Pengertian Gelombang Bunyi 4c4s1h

A. PENGERTIAN GELOMBANG BUNYI

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. Gelombang bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi. Itulah alasannya mengapa Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal. Bunyi mengalami gejala gelombang seperti interferensi, pemantulan, pembiasan dan difraksi. Bunyi merupakan gelombang mekanik karena hanya dapat merambat melalui medium (zat padat, cair atau gas) dan tidak dapat merambat dalam vakum. Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Bunyi akan merambat lebih lambat jika suhu dan tekanan udara lebih rendah. Di udara tipis dan dingin pada ketinggian lebih dari 11 km, kecepatan bunyi 1.000 km/jam. Di air, kecepatannya 5.400 km/jam, jauh lebih cepat daripada di udara. Adakalanya frekuensi yang didengar oleh pengamat mengalami perubahan sacara tiba-tiba manakala sumber bunyi (misal klakson mobil) bergerak mendekati atau menjauhi menurut pengamat yang diam. Fenomena ini dikenal sebagai Efek Doppler, yaitu perbedaan frekuensi yang diterima oleh pendengar dengan frekuensi asli sumber getarnya relatif antara pendengar dan sumber bunyi. Bila kedudukan antara pengamat dan sumber saling mendekat, maka pengamat mendengar frekuensi yang lebih tinggi, dan bila kedudukannya saling menjauh maka pengamat mendengar frekuensi yang lebih rendah. Dan fenomena ini berhasil dijelaskan oleh fisikawan Christian Johann Doppler (1803-1855) pada tahun 1842. B. SIFAT DASAR GELOMBANG BUNYI

Bunyi merupakan gelombang mekanik, yaitu gelombang yang memerlukan medium pada saat merambat. Bunyi juga termasuk ke dalam kelompok gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatnya. Untuk melihat bagaimana bunyi dihasilkan dan mengapa bunyi termasuk gelombang longitudinal, mari kita perhatikan getaran dari diafragma pengeras suara. Ketika diafragma bergerak radial keluar, diafragma ini memampatkan udara yang langsung ada di depannya, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.1a. Pemampatan ini menyebabkan tekanan udara bertambah sedikit di atas tekanan normal. Daerah yang tekanan udaranya bertambah disebut rapatan. Rapatan ini bergerak menjauh dari pengeras suara pada kecepatan bunyi. Rapatan ini mirip dengan daerah rapatan pada kumparan-kumparan dalam gelombang longitudinal pada slinki. Setelah menghasilkan rapatan, diafragma membalik arah gerakannya menjadi radial ke dalam. Gerakan diafragma ke dalam menghasilkan suatu daerah yang dikenal sebagai renggangan. Renggangan ini menyebabkan tekanan udara sedikit lebih kecil daripada tekanan normal. Rengangan ini mirip dengan daerah renggangan pada kumparan-kumparan dalam gelombang longitudinal pada slinki. Renggangan merambat menjauh dari pengeras suara pada kecepatan bunyi. 1

Sifat-sifat bunyi pada dasarnya sama dengan sifat-sifat gelombang longitudinal, yaitu dapat dipantulkan (refleksi), dibiaskan (refraksi), dipadukan (interferensi), dilenturkan (difraksi) dan dapat diresonansikan. Seperti telah disinggung di atas, bunyi memerlukan medium pada saat merambat. Medium tersebut dapat berupa zat padat, zat cair, maupun zat gas. Bunyi tak dapat merambat pada ruang hampa. Jika kita bercakap-cakap, maka bunyi yang kita dengar merambat dari pita suara yang berbicara menuju pendengar melalui medium udara. Ada beberapa syarat bunyi dapat terdengar telinga kita. Pertama, adanya sumber bunyi. Misalnya, ada gitar yang dipetik, ada gong yang dipukul, ada yang bersuara dan ada suara kendaraan lewat. Kedua, ada mediumnya. Bunyi dapat merambat dalam medium udara (zat gas), air (zat cair) maupun zat padat. Ketiga, bunyi dapat didengar telinga bila memiliki frekuensi 20 - 20.000 Hz. Batas pendengaran manusia adalah pada frekuensi tersebut bahkan pada saat dewasa terjadi pengurangan interval tersebut karena faktor kebisingan atau sakit. Berdasarkan batasan pendengaran manusia itu gelombang dapat dibagi menjadi tiga yaitu audiosonik (20-20.000 Hz), infrasonik (di bawah 20 Hz) dan ultrasonik (di atas 20.000 Hz). Binatang-binatang banyak yang dapat mendengar di luar audio sonik. Contohnya jangkerik dapat mendengar infrasonik (di bawah 20 Hz), anjing dapat mendengar ultrasonik (hingga 25.000 Hz). Sifat dasar gelombang bunyi :

a.

Dapat dipantulkan (refleksi) Bunyi dapat dipantulkan terjadi apabila bunyi mengenai permukaan benda yang keras, seperti permukaan dinding batu, semen, besi, kaca dan seng. Contoh : Suara kita yang terdengar lebih keras di dalam gua akibat dari pemantulan bunyi yang

b.

mengenai dinding gua. Dapat dibiaskan (refiaksi) Refiaksi adalah pembelokan arah linatasan gelombang setelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda. Contoh : Pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari karena pembiasan

c.

gelombang bunyi. Dapat dipadukan (interferensi) Seperti halnya interferensi cahaya, interferensi bunyi juga memerlukan dua sumber bunyi yang koheren. Contoh : Dua pengeras suara yang dihubungkan pada sebuah generator sinyal (alat pembangkit

d.

frekuensi audio) dapat berfungsi sebagai dua sumber bunyi yang koheren. Dapat dilenturkan (difraksi) Difraksi adalah peristiwa pelenturan gelombang bunyi ketika melewati suatu celah sempit. Contoh : Kita dapat mendengar suara orang diruangan berbeda dan tertutup, karena bunyi melewati celah-celah sempit yang bisa dilewati bunyi. 2

C.

PEMBIASAAN GELOMBANG BUNYI Jika sumber bunyi petir dekat dengan rumah Anda, maka Anda dapat mendengar bunyi petir. Mengapa pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari? Pada siang hari, udara pada lapisan atas lebih dingin daripada lapisan bawah. Cepat rambat bunyi pada suhu dingin adalah lebih kecil daripada suhu panas. Dengan demikian, kecepatan bunyi pada lapisan udara atas lebih kecil daripada kecepatan bunyi pada lapisan udara bawah, karena medium pada lapisan atas lebih rapat dari medium pada lapisan bawah. Jadi, pada siang hari, bunyi petir yang merambat dari lapisan udara atas menuju ke lapisan udara bawah akan dibiaskan menjauhi garis normal. Pada malam hari, terjadi kondisi sebaliknya, udara pada lapisan bawah (dekat tanah) lebih dingin daripada udara pada lapisan atas. Dengan demikian, kecepatan bunyi pada lapisan bawah lebih kecil daripada lapisan atas, karena medium pada lapisan atas kurang rapat dari medium pada lapisan bawah. Jadi, pada malam hari, bunyi petir yang merambat dari lapisan udara atas menuju ke lapisan udara bawah (mediumnya lebih rapat) akan dibiaskan mendekati garis normal (Gambar 3.2b). Pembiasan bunyi petir mendekati garis normal pada malam hari inilah yang menyebabkan bunyi guntur lebih mendekat kerumah Anda, dan sebagai akibatnya Anda mendengar bunyi petir yang lebih keras.

D. MANFAAT GELOMBANG BUNYI

a. Dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut serta lokasi dan jarak objek dalam air gelombang Bunyi b. c. d. e. f. g.

yang digunakan adalah ultrasonik. Digunakan untuk mendeteksi janin dalam rahim, biasanyamenggunakan bunyi infrasonik. Digunakan mendeteksi keretakan suatu logam dan lain-lain. Diciptakannya Pengeras Suara termasuk manfaat dari bunyiaudiosonik. Digunakan utuk kita mendengar suara, musik dan untukmemperlancar komunikasi. Menentukan jarak dari sesuatu tempat. Pemecahan batu karang dalam usus

Manfaat gelombang bunyi (gelombang ultrasonic) 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 3

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.

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 4

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. 6. Pemanfaatan gelombang bunyi dalam mengukur kedalaman laut Laut menutupi permukaan bumi kurang lebih 75 %. Batas perairan laut dengan daratan disebut garis pantai (pertemuan permukaan laut dengan daratan). Perairan laut di permukaan bumi tidak merata luasnya. Pada belahan bumi utara tertutup lautan sebesar 60 %, sedangkan pada belahan bumi selatan yang tertutup lautan sekitar80%. Kedalaman laut dan samudera sangat bervariasi, ada yang dangkal tetapi banyak pula yang dalam. Dalam dan dangkalnya dasar laut menunjukkan relief dasar laut. Relief dasar laut lebih besar dibandingkan relief di daratan. Hal ini terbukti dari kedalaman laut rata-rata mencapai 3.800 m, sedangkan ketinggian daratan rata-rata hanya 840 m. laut yang terdalam ada di Palung Mindanau (Palung Filipina), mencapai kedalaman 10.830 m sedangkan daratan yang tertinggi adalah pada Gunung Everest, yang mencapai ketinggian 8.880 m. 7. Menentukan kedalaman laut Penggunaan lain dari gelombang bunyi ini diantaranya adalah dapat digunakan untuk menentukan kedalaman lautan atau sungai bahkan dapat juga digunakan untuk menentukan lokasi dari kawanan ikan dilautan. Cara ini jelas lebih mudah daripada kita harus menyelam ke dasar lautan untuk mengukur kedalamannya. Cara ini dilakukan dengan memancarkan gelombang ultrasonik ke dasar 5

laut dan bunyi pantul diterima oleh reciever (penerima) yang terpasang di kapal. Jika bunyi pantul memerlukan selang waktu lama untuk kembali ke kapal maka ini menunjukkan bahwa lautnya cukup dalam. Jika bunyi pantul kembali ke tempat semula dalam selang waktu cukup singkat maka dapat dipastikan lautan itu adalah lautan dangkal. Misalnya, sebuah kapal hendak mengukur kedalaman dari lautan yang diarunginya. Gelombang bunyi dpancarkan dari kapal tersebut, dan diterima kembali dalam waktu 2 detik. Seperti yang telah diketahui bahwa, gelombang bunyi mempunyai kecepatan rambat sebesar 1.500 m/s, maka dari informasi ini kita dapat menentukan kedalaman lautan dengan cara: Jarak yang ditempuh gelombang bunyi = kecepatan x waktu = 1.500 m/s x 2 s = 3000 meter

gelombang bunyi menempuh jarak ke bawah menuju dasar laut dan kembali lagi ke kapal, jadi: Kedalaman laut = jarak tempuh gelombang bunyi / 2 = 3000 meter / 2 = 1500 meter  Cara untuk mengukur kedalaman laut Ada dua cara yang dapat ditempuh untuk mengukur kedalaman laut atau danau/waduk yaitu dengan menggunakan teknik bandul timah hitam (dradloading) dan teknik Gema duga atau Echo Sounder atau Echoloading. a. Teknik Bandul Timah Hitam (dradloading) Teknik ini ditempuh dengan menggunakan tali panjang yang ujungnya diikat dengan bandul timah sebagai pemberat. Dari sebuah kapal tali diturunkan hingga bandul menyentuh dasar laut. Selanjutnya panjang tali diukur dan itulah kedalaman laut. Cara ini sebenarnya tidak begitu tepat karena tali tidak bisa tegak lurus akibat pengaruh arus laut. Di samping itu kadang-kadang bandul tidak sampai ke dasar laut karena tersangkut karang. Cara ini juga memerlukan waktu lama. Namun demikian cara ini memiliki kelebihan yaitu dapat mengetahui jenis batuan di dasar laut, suhu dan juga mengetahui apakah di dasar laut masih terdapat organisme yang bisa hidup. b. Gema duga atau Echo Sounder atau Echoloading Penggunaan teknik ini didasarkan pada hukum fisika tentang perambatan dan peantulan bunyi dalam air. Isyarat bunyi yang dikeluarkan dari sebuah peralatan yang dipasang di dasar kapal memiliki kecepatan merambat rata-rata 1600 meter per detik sampai membentur dasar laut. Setelah membentur dasar laut bunyi dipantulkan dalam bentuk gema dan ditangkap melalui sebuah peralatan yang juga dipasang di dasar kapal. Jarak waktu yang diperlukan untuk perambatan dan pemantulan dapat diterjemahkan sebagai kedalaman laut. Cara ini dianggap lebih praktis, cepat dan akurat. Namun kita tidak dapat memperoleh informasi tentang suhu, jenis batuan dan tanda-tanda kehidupan di dasar laut. Rumus untuk mencari kedalaman laut melalui teknik gema duga adalah sebagai berikut:

di mana d = kedalaman laut, V = kecepatan suara dalam laut dan t = waktu Jadi misalnya diketahui waktu yang diperlukan untuk perambatan bolak-balik (t) ada 4 detik dan kecepatan suara dalam laut (V) = 1600 m/detik, maka kedalaman laut dapat dihitung sebagai berikut: Jadi kedalaman laut adalah 3200 m. Potensi sumberdaya laut di Indonesia sangatlah besar yang mencakup potensi sumberdaya hayati dan nonhayati. Sumberdaya laut tersebut sampai sekarang belum secara maksimal dapat dieksplorasi dan 6

dieksploitasi selain minyak dan gas bumi pada sektor sumberdaya non hayati. Demikian pula pada sektor sumberdaya hayati laut, eksplorasi dan eksploitasi terhadap ikan-ikan laut dan sejenisnya membutuhkan kearifan disamping teknologi canggih namun tidak merusak lingkungannya.Untuk menunjang eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya laut, dapat digunakan teknologi akustik bawah air (underwater acoustics). Teknologi ini dikenal luas denagn sebutan teknologi akustik yang tidak lain adalah penggunaan gelombang suara yang dalam dunia navigasi disebut Sonar atau Echosounder dan sejenisnya. Dengan pendekatan fungsi, Sonar atau Echo sounder pada teknologi navigasi dapat disetarakan dengan penggunaan Radar untuk pendeteksian objek di permuka 8. Side Scan Sonar Pengukuran kedalaman dasar laut dapat dilakukan dengan Conventional Depth Echo Sounder dimana kedalaman dasar laut dapat dihitung dari perbedaan waktu antara pengiriman dan penerimaan pulsa suara. Dengan pertimbangan sistim Side-Scan Sonar pada saat ini, pengukuran kedalaman dasar laut (bathymetry) dapat dilaksanakan bersama-sama dengan pemetaan dasar laut (Sea Bed Mapping) dan pengidentifikasian jenis-jenis lapisan sedimen Secara garis besar pengunaan akustik bawah air dalam kelautan dan perikanan dapat dikelompokkan menjadi lima yakni untuk survey, budidaya perairan, penelitian tingkah laku ikan, mempelajari penampilan dan selektifitas alat-alat penangkapan ikan dan lain-lain. Dalam survey kelautan dapat digunakan untuk menduga spesies ikan, menduga ukuran individu ikan, kelimpahan/stok sumberdaya hayati laut (plankton dan ikan). Aplikasi dalam budidaya perairan dapat digunakan dalam penentuan/pendugaan jumlah biomass dari ikan dalam jaring/ kurungan pembesaran (penned fish/enclosure), untuk menduga ukuran individu ikan dalam jaring/kurungan dan untuk memantau tingkah laku ikan (dengan telemetering tags), khususnya aktifitas makan (feeding activity). Sedangkan dalam penelitian tingkah laku ikan dapat digunakan untuk pergerakan/migrasi ikan (vertical dan horizontal) dan orientasi ikan (tilt angel), reaksi menghindar (avoidance) tewrhadap gerak kapal dan alat penangkapan ikan, respon terhadap rangsangan (stimuli) cahaya, suara, listrik, hydrodinamika, kimia, mekanik dan sebagainya. Untuk kegiatan aplikasi studi penampilan dan selektifitas alat penangkapan ikan terutama dalam studi pembukaan mulut trawl, kedalam, posisi dan sebagainya. Dalam selektifitas penangkapan (persentase ikan yang tertangkap terhadap yang terdeteksi didepan mulut trawl atau didalam lingkaran purse seine). Kegiatan lain yang dapat dikaji dengan teknologi akustik bawah air adalah sifat sifat-sifat akustik dari air laut dan obyek bawah air, pendeteksian kapal selam dan obyek-obyek lainya. Menurut Arnaya (1991) Kegunaan lain dari akustik bawah air adalah untuk penentuan kedalaman air dalam pelayaran, jenis dan komposisi dasar laut (lumpur, pasir, kerikil, karang dan sebagainya), untuk penentuan contour dasar laut, lokasi kapal berlabuh atau pemasangan bangunan laut, untuk eksplorasi minyak dan mineral didasar laut, mempelajari proses sedimentasi dan untuk pertahanan keamanan (pendeteksian kapal-kapal selam dengan pemasangan buoy-system)

7

Berikut adalah penerapan teknologi akustik bawah air untuk eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya non-hayati laut a. Pengukuran Kedalaman Dasar Laut (Bathymetry) Pengukuran kedalaman dasar laut dapat dilakukan dengan Conventional Depth Echo Sounder dimana kedalaman dasar laut dapat dihitung dari perbedaan waktu antara pengiriman dan penerimaan pulsa suara. Dengan pertimbangan sistim Side-Scan Sonar pada saat ini, pengukuran kedalaman dasar laut (bathymetry) dapat dilaksanakan bersama-sama dengan pemetaan dasar laut (Sea Bed Mapping) dan pengidentifikasian jenis-jenis lapisan sedimen dibawah dasar laut (subbottom profilers). b. Pengidentifikasian Jenis-jenis Lapisan Sedimen Dasar Laut (Subbottom Profilers) Seperti telah disebutkan diatas bahwa dengan teknologi akustik bawah air, peralatan side-scan sonar yang mutahir dilengkapi dengan subbottom profilers dengan menggunakan prekuensi yang lebih rendah dan sinyal impulsif yang bertenaga tinggi yang digunakan untuk penetrasi kedalam lapisan-lapisan sedimen dibawah dasar laut. Dengan adanya klasifikasi lapisan sedimen dasar laut dapat menunjang dalam menentukkan kandungan mineral dasar laut dalam. Dengan demikian teknologi akustik bawah air dapat menunjang esplorasi sumberdaya non hayati laut. c. Pemetaan Dasar Laut (Sea bed Mapping) Dengan teknologi side-scan sonar dalam pemetaan dasar laut, dapat menghasilkan tampilan peta dasar laut dalam tiga dimensi. Dengan teknologi akustik bawah air yang canggih ini dan dikombinasikan dengan data dari subbottom profilers, akan diperoleh peta dasar laut yang lengkap dan rinci. Peta dasar laut yang lengkap dan rinci ini dapat digunakan untuk menunjang penginterpretasian struktur geologi bawah dasar laut dan kemudian dapat digunakan untuk mencari mineral bawah dasar laut. d. Pencarian kapal-kapal karam didasar laut Pencarian kapal-kapal karam dapat ditunjang dengan teknologi side-scan sonar baik untuk untuk kapal yang sebagian terbenam di dasar laut ataupun untuk kapal yang keseluruhannya terbenam dibawah dasar laut. Dengan teknologi ini, lokasi kapal karam dapat ditentukan dengan tepat. Teknologi akustik bawah air ini dapat menunjang eksplorasi dan eksploitasi dalam bidang Arkeologi bawah air (Underwater archeology) dengan tujuan untuk mengangkat dan mengidentifikasikan kepermukaan laut benda-benda yang dianggap bersejarah. e. Penentuan jalur pipa dan kabel dibawah dasar laut. Dengan diperolehnya peta dasar laut secara tiga dimensi dan ditunjang dengan data subbottom profiler, jalur pipa dan kabel sebagai sarana utama atau penunjang dapat ditentrukan dengan optimal dengan mengacu kepada peta geologi dasar laut. Jalur pipa dan kabel tersebut harus melalui jalur yang secara geologi stabil, karena sarana-sarana tersebut sebagai penunjang dalam eksplorasi dan eksploitasi di Laut. f. Analisa Dampak Lingkungan di Dasar Laut Teknologi akustik bawah air Side-Scan Sonar ini dapat juga menunjang analisa dampak lingkungan di dasar laut. Sebagai contoh adalah setelah eksplorasi dan ekploitasi sumber daya hayati di dasar laut dapat dilakukan, Side-Scan Sonar dapat digunakan untuk memonitor perubahan-perubahan yang terjadi disekitar daerah eksplorasi tersebut. Pemetaan dasar laut yang dilakukan setelah eksplorasi sumber daya non-hayati tersebut, dapat menunjang analisa dampak lingkungan yang telah terjadi yang akan terjadi. 9. KALIBRASI BAR CHECK

8

Bar check adalah alat yag digunagkan untuk melakukan kalibrasi alat perum gema.cara kalibrasi ini sangat membantu untuk mendapatkan ukuran kedalaman yg benar dri akibat beberapa sumber kesalahan skaligus,utamanya akibat tdak ketidakhomogenan medium rambat yg mengakibatkan tidak konstannya kecepatan gelombang suara. *bar check harus dilakukan setiap hari pada saat sebelum dan sesudah kegiatan pemeruman. *koreksi bar check (Kbc) diperoleh dri selisih antara fix depth(Dfx)dngan bacaan kedalaman echosounder yang sudah terkoreksi draft trand formulasinya sbagai brikut: Kbs=Dfx-(d+t) *fix depth(Dfx) diperoleh dengan alat bantu tali yg diberi bandul atau galah/rambu ukur,dengan asumsi bahwa kedalaman ini bebas dari kesalahan. *koreksi bar check sbelum pemeruman di beri notasi Kbc1 n koreksi bar check sesudah pemeruman diberi notasi Kbc2,maka koreksi bar check diperoleh dri nilai reratanya yaitu: Kbc=Kbc1+Kbc2/2 *pengukuran fix depth dan pengukuran echosounder untk koreksi bar chech harus dilakukan pda lokasi titik yg sama,biasanya dilakukan pada daerah dekat pantai *kedalaman sesaat(ds)d suatu titik di rumuskan sebagai berikut ds=d’+t+Kbc The SV Bar Check adalah biaya-rendah,akurasi tinggi tangan memegang paket yang dirancang untuk memungkinkan pemeriksaan yang cepat dari kecepatan suara di air dangkal.Sistem ini meliputi sensor kecepatan suara, 20 m data / kabel listrik, dan Smart layar Lihat dan data logger.Hal ini dapat mengukur kecepatan suara pada akurasi ± 0,05 m/s. The Bar Check SV Sistem sangat ideal untuk melakukan pemeriksaan bar dan survei pelabuhan dari perahu kecil. Sistem menampilkan kecepatan suara secara real-time, bisa menghitung kecepatan ratarata suara secara real-time dan dapat menyimpan beberapa profil dalam memori. Seluruh sistem disampaikan dalam kasus ukuran kotak peralatan. Smart Lihat Data Logger dikemas dalam kandang NEMA 4X. Pilihan termasuk sensor tekanan, berbagai panjang kabel, dan antarmuka serial untuk men- profil ke komputer. Beberapa kesalahan alat dapat terjadi sendiri-sendiri maupun bersamaan. Untuk mengetahui pengaruh setiap kesalahan alat terhadap hasil pengukuran kedalaman adalah sulit sekali.pengaruh kombinasi dari beberapa kesalahan alat tersebut dapat ditentukan besarnya melalui salah satu metode kalibrasi,yaitu metode “bar check”. Walaupun demikian hanya kombinasi dari beberapa alat saja yg dapat ditentukan pengaruhnya, yaitu kombinasi antara ketidaktepatan pengesetan pulsa awal, dan kesalahan pada fase pengukuran. Selebihnya harus dilakukan dengan pengaturan dan perbaikan alat kembali. Prinsip metode bar check adalah membandingkan kedalaman satu titik yg telah ditentukan dan diketahui kedalamannya dibawah permukaan laut dengan kedalam titik tersebut dari hasil pengukuran dengan alat perum gaya yg bersangkutan. Selisih nilai kedalaman hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya tersebut adalah besarnya kesalahan alat yg merupakan kombinasi dari dua kesalahan alat. Titik yang telah diketahui kedalamannya direpresentasikan dalam bentuk suatu benda yang terbuat dr bahan baja.pada pelaksanaanya,batang atau piringan baja tersebut digantungkan menggunakan rantai 9

atau kawat baja,dan diletakkna tepat dibawah trand alat perum gema yang bersangkutan. Setelah dipasang sedemikina rupa,kemudian dilakukan pengukuran dengan menggunakan alat perum gema pada saat wahana apung dalam keadaan berhenti untuk berapa harga kedalaman batang atau piringan yang telah ditentukan sebelumnya. PENGUKURAN KEDALAMAN TERKOREKSI Teknik echo sounder yang dipakai untuk mengukur kedalaman laut, bisa dibuat alat pengukur jarak dengan ultra sonic. Pengukur jarak ini memakai rangkaian yang samadengan Jam Digital dalam artikel yang lalu, ditambah dengan rangkaian pemancar dan penerima Ultra Sonic. Prinsip kerja echo sounder untuk pengukuran jarak digambarkan dalam Gambar dibawah. Pulsa Ultrasonic, yang merupakan sinyal ultrasonic dengan frekwensi lebih kurang 41 KHz sebanyak 12 periode, dikirimkan dari pemancar Ultrasonic. Ketika pulsa mengenai benda penghalang, pulsa ini dipantulkan, dan diterima kembali oleh penerima Ultrasonic. Dengan mengukur selang waktu antara saat pulsa dikirim dan pulsa pantul diterima, jarak antara alat pengukur dan benda penghalang bisa dihitung. Gambar merupakan Rangkaian Jam Digital dalam artikel lalu yang direvisi untuk keperluan ini. Titik desimal pada tampilan satuan dinyalakan dengan tahanan R8. Setiap kali tombol Start ditekan, AT89C2051 membangkitkan pulsa ultrasonic pada Pin P3.4 yang dipancarkan dengan rangkaian, selanjutnya lewat pin P3.5 yang terhubung ke rangkaian penerima ultrasonic, sambil mengukur selang waktu AT89C2051 memantau datangnya pulsa pantul. Hasil pengukuran waktu itu, dengan sedikit perhitungan matematis ditampilkan di system penampil 7 ruas sebagai besaran jarak, dengan satuan centimeter dan 1 angka dibelakang titik desimal. Processor memerlukan waktu untuk melaksanakan instruksi. Bagi AT89C2051 yang bekerja pada frekuensi 12 MHz, instruksi NOP (baris 4 sampai 12); instruksi L (baris13) dilaksanakan dalam waktu 1 mikro detik, dan 2 mikro detik untuk melaksanakan instruksi DJNZ (baris 14). Dengan demikian waktu yang diperlukan untuk melaksanakan instruksi-instruksi di baris 3 sampai 13 adalah 12 mikro detik. Di baris 12, nilai Ultra_Out (= pin P3.4) dibalik, kalau semula Ultra_Out bernilai 0 setelah instruksi ini dijalankan Utltra_Out akan bernilai 1, dan sebaliknya kalau semula 1 dan berbalik menjadi 0. Di baris 13 nilai R7 dikurangi 1, selama R7 belum mencapai 0 AT89C2051 akan mengulang lagi baris 2 dan seterusnya. Di baris 1 R7 diberi nilai 24, dengan demikian baris 2 sampai 13 akan diulang sebanyak 24 kali, dan selama itu pin 3.4 akan berbalik dari 0 ke 1 dan 0 kembali sebanyak 12 kali. Dengan demikian, hasil kerja Potongan Program 1 adalah pulsa ultrasonic12 gelombang dengan frekuensi 1/24 mikrodetik =41666 Hz. 10. SINGLE-BEAM ECHOSOUNDER Single-beam echo sounder merupakan alat ukur kedalaman air yang menggunakan pancaran tunggal sebagai pengirim dan penerima sinyal gelombang suara. Sistem batimetri dengan menggunakan single beam

secara

umum

mempunyai

susunan

:

· transciever (tranducer/reciever) yang terpasang pada lambung kapal atau sisi bantalan pada kapal. Sistem ini

mengukur

kedalaman

air

secara

langsung

dari

kapal

penyelidikan. 10

· Transciever yang terpasang pada lambung kapal mengirimkan pulsa akustik dengan frekuensi tinggi yang terkandung dalam beam (gelombang suara) secara langsung menyusuri bawah kolom air. Energi akustik memantulkan sampai dasar laut dari kapal dan diterima kembali oleh tranciever. Transciever terdiri dari sebuah transmitter yang mempunyai fungsi sebagai pengontrol panjang gelombang pulsa yang dipancarkan

dan

menyediakan

tenaga

elektris

untuk

besar

frekuensi

yang

diberikan.

· Transmitter ini menerima secara berulang-ulang dlam kecepatan yang tinggi, sampai pada orde kecepatan milisekon. Perekaman kedalaman air secara berkesinambungan dari bawah kapal menghasilkan ukuran kedalamn beresolusi tinggi sepanjang lajur yang disurvei. Informasi tambahan seperti heave (gerakan naik-turunnya kapal yang disebabkan oleh gaya pengaruh air laut), pitch (gerakan kapal ke arah depan (mengangguk) berpusat di titik tengah kapal), dan roll (gerakan kapal ke arah sisi-sisinya (lambung kapal) atau pada sumbu memanjang) dari sebuah kapal dapat diukur oleh sebuah alat dengan nama Motion Reference Unit (MRU), yang juga digunakan untuk koreksi posisi pengukuran kedalaman selam proses berlangsung. Range frekuensi yang dipakai pada sistem ini menurut WHSC Sea-floor Mapping Group mengoperasikan range frekuensi dari 3.5 kHz sampai 200 kHz. Single-beam echosounders relatif mudah untuk digunakan, tetapi alat ini hanya menyediakan informasi kedalaman sepanjang garis trak yang dilalui oleh kapal. Jadi, ada feature yang tidak terekam antara lajur per lajur sebagai garis traking perekaman, yang mana ada ruang sekitar 10 sampai 100 meter yang tidak terlihat oleh sistem ini. 11. MULTI-BEAM ECHOSOUNDER Multi-Beam Echosounder merupakan alat untuk menentukan kedalaman air dengan cakupan area dasar laut yang luas. Prinsip operasi alat ini secara umum adalah berdasar pada pancaran pulsa yang dipancarkan secara langsung ke arah dasar laut dan setalah itu energi akustik dipantulkan kembali dari dasar laut (sea bed), bebrapa pancaran suara (beam) secara elektronis terbentuk menggunakan teknik pemrosesan sinyal sehingga diketahui sudut beam. Dua arah waktu penjalaran antara pengiriman dan penerimaan

dihitung

dengan

algoritma

pendeteksian

terhadap

dasar

laut

tersebut.

Dengan

mengaplikasikan penjejakan sinar, sistem ini dapat menentukan kedalaman dan jarak transveral terhadap pusat

area

liputan.

Multi-Beam Echosounder dapat menghasilkan data batimetri dengan resolusi tinggi ( 0,1 m akurasi vertikal dan kurang dari 1 m akurasi horisontalnya). Selain itu, gelombang bunyi dapat dimaanfaatkan untuk : 1. Di bidang pertanian Di bidang pertanian, ultrasonik berenergi rendah digunakan untuk meningkatkan hasil pertanian, misalnya penyinaran biji atau benih dengan menggunakan ultrasonik dapat menghasilkan pertumbuhan yang lebih cepat dari biasanya, tanaman kentang yang dirawat dengan radiasi ultrasonik dapat meningkat produksi panennya. 2. Di bidang teknologi 11

Penggunaan gelombang bunyi dilakukan dalam pembuatan audio sistem (speaker) .Bunyi audiosonic memiliki frekuensi sebesar 20 Hz sampai 20.000 Hz Jadi manusia hanya dapat mendengar 20-20.000 Hz saja.peng gunaan Audiosonic memungkinkan manusia dapat mendengar suara dari berbagi macam barang elektronik Khususnya barang elektronik yang dipasangkan speaker seperti Televisi, Radia Tape dan elektronik yang lainnya. 3. Kacamata Tunanetra Kacamata tunanetra, dilengkapi dengan alat pengirim dan penerima ultrasonik memanfaatkan pengiriman dan penerimaan ultrasonik. Pada dasarnya, kaca mata tuna netra ini menggunakan prinsip elektronika sederhana. Menggunakan sinar ultrasonik. Disalurkan melalui kabel untuk menyalakan alarm atau speaker yang berada di dekat telinga. Sinar infra merah yang dipancarkan akan memantul kembali bila mengenai halangan. Pantulan itu kemudian diterima oleh komponen dioda peka cahaya(photodioda). Pantulan akan meningkatkan tegangan yang kemudian dikirimkan ke mikrokontroler dalam bentuk pulsa. Berdasarkan pulsa itu, mikrokontroler akan mengaktifkan data suara berupa saran arah yang telah disimpan sebelumnya.

4. Mendeteksi keretakan Untuk mendeteksi retak dalam struktur logam atau beton digunakan scanning ultrasonic inilah yang digunakan untuk memeriksa retak-retak tersembunyi pada bagian-bagian pesawat terbang, yang nanti bisa membahayakan penerbangan pesawat. Dalam pemerikasaan rutin, bagian-bagian penting dari pesawat discaning secara ultrasonic. Jika ada retakan dalam logam, pantulan ultrasonic dari retakan akan dapat dideteksi. Retakan ini kemudian diperiksa dan segera diatasi sebelum pesawat diperkenankan terbang. 5. Mendeteksi keberadaan ranjau. 6. Mencari kapal tenggelam. 7. Mengukur panjang gua. 8. Memperkirakan jarak antara dua tempat. 9. Mendeteksi adanya kelompok ikan di laut. 10. Mendeteksi kandungan minyak bumi. 11. Mendeteksi keretakan pada logam. 12. ihkan permata, komponen elektronika dan bagian-bagian mesin yang halus. E. KESIMPULAN GELOMBANG BUNYI  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. Gelombang bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi. Itulah alasannya mengapa Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal. Bunyi mengalami 12

gejala gelombang seperti interferensi, pemantulan, pembiasan dan difraksi. Bunyi merupakan gelombang mekanik karena hanya dapat merambat melalui medium (zat padat, cair atau gas) dan tidak dapat 

merambat dalam vakum. Laut menutupi permukaan bumi kurang lebih 75 %. Batas perairan laut dengan daratan disebut garis pantai (pertemuan permukaan laut dengan daratan). Perairan laut di permukaan bumi tidak merata luasnya. Pada belahan bumi utara tertutup lautan sebesar 60 %, sedangkan pada belahan bumi selatan yang

tertutup

lautan

sekitar

80

%.

Kedalaman laut dan samudera sangat bervariasi, ada yang dangkal tetapi banyak pula yang dalam. Dalam dan dangkalnya dasar laut menunjukkan relief dasar laut. Relief dasar laut lebih besar dibandingkan relief di daratan. Hal ini terbukti dari kedalaman laut rata-rata mencapai 3.800 m, sedangkan ketinggian daratan rata-rata hanya 840 m. laut yang terdalam ada di Palung Mindanau (Palung Filipina), mencapai kedalaman 10.830 m sedangkan daratan yang tertinggi adalah pada Gunung Everest, 

yang mencapai ketinggian 8.880 m. Penggunaan lain dari gelombang bunyi ini diantaranya adalah dapat digunakan untuk menentukan kedalaman lautan atau sungai bahkan dapat juga digunakan untuk menentukan lokasi dari kawanan ikan dilautan. Cara ini jelas lebih mudah daripada kita harus menyelam ke dasar lautan untuk mengukur kedalamannya. Cara ini dilakukan dengan memancarkan gelombang ultrasonik ke dasar laut dan bunyi pantul diterima oleh reciever (penerima) yang terpasang di kapal. Jika bunyi pantul memerlukan selang waktu lama untuk kembali ke kapal maka ini menunjukkan bahwa lautnya cukup dalam. Jika bunyi pantul kembali ke tempat semula dalam selang waktu cukup singkat maka dapat dipastikan lautan itu adalah



lautan dangkal. 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.



DAFTAR PUSTAKA o http://dendihidayat12030.blog.teknikindustri.ft.mercubuana.ac.id/?p=69 o http://lilyistigfaiyah.blogspot.com/2013/03/cara-mengukur-kedalaman-laut.html o http://pustakafisika.wordpress.com/2012/11/16/pemantulan-gelombang-bunyi-sound-reflection/ o http://fisikon.com/kelas3/index.php? option=com_content&view=article&id=108:aplikasipemanfaatan-gelombangbunyi&catid=13:gelombang-bunyi&Itemid=160 o http://medinda09.blogspot.com/2013/09/pemanfaatan-gelombang-bunyi-dan.html 13

o

http://vaeg14.blogspot.com/2013/12/penerapan-gelombang-bunyi-dalam.html

14