yang diserap
tubuh, dan pantulan dari bagian yang lebih dalam dari tubuh akan hilang.
Pencitraan medis dengan menggunakan bunyi ultrasonik merupakan kemajuan
yang penting dalam dunia kedokteran. Metode ini dapat menggantikan
prosedur lain yang berisiko, menyakitkan, dan mahal. Cara ini dianggap
tidak berbahaya.
3. Terapi Medis menggunakan Bunyi Ultrasonik
Dalam dunia kedokteran, gelombang ultrasonik 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 107 W/m2)
yang kemudian difokuskan pada jaringan yang tidak diinginkan tersebut.
Selain itu bunyi ultrasonik juga digunakan untuk terapi fisik, yaitu
dengan memberikan pemanasan lokal pada otot yang cedera.
Gambar 2. Gelombang ultrasonik dapat digunakan untuk mengetahui perkembangan janin di dalam kandungan (USG). [1] |
4. Penerapan dalam Bidang Industri
Dalam dunia industri, dengan menggunakan bor-bor ultrasonik dapat dibuat berbagai bentuk atau ukuran lubang pada gelas dan baja.
5. Mengetahui Keadaan Bagian dalam Bumi
Pergeseran tiba-tiba segmen-segmen kerak bumi yang dibatasi zona patahan
dapat menghasilkan gelombang seismik. Ini memungkinkan para ahli
geologi dan geofisika untuk memperoleh pengetahuan tentang keadaan
bagian dalam Bumi dan membantu mencari sumber bahan bakar fosil baru.
Ada empat tipe gelombang seismik, yaitu gelombang badan P, gelombang
badan S, gelombang permukaan Love, dan gelombang permukaan Rayleigh.
Gambar 3. Grafik waktu penjalaran dapat digunakan untuk menentukan jarak stasiun seismograf dari episenter gempa bumi. |
Alat yang digunakan untuk mendeteksi gelombang-gelombang ini disebut
seismograf, yang biasanya digunakan untuk mendeteksi adanya gempa bumi.
Seperti semua gelombang, laju gelombang seismik bergantung pada sifat
medium, rigiditas, ketegaran, dan kerapatan medium. Grafik waktu
perjalanan dapat digunakan untuk menentukan jarak stasiun seismograf
dari episenter gempa bumi.
Komentar
Posting Komentar