Download - Makalah Isi
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Fisika adalah ilmu yang mempelajari gejala alam dengan mengumpulkan dan
mencari hubungan di antaranya untuk memperoleh manfaat.Pemahaman Fisika
ditujukan kepada kemampuan mahasiswa untuk memahami hukum-hukum Fisika.
Penerapan Fisika dalam kehidupan sehari-hari , penerapan fisika dalam teknologi,
pengembangan Fisika dan pengembangan kemampuan diri dalam bidang keahlian
khusus.
Suatu perubahan mekanik terhadap zat gas, zat cair atau zat padat yang
merambat ke depan dengan kecepatan tertentu sering menimbulkan gelombang
bunyi. Gelombang bunyi ini merupakan vibrasi getaran dari molekul zat dan saling
beradu satu sama lain namun demikian zat tersebut terkoordinasi menghasilkan
gelombang. Gelombang bunyi dapat menjalar secara transversal atau longitudinal.
Bunyi berhubungan dengan indra pendengaran yaitu fisiologi telinga. Telinga
berfungsi secara efisien untuk mengubah energi getaran dari gelombang menjadi
sinyal listrik yang dibawa ke otak melalui syaraf. Telinga manusia merupakan
detektor bunyi yang sangat sensitif.
Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = ‘panas’ and dynamic =
‘perubahan’) adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses.
Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak
hubungan termodinamika berasal. Pada sistem di mana terjadi proses perubahan
wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan
kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung).
Cahaya adalah salah satu bentuk gelombang. Cahaya dapat merambat di
ruang hampa udara karena termasuk jenis gelombang elektromagnetik.
Jadi, cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang dapat merambat walaupun di
ruang hampa sekalipun. Jika cahaya mengenai suatu benda, seperti halnya
gelombang mekanik, cahaya tersebut dapat dipantulkan dan dibiaskan.
1
B. RUMUSAN MASALAH
1. Apa saja pengertian/definisi dari panas, bunyi dan cahaya menurut para ahli ?
2. Apa saja hubungan antara panas, bunyi dan cahaya dengan fisika ?
3. Apa saja hubungan antara panas, bunyi dan cahaya dengan keperawatan ?
C. TUJUAN
1. Memahami pangertian/definisi dari panas, bunyi dan cahaya menurut para ahli.
2. Memahami hubungan antara panas, bunyi dan cahaya dengan fisika.
3. Memahami hubungan antara panas, bunyi dan cahaya dengan keperawatan.
2
BAB II
PEMBAHASAN
A. DEFINISI MENURUT PARA AHLI
1. Definisi Panas
1) Teori panas Joseph Black (1728-1799)
Kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepas (Azas/asas) Black.
Penemunya adalah Joseph Black (1728–1799). Black adalah seorang
kimiawan Skotlandia yang merupakan salah satu pendiri kimia panas.ia lahir
16 April 1728. Ia menemukan bahwa ketika es mencair, suhu tidak berubah
mengarah pada gagasan tertentu atau panas laten. Ia juga meneliti dioksida
karbon atau udara tetap apa yang disebut. Penelitian ini menyebabkan
penemuan bikarbonat.
2) Teori Kalor Benyamin Thompson(1753-1814)
Menyatakan bahwa Kalor dapat terjadi akibat adanya suatu gesekan.
Penemunya adalah Benyamin Thompson (1753 – 1814) dari Amerika Serikat.
Thompson melakukan eksperimen pada sifat panas.Rumford menyimpulkan
bahwa panas tidak boleh lebih lama dari getaran antara partikel tubuh..
Suatu zat tidak bisa massal atau tak terbatas.
3) Kalor adalah salah satu bentuk energi
Ditemukan oleh Robert Mayer (1814–1878) Mayer sama sekali mengabaikan
prinsip fundamental grand ditetapkan oleh Siklus Carnot bahwa tidak ada
yang dapat disimpulkan mengenai hubungan antara panas dan kerja dari
eksperimen di mana bahan kerja yang tersisapada akhir operasi dalam
keadaan fisik yang berbeda dari yang di mana ia berada di dimulai. Mayer
juga telah menemu fakta bahwa panas terdiri dari (energi) gerak, masalah
diselesaikan di akhir abad ke-18 oleh Count Rumford dan Humphry Davy.
4) Kesetaraan antara satuan kalor dan satuan energi disebut kalor mekanik.
Digagas oleh James Prescott (1818–1889) Anak Jerry Joule (1784-1858),
seorang pembuat bir kaya, James Prescott Joule lahir dirumah berdampingan
dengan Brewery Joule di New Bailey Street, Salford 24 Desember 1818. Pada
1843 ia menerbitkan hasil percobaan menunjukkan bahwa pemanasan efek
3
yang telah diukur pada tahun 1841 adalah karena generasi panas dalam
konduktor dan tidak mengalihkan dari bagian lain peralatan. Hal ini
merupakan tantangan langsung kepada teori kalori yang berpendapat bahwa
panas tidak bisa diciptakan atau dihancurkan.
5) Dari semua pengertian menurut para ahli, dapat disimpulkan bahwa Panas
adalah energy yang berpindah akibat perbedaan suhu. Panas bergerak dari
daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah. Setiap benda memiliki
energy dalam yang berhubungan dengan gerak acak dari atom-atom atau
molekul penyusunnya. Energy dalam ini directly proporsional terhadap suhu
benda. Ketika dua benda dengan suhu berbeda, mereka akan bertukar energy
internal sampai suhu kedua benda tersebut seimbang. Jumlah energy yang
disalurkan adalah jumlah energy yang bertukar. Kesalahan umum untuk
menyamakn panas dan energy internal.
2. Definisi Bunyi
1) Menurut Arwin Lim, Definisi bioakustik adalah Suatu perubahan mekanik
terhadap zat gas, zat cair atau zat padat sering menimbulkan gelombang
bunyi. Gelombang bunyi ini merupakan vibrasi getaran dari molekul zat dan
saling beradu satu sama lain namun demikian zat tersebut terkoordinasi
menghasilkan gelombang serta mentransmisikan energi bahkan tidak pernah
terjadi pemindahan partikel.
2) Menurut Alifis Corner, Membahas bio-akustik berarti berusaha mengurai
keterkaitan antara bunyi – gelombang bunyi, getaran dan sumber bunyi
dengan kesehatan.
3) Menurut Dr. J. F. Gabriel, Bioakustik berasal dari kata bio dan akustika, bio
artinya hidup atau hayat dan akustika berarti kajian getaran dan bunyi.
Sedangkan menurut istilah akustika berarti bagian pisis pendengaran yang
tercakup dalam suatu bidang. Bioakustik adalah suatu perubahan mekanik
terhadap zat gas, zat cair atau zat padat yang sering menimbulkan gelombang
bunyi. Gelombang bunyi ini merupakan vibrasi atau getaran molekul –
molekul dan saling beradu satu sama lain namun demikian zat tersebut
terkoordinasi menghasilkan gelombang, jadi Bioakustik yaitu ilmu yang
4
mempelajari tentang proses penerimaan pendengaran yang timbul oleh
mahluk hidup.
4) Menurut Mashuri Kaseng, definisi Bioakustik adalah ilmu yang mempelajari
tentang suara yang diproduksi oleh binatang, manusia maupun benda
lainnya. Didalam materi bioakustik ini terdapat adanya getaran, gelombang,
dan bunyi.
5) Menurut Douglas Giancoli Gelombang didefinisikan sebagai
gangguan/usikan yang merambat. Berdasarkan medium perambatan
gelombang gelombang dibedakan mejadi : Gelombang mekanik, dimana
dalam perambatan gelombangnya memerlukan medium, yang disebut sebagai
medium mekanik. Contoh: gelombang tali, air, bunyi. Gelombang
elektromagnetik, dimana gelombang merambat tanpa memerlukan medium.
Contoh: gelombang mikro, gelombang radio, inframerah, cahaya tampak
(visible light), ultraungu, sinar x, sinar g.
3. Definisi Cahaya
1) Teori Emisi oleh Sir Isaac Newton (1642-1722)
Menurut teori emisi Newton, bahwa dari sumber cahaya dipancarkan
partikel-partikel yang sangat kecil dan ringan ke segala arah dengan
kecepatan yang sama besar. Bila mengenai mata, maka kita mendapat kesan
melihat sumber cahaya tersebut.
2) Teori Gelombang oleh Christian Huygens (1629-1665)
Menurut teori Huygens yang menyatakan bahwa cahaya merupakan
gelombang, karena sifat-sifat cahaya mirip dengan sifat-sifat gelombang
bunyi. Perbedaan antara gelombang cahaya dan gelombang bunyi terletak
pada panjang gelombang dan frekuensinya.
3) Percobaan Thomas Young (1773-1829) dan Agustin Fresnell (1788-1827)
Young dan Fresnell menyatakan bahwa cahaya dapat melentur dan
berinterferensi. Peristiwa ini tidak dapat diterangkan oleh teori Emisi
Newton.
5
4) Percobaan Jean Beon Foucault (1819-1868)
Foucault mendapatkan bahwa cepat rambat cahaya dalam zat cair lebih kecil
dibandingkan cepat rambat cahaya di udara. Hal ini bertentangan dengan
teori Emisi Newton.
5) Percobaan Max Karl Ludwig Planck (1858-1947)
Dengan teori dan percobaan radiasi, Max Planck berkesimpulan bahwa
cahaya adalah paket-paket kecil yang disebut kuanta. Teori ini disebut teori
kuantum cahaya. Kuantum energi cahaya disebut foton.
6) Maxwell menyatakan bahwa sesungguhnya cahaya merupakan gelombang
elektromagnetik karena kecepatan gelombang elektromagnetik sama dengan
kecepatan cahaya, yaitu sebesar 3×108 m/s. Gelombang elektromagnetik
tercipta dari perpaduan antara kuat medan listrik dan kuat medan magnet
yang saling tegak lurus. Gelombang elektromagnetik juga termasuk
gelombang transversal, yang ditunjukkan dengan peristiwa polarisasi.
7) Berdasarkan penelitian-penelitian lebih lanjut, cahaya merupakan suatu
gelombang elektromagnetik yang dalam kondisi tertentu dapat berkelakuan
seperti suatu partikel. Sebagai sebuah gelombang, cahaya dapat dipantulkan
dan dibiaskan, serta mengalami polarisasi dan interferensi.
8) Kesimpulannya, Cahaya adalah salah satu bentuk gelombang. Cahaya dapat
merambat di ruang hampa udara karena termasuk jenis gelombang
elektromagnetik. Jadi, cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang dapat
merambat walaupun di ruang hampa sekalipun. Jika cahaya mengenai suatu
benda, seperti halnya gelombang mekanik, cahaya tersebut dapat dipantulkan
dan dibiaskan.
B. HUBUNGAN DENGAN FISIKA
1. Hubungan Panas Dengan Fisika
Fisika adalah ilmu yang mempelajari gejala alam dengan mengumpulkan dan
mencari hubungan di antaranya untuk memperoleh manfaat.Pemahaman Fisika
ditujukan kepada kemampuan mahasiswa untuk memahami hukum-hukum Fisika.
Penerapan Fisika dalam kehidupan sehari-hari, pengembangan Fisika dan
pengembangan kemampuan diri dalam bidang keahlian khusus.
6
Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = ‘panas’ and dynamic =
‘perubahan’) adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses.
Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak
hubungan termodinamika berasal. Pada sistem di mana terjadi proses perubahan
wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan
kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini,
penggunaan istilah “termodinamika” biasanya merujuk pada termodinamika
setimbang. Dengan hubungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses
kuasistatik, yang diidealkan, proses “super pelan”. Proses termodinamika
bergantung-waktu dipelajari dalam termodinamika tak-setimbang. Karena
termodinamika tidak berhubungan dengan konsep waktu, telah diusulkan bahwa
termodinamika setimbang seharusnya dinamakan termostatik.
Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini
tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti
mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecuali
perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. Contohnya
termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20 dan riset
sekarang ini tentang termodinamika benda hitam.
Pada dasarnya, termodinamika adalah ilmu yang mempelajari tentang panas
sebagai energi yang mengalir. Oleh karena itu, sejarah berkembangnya ilmu
termodinamika berawal sejak manusia mulai “memikirkan” tentang panas. Orang
yang pertama kali melakukannya adalah Aristoteles (350 SM). Dia mengatakan
bahwa panas adalah bagian dari materi atau materi tersusun dari panas.
Teori Panas
a. Pengertian Kalor
Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang
menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor berbeda
dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor
merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun
dilepaskan oleh suatu benda.
7
Dari sisi sejarah kalor merupakan asal kata caloric ditemukan oleh ahli
kimia perancis yang bernama Antonnie laurent lavoiser (1743 - 1794). Kalor
memiliki satuan Kalori (kal) dan Kilokalori (Kkal). 1 Kal sama dengan jumlah
panas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air naik 1 derajat celcius.
b. Teori Kalor Dasar :
- Kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepas : Azas Black , Penemu
adalah Joseph Black (1720 - 1799) dari Inggris.
- Kalor dapat terjadi akibat adanya suatu gesekan . Penemunya adalah
Benyamin Thompson (1753 - 1814) dari Amerika Serikat
- Kalor adalah salah satu bentuk energi , Ditemukan oleh Robert Mayer (1814 -
1878)
- Kesetaraan antara satuan kalor dan satuan energi disebut kalor mekanik
digagas oleh James Prescott (1818 - 1889)
c. Aplikasi Kalor Dalam kehidupan Sehari-hari
- Termos
Termos berfungsi untuk menyimpan zat cair yang berada di dalamnya agar
tetap panas dalam jangka waktu tertentu. Termos dibuat untuk mencegah
perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, maupun radiasi. Dinding
termos dibuat sedemikian rupa, untuk menghambat perpindahan kalor pada
termos, yaitu dengan cara: Permukaan tabung kaca bagian dalam dibuat
mengkilap dengan lapisan perak yang berfungsi mencegah perpindahan kalor
secara radiasi dan memantulkan radiasi kembali ke dalam termos, dinding
kaca sebagai konduktor yang jelek, tidak dapat memindahkan kalor secara
konduksi, dan ruang hampa di antara dua dinding kaca, untuk mencegah kalor
secara konduksi dan agar konveksi dengan udara luar tidak terjadi.
- Setrika
Setrika terbuat dari logam yang bersifat konduktor yang dapat
memindahkan kalor secara konduksi ke pakaian yang sedang diseterika.
Adapun, pegangan seterika terbuat dari bahan yang bersifat isolator.
8
- Panci Masak
Panci masak terbuat dari bahan konduktor yang bagian luarnya mengkilap.
Hal ini untuk mengurangi pancaran kalor. Adapun pegangan panci terbuat
dari bahan yang bersifat isolator untuk menahan panas.
Hukum-Hukum Dasar Termodinamika
Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu:
a. Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika
Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan
sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.
b. Hukum Pertama Termodinamika
Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan
energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari
jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan
terhadap sistem.
c. Hukum kedua Termodinamika
Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan
bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk
meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.
d. Hukum ketiga Termodinamika
Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini
menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut,
semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum.
Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna
pada temperatur nol absolut bernilai nol
e. Aplikasi Hukum Termodinamika Dalam Kehidupan Sehari-hari
Aplikasi Hukum Termodinamika
Sistem termodinamika adalah bagian dari jagat raya yang diperhitungkan.
Sebuah batasan yang nyata atau imajinasi memisahkan sistem dengan jagat raya,
yang disebut lingkungan. Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan pada sifat
batas sistem-lingkungan dan perpindahan materi, kalor dan entropi antara sistem
dan lingkungan.
9
Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara
sistem dan lingkungan:
1. Sistem Terisolasi: tak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan
lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi, seperti
tabung gas terisolasi.
2. Sistem Tertutup: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak
terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari
sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran
kerja dengan lingkungan.
3. Sistem Terbuka: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan
lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut
permeabel. Samudra merupakan contoh dari sistem terbuka.
Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari
lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya
penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi
yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem. Terdapat
empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu:
1. Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika
Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang
dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan
lainnya.
2. Hukum Pertama Termodinamika
Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan
perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama
dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja
yang dilakukan terhadap sistem.
Hukum pertama termodinamika adalah suatu pernyataan mengenai
hukum universal dari kekekalan energi dan mengidentifikasikan perpindahan
panas sebagai suatu bentuk perpindahan energi. Pernyataan paling umum dari
hukum pertama termodinamika ini berbunyi: Kenaikan energi internal dari
suatu sistem termodinamika sebanding dengan jumlah energi panas yang
10
ditambahkan ke dalam sistem dikurangi dengan kerja yang dilakukan oleh
sistem terhadap lingkungannya.
Pondasi hukum ini pertama kali diletakkan oleh James Prescott Joule
yang melalui eksperimen-eksperimennya berhasil menyimpulkan bahwa
panas dan kerja saling dapat dikonversikan. Pernyataan eksplisit pertama
diberikan oleh Rudolf Clausius pada 1850: "Terdapat suatu fungsi keadaan E,
yang disebut 'energi', yang diferensialnya sama dengan jumlah kerja yang
dipertukarkan dengan lingkungannya pada suatu proses adiabatik."
Hukum kekekalan energi: Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat
dihancurkan/dihilangkan. Tetapi dapat ditransfer dengan berbagai cara.
Aplikasi: Mesin-mesin pembangkit energi dan pengguna energi. Semuanya
hanya mentransfer energi, tidak menciptakan dan menghilangkan.
3. Hukum Kedua Termodinamika
Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini
menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi
cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati
nilai maksimumnya.
Hukum keseimbangan / kenaikan entropi: Panas tidak bisa mengalir
dari material yang dingin ke yang lebih panas secara spontan. Entropi adalah
tingkat keacakan energi. Jika satu ujung material panas, dan ujung satunya
dingin, dikatakan tidak acak, karena ada konsentrasi energi. Dikatakan
entropinya rendah. Setelah rata menjadi hangat, dikatakan entropinya naik.
Aplikasi: Kulkas harus mempunyai pembuang panas di belakangnya,
yang suhunya lebih tinggi dari udara sekitar. Karena jika tidak Panas dari isi
kulkas tidak bisa terbuang keluar. Formulasi Kelvin-Planck atau hukum
termodinamika kedua menyebutkan bahwa adalah tidak mungkin untuk
membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-
mata mengubah energi panas yang diperoleh dari suatu reservoir pada suhu
tertentu seluruhnya menjadi usaha mekanik. Hukum kedua termodinamika
mengatakan bahwa aliran kalor memiliki arah; dengan kata lain, tidak semua
proses di alam semesta adalah reversible (dapat dibalikkan arahnya). Sebagai
11
contoh jika seekor beruang kutub tertidur di atas salju, maka salju dibawah
tubuh nya akan mencair karena kalor dari tubuh beruang tersebut. Akan tetapi
beruang tersebut tidak dapat mengambil kalor dari salju tersebut untuk
menghangatkan tubuhnya. Dengan demikian, aliran energi kalor memiliki
arah, yaitu dari panas ke dingin. Satu aplikasi penting dari hukum kedua
adalah studi tentang mesin kalor. Mesin kalor adalah sebutan untuk alat yang
berfungsi mengubah energi panas menjadi energi mekanik.
Dalam mesin mobil misalnya, energi panas hasil pembakaran bahan
bakar diubah menjadi energi gerak mobil. Tetapi, dalam semua mesin kalor
kita ketahui bahwa pengubahan energi panas ke energi mekanik selalu
disertai pengeluaran gas buang, yang membawa sejumlah energi panas.
Dengan demikian, hanya sebagian energi panas hasil pembakaran bahan
bakar yang diubah ke energi mekanik. Contoh lain adalah dalam mesin
pembangkit tenaga listrik; batu bara atau bahan bakar lain dibakar dan energi
panas yang dihasilkan digunakan untuk mengubah wujud air ke uap. Uap ini
diarahkan ke sudu-sudu sebuah turbin, membuat sudu-sudu ini berputar.
Akhirnya energi mekanik putaran ini digunakan untuk menggerakkan
generator listrik.
4. Hukum Ketiga Termodinamika
Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut.
Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur
nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati
nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur
kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.
Hukum suhu 0 Kelvin (-273,15 Celcius): Teori termodinamika
menyatakan bahwa panas (dan tekanan gas) terjadi karena gerakan kinetik
dalam skala molekular. Jika gerakan ini dihentikan, maka suhu material tsb
akan mencapai 0 derajat kelvin.
Aplikasi: Kebanyakan logam bisa menjadi superkonduktor pada suhu
sangat rendah, karena tidak banyak keacakan gerakan kinetik dalam skala
molekular yang menggangu aliran elektron.
12
2. Hubungan Bunyi Dengan Fisika
Suara/bunyi adalah bentuk fisik dari adanya gelombang bunyi atau energi
akustik. Bunyi merupakan bentuk tekanan gelombang dan terbentuk oleh vibrasi
yang menghasilkan zona-zona alternatif kompresi (molekul- molekul saling
merapat) dan rarefaksi (molekul-molekul saling menjauh). Gelombang bunyi
dapat dikarateristik berdasarkan amplitudonya (pengukuran intensitas atau
besarnya bunyi) dan frekuensi (f) atau panjang gelombang (λ, lambda), yang
berhubungan dengan laju (c). Panjang gelombang energi akustik di laut sendiri
berkisar antara 50 m dan 1 mm(Supangat, Agus dan Susanna,2003).
Gelombang ini termasuk gelombang mekanik yaitu memerlukan media
perambatannya baik zat padat, cair ataupun gas. Jika dibandingkan dengan cepat
rambat udara, di laut kecepatan rambatnya lebih cepat sebanyak 4 x lipat
dibandingkan dengan cepat rambat di udara. Hal ini diakibatkan oleh partikel air
laut yang lebih rapat dibandingkan dengan udara yang renggang. Sedangkan di
darat cepat rambatnya paling cepat karena kerapatannya yang paling tinggi
diantara media lainnya (Nugroho,Andry. 2011).
Gelombang bunyi lebih besar (frekuensi rendah) dibandingkan gelombang
cahaya yang berarti resolusinya kurang; yaitu objek yang kecil yang dapat
dibedakan (kira-kira tiga panjang gelombang) terlihat sangat besar. Frekuensi
dan panjang gelombang secara terbalik saling proporsional dimana semakin
tinggi frekuensi, semakin pendek gelombang dan sebaliknya. Untuk resolusi
maksimum dengan sistem akustik bawah air, frekuensi tertinggi yang
memungkinkan digunakan. Tetapi atenuasi tergantung pada frekuensi. Atenuasi
paling tinggi pada frekuensi tinggi (gelombang pendek) dan rendah pada
frekuensi rendah (gelombang panjang) (Nugroho,Andry. 2011).
Bagi hewan laut, bunyi merupakan hal yang sangat penting karena bunyi
sangat baik perambatannya di air maka dapat digunakan untuk melacak objek
tertentu dan transmisi informasi. Dengan mendengar bunyi hewan air dapat
mencari mangsa ataupun berkomunikasi dengan hewan sejenisnya seperti paus.
Selain itu adanya bunyi membuat kita dapat mengukur kedalaman serta
13
pemetaan dasar laut, berkomunikasi dengan ikan dan mengetahui letak ikan.
Adapun aplikasi bunyi di lautan dibagi menjadi 2 katagori utama yaitu :
1. System akustik pasif
2. System akustik aktif yang terbagi lagi menjadi
a. 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.
Digunakan sebagai dasar teknik echo-sounding untuk menentukan
kedalaman dan pemetaan dasar laut bertambah maju dengan
berkembangnya peralatan sonar seperti Sea Beam dan Hydrosweep yang
merupakan sistem echo-sounding multi-beam.
b. Telemetri dan Tracking
Lokasi dapat dikenali dan objek dilacak di laut jika dilengkapi dengan
peralatan transmisi akustik. Ini adalah dasar teknologi Sofar (SOund
Fixing And Ranging), digunakan secara meluas untuk tujuan militer seperti
mencari lokasi kapal selam, pesawat terbang yang rusak dan kapal laut
yang tenggelam.
c. Pengukur 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. profil akustik arus Doppler (ADCPs) digunakan untuk
pengukuran kecepatan arus terhadap kedalaman yang kontinu dimana
kapal dalam keadaan bergerak (Nugroho,Andry. 2011).
Gambar 3. Contoh dari SONAR
14
Untuk menggunakan alat-alat diatas kita perlu mengetahui dengan pasti
gelombang suara yang aman digunakan di dalam laut. Beberapa para biologi laut
menyatakan bahwa volume tinggi (190 desibel) frekuensi rendah (60-90 Hz)
bunyi dapat membahayakan ikan paus dan mamalia laut lainnya yang tergantung
pada bunyi untuk komunikasi jarak jauh (Supangat, Agus dan Susanna,2003).
Dengan demikian kita dapat melaksanakan penelitian tanpa menganggu sensor
mamalia laut.
3. Hubungan Cahaya Dengan Fisika
Kecepatan dari sebuah cahaya akan berubah ketika berpindah dari sebuah
medium ke medium yang lain. Dan perubahan kecepatan cahaya disebut indeks
refraksi. Cahaya dapat dideskripsikan menjadi gelombang dan partikel. Sebagai
gelombang, cahaya menghasilkan interferensi dan difraksi. Sebagai partikel,
cahaya dapat diabsorbsikan oleh sebuah molekul tunggal.
Fotometri dan satuan
Fotometri ialah ilmu yang membicarakan tentang pengukuran kwantitas cahaya.
ada beberapa kwantitas cahaya yaitu:
- Kuat Cahaya / Intensitas Cahaya (I)
Jumlah arus cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya tiap satuan sudut
ruang. Satu lilin internasional (Cd = kandela) ialah kuat cahaya yang
memberikan cahaya sebanyak 1/20 x banyaknya cahaya yg dipancarkan oleh
1 cm2 platina pada titik lebur
- Arus Cahaya / Fluks Cahaya (F)
Banyaknya tenaga cahaya yg dipancarkan dari sumber cahaya tiap satuan
waktu. Satuan arus cahaya adalah Lumen (Lm) yg didefinisikan; 1 Lm = arus
cahaya yg dipancarkan dari sumber sekuat 1 kandela dalam 1 stredial
- Kuat Penerangan (E)
Jumlah arus cahaya tiap satuan luas. Satuan penerangan Luks yg didefinisikan
1 Luks sebagai kuat penerangan bidang yg tiap 1 m2 bidang menerima arus 1
Lm, dengan rumus; E = F/A
Ket: F = arus cahaya dalam lumen
A = luas bidang dalam m2
15
E = kuat penerangan dalam Luks
- Terang Cahaya
Besar kuat cahaya tiap cm2 dari luas permukaan sumber cahaya yg terlihat.
Dengan rumus; e = I/A
Ket: e = terang cahaya dalam satuan lilin/cm2 (stilb)
I = kuat cahaya dalam lilin (candela)
A = luas permukaan sumber cahaya
C. HUBUNGAN DENGAN KEPERAWATAN
1. Hubungan Panas Dengan Keperawatan
Penggunaan Energi Panas dalam bidang kesehatan :
Energi di bidang kesehatan digunakan untuk :
- Diagnostik (menemukan penyakit lebih awal)
- Terapi (memberi pengobatan)
Alat bantu untuk diagnostik dan terapi menggunakan energi dalam bentuk :
- Panas
- Radiasi
- Listrik
- Bunyi, dan lain-lain
Sifat energi yang digunakan untuk pengobatan :
- Sifat mematikan
- Sifat menghambat pertumbuhan
- Sifat mengubah sifat genetika
- Sifat memberikan panas
Penggunaan Energi Panas Untuk Diagnostik
Termografi
Termografi = alat diagnostik yang menggunakan energi panas (mendeteksi
temperatur permukaan kulit) ---> memberikan gambaran termogram
Ada 2 jenis :
- Termografi dalam keseimbangan panas
- Termografi dengan fotokonduktivitas infra merah
16
Kulit ---> radiator infra merah yang efisien. Suhu di permukaan kulit
dipengaruhi proses yang menimbulkan panas di jaringan bawah kulit :
peradangan, gangguan sirkulasi darah, tumor aktif.
Termografi dengan prinsip keseimbangan panas
· Dibuat dari lempeng tipis nitrat sellulosa dan dilapisi dengan minyak tipis
pengabsorbsi panas.
· Permukaan kulit yang telah mencapai keseimbangan panas --->warna pada
suhu tertentu.
· Pada kulit normal --->hijau, bila suhu ---> terjadi perubahan warna film
sellulosa dari coklat menjadi kemerah-merah.
Termografi dengan prinsip fotokonduktivitas
a. Dengan menggunakan kamera infra merah, panas yang dipancarkan kulit
berupa radiasi infra merah oleh susunan optis dijatuhkan ke detektor infra
merah menjadi diskontinu.
b. Oleh transduser infra merah diubah menjadi pulsa listrik kemudian diperkuat
dengan amplifier kemudian ditampilkan gambar di layar Cathode Ray
Tube (CRT).
c. Untuk mendapatkan hanya berkas infra merah saja pada transduser dipakai
filter transparan yang hanya melewatkan radiasi infra merah.
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan sebelum melakukan termografi :
- Pakaian penderita harus dilepas sebelum termografi dilakukan
- Penderita sebelumnya ditempatkan pada ruangan dengan suhu 21oC selama
15 menit. Tujuannya untuk adaptasi sebelum termografi dilakukan sehingga
hasil termogram kontras
Gambaran termografi fotokonduktivitas infra merah
a. Gambaran termogram permukaan tubuh dalam keadaan normal adalah
simetris bagian kiri dan kanan.
b. Gambaran termogram dapat berwarna hitam putih :
- Daerah panas gambarnya putih
- Daerah dingin gambarnya hitam
17
c. Termogram berwarna disertai dengan batang penunjuk suhu (temperature
reference bar) terdapat pada bagian bawah layar CRT.
- Batang penunjuk warna dingin : ungu pucat, hijau, biru muda
- Batang penunjuk warna panas : merah, coklat, kuning, putih
d. Warna biru pada 30oC dianggap temperatur normal maksimum sebagai
petunjuk kalibrasi pada suhu lingkungan 21oC.
Gambar rekaman termogram
Ungu
pucatHijau
Biru
mudaBiru Merah Coklat Kuning Putih
27oC 28oC 29oC 30oC 31oC 32oC 33oC 34oC
Hubungan gambaran rekaman dengan daerah pancaran panas dalam tubuh
1. Gambaran termogram yang menunjukkan pancaran panas lebih tinggi dari
sekitarnya (normal) membantu untuk diagnostik.
Contoh :
- Kanker payudara temperaturnya lebih tinggi dari jaringan sekitarnya
1oC.
- Kulit sekitar sendi yang menderita peradangan temperaturnya naik
sampai 5oC.
2. Gambaran termogram dapat menunjukkan lokasi daerah tubuh yang masih
mempunyai sirkulasi darah yang baik à penting untuk amputasi.
3. Dengan membuat termogram berurutan/berseri dapat dilihat kemajuan atau
kemunduran pengobatan.
Penggunaan energi panas untuk pengobatan
1. Energi panas bila mengenai salah satu bagian tubuh akan menaikan
temperatur daerah tersebut.
2. Efek panas tersebut dapat dilihat menurut :
a. Fisika ---> pemuaian ke segala arah
b. Kimia ---> kecepatan reaksi kimia akan meningkat karena reaksi oksidasi
meningkat pada kenaikan temperatur. Permeabilitas membran sel akan
18
meningkat sehingga terjadi peningkatan metabolisme jaringan ---> terjadi
peningkatan pertukaran antara zat kimia tubuh dan cairan tubuh.
c. Biologis ---> merupakan gabungan efek panas fisika dan kimia. Adanya
peningkatan sel darah putih, pelebaran pembuluh darah ---> sirkulasi
darah meningkat
3. Metode yang dipakai untuk transfer energi panas untuk pengobatan :
a. Konduksi
b. Radiasi
c. Elektromagnetis
d. Gelombang ultrasonik
Metode konduksi
Tergantung pada :
- Luas daerah kontak
- Perbedaan temperatur
- Lama melakukan kontak
- Material konduksi panas
Dapat berupa :
- Kantong air panas/botol berisi air panas ---> efisien untuk
pengobatan nyeri daerah perut
- Handuk panas ---> efisien untuk pengobatan sakit otot misalnya
kejang otot
- Mandi uap (Turkish Bath) ---> efisien untuk relaksasi otot untuk
penyegaran
- Lumpur panas (Muds Packs) ---> dapat mengkonduksi panas ke
dalam jaringan dan dapat mencegah kehilangan panas
- Wax Bath/Parafin Bath ---> efisien untuk transfer panas pada
tungkai bawah terutama pada orang tua.
- Electric pads ---> dengan cara melingkari kawat elemen panas
dengan dibungkus asbes.
Metode 1 – 6 dapat dilakukan terhadap pengobatan :
- Neuritis
19
- Sinusitis
- Contusio
- Low back pain
Metode radiasi
- Digunakan untuk pemanasan permukaan tubuh secara radiasi
(pemancaran) seperti pemanasan dengan sinar matahari atau nyala
api.
- Sumber radiasi
- Electric fire ada 2 tipe :
a. Old type fire 750 watt dengan range radiasi antara merah
mendekati infra merah dan panjang gelombang < 15.000 Ao.
b. Pencil bar type menggunakan reflector rectangular dan shape
like acoustic type.
- Infra merah.
a. Untuk mendapatkan infra merah digunakan lampu pijar 250 –
1.000 watt yang diberi filter merah.
b. Gelombang yang digunakan 8.000 – 40.000 nm (1 nm = 10-9)
c. Penetrasi energi/gelombang pada kulit + 3 mm
d. Metode radiasi dengan infra merah secara umum = metode
konduksi panas tapi lebih efektif karena penetrasinya lebih
dalam.
Metode elektromagnetis
Ada 2 metode :
1) Short weve diathermy
- Transfer panas dapat dilakukan ke dalam tubuh dengan 2 cara :
a. Teknik Kondensor
Bagian tubuh sebelah menyebelah diletakkan dua metal plate.
Pada permukaan elektrode diberikan larutan elektrolit. Dengan
adanya aliran bolak balik (AC) molekul-molekul dalam tubuh
menjadi gitasi akibat kenaikan temperatur. Hal ini sesuai
dengan hukum Joule :
20
Dimana
H = energi panas (kalori)
V = voltage (volt)
I = arus (ampere)
T = waktu (detik)
J = ekivalen Joule (1 Joule = 0,239 kalori = 0,738 ft/lb)
b. Inductothermy
Bagian tubuh yang akan dipanasi dililitkan dengan kabel
kemudian dialirkan listrik. Dengan cara ini jaringan tubuh
tidak berada dalam sirkuit tetapi terletak dalam medan magnet
dari suatu koil. Aliran bolak-balik di dalam koil akan
menimbulkan medan magnet bolak-balik di dalam
jaringan à timbul panas di daerah yang bersangkutan.
- Frekuensi yang digunakan pada short wave diathermy 1 MHz
sudah cukup untuk memanaskan jaringan.
- Kegunaan short wave diathermy :
a. kram otot (muscle spam)
b. nyeri intervertebral
c. penyakit degeneratif persendian
d. bursitis (radang bursa)
2) Micro Wave Diathermy
- Lebih mudah dibandingkan short wave diathermy.
- Micro wave diathermy termasuk gelombang radio dengan ossilasi
pada frekuensi yang sangat tinggi.
- Energinya terletak antara short wave diathermy dan infra
merah.Pada tahun 1940 à frekuensi 900 MHz lebih efektif dan
dihasilkan dengan memakai magnetron.
- Penyakit yang memerlukan pengobatan micro wave diathermy :
a. Patah tulang (fracture)
b. Keseleo (sprain)
c. Bursitis
21
d. Radang tendon
2. Hubungan Bunyi Dengan Keperawatan
a) Alat Pendengaran
Telinga merupakan alat penerima gelombang suara atau udara kemudian
diubah menjadi sinyal listrik dan diteruskan ke korteks pendengaran melalui
saraf pendengaran. Telinga mempunyai reseptor khusus untuk mengenali getaran
bunyi dan untuk keseimbangan. Ada tiga bagian utama dari telinga manusia,
yaitu bagian telinga luar, telinga tengah, dan telinga dalam.Telinga luar
berfungsi menangkap getaran bunyi, dan telinga tengah meneruskan getaran dari
telinga luar ke telinga dalam. Reseptor yang ada pada telinga dalam akan
menerima rarigsang bunyi dan mengirimkannya berupa impuls ke otak untuk
diolah.
Susunan Telinga
Telinga tersusun atas tiga bagian yaitu telinga luar, telinga tengah, dan
telinga dalam.
1) Telinga luar
Telinga luar terdiri dari daun telinga, saluran luar, dan membran timpani
(gendang telinga).
Daun telinga manusia mempunyai bentuk yang khas, mendukung
fungsinya sebagai penangkap dan pengumpul getaran suara. Saluran luar yang
dekat dengan lubang telinga dilengkapi dengan rambut-rambut halus yang
menjaga agar benda asing tidak masuk, dan kelenjar lilin yang menjaga agar
permukaan saluran luar dan gendang telinga tidak kering.
Membran timpani tebalnya 0,1 mm, luas 65 mm2, mengalami vibrasi dan
diteruskan ke telinga tengah
2) Telinga tengah
Bagian ini merupakan rongga yang berisi udara untuk menjaga tekanan udara
agar seimbang. Di dalamnya terdapat saluran Eustachio yang
menghubungkan telinga tengah dengan faring.
22
Suara yang masuk itu, 99% mengalami refleksi dan hanya 0,1 % saja yang
ditransmisi. Telinga tengah ini memiliki peranan proteksi. Karena adanya
tuba eustachi yang mengatur tekanan didalam telinga, dimana eustachi
berhubungan langsung dengan mulut.
3) Telinga dalam
Telinga dalam (labirin) adalah suatu struktur yang kompleks, yang terdiri dari
2 bagian utama:
• Koklea (organ pendengaran)
• Kanalis semisirkuler (organ keseimbangan).
Koklea merupakan saluran berrongga yang berbentuk seperti rumah
siput, terdiri dari cairan kental dan organ corti, yang mengandung ribuan sel-
sel kecil (sel rambut) yang memiliki rambut yang mengarah ke dalam cairan
tersebut.
Getaran suara yang dihantarkan dari tulang pendengaran di telinga
tengah ke jendela oval di telinga dalam menyebabkan bergetarnya cairan dan
sel rambut. Sel rambut yang berbeda memberikan respon terhadap frekuensi
suara yang berbeda dan merubahnya menjadi gelombang saraf. Gelombang
saraf ini lalu berjalan di sepanjang serat-serat saraf pendengaran yang akan
membawanya ke otak. Walaupun ada perlindungan dari refleks akustik, tetapi
suara yang gaduh bisa menyebabkan kerusakan pada sel rambut. jika sel
rambut rusak, dia tidak akan tumbuh kembali.
Jika telinga terus menerus menerima suara keras maka bisa terjadi
kerusakan sel rambut yang progresif dan berkurangnya pendengaran.
b) Ultrasonik dalam Bidang Medis
Bunyi ultrasonik dihasilkan oleh magnet listrik dan kristal plezo elektrik
dengan frekuensi diatas 20.000 Hz.
Magnet listrik adalah batang feromagnet dilingkari kawat kemudian
dialiri listrik yang dan menghasilkan ultrasonik.
Piezo elektrik
Kristal piezo electric ditemukan oleh Piere Curie dan Jacques pada
tahun sekitar 1880; tebal kristal 2, 85 mm. apabila kristal piezo electric dialiri
23
tegangan listrik maka lempengan kristal akan mengalami vibrasi sehingga
timbul frekuensi ultra; demikian pula vibrasi kristal akan menimbulkan
listrik. Berdasarkan sifat itu maka kristal electric dipakai sebagai transduser
pada ultrasonografi (USG).
a. Prinsip dan Efek Penggunaan Ultrasonik
Efek Doppler merupakan dasar penggunaan ultrasonik yaitu terjadi
perubahan frekuensi akibat adanya pergerakan pendengar atau
sebaliknya; dan getaran bunyi yang dikirim ke tempat tertentui (ke objek)
akan direfleksi oleh objek itu sendiri.
Efek gelombang ultrasonik :
a. Mekanik
Efek secara mekanik yaitu membentuk emulsi asap/awan dan
disintegrasi beberapa benda padat, dipakai untuk menentukan lokasi
batu empedu.
b. Panas
Nelson Heerich dan Krusen, menunjukkan 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 peningkatan
permeabilitas membran sel dan kapiler serta merangsang aktifitas sel.
Sesuai hukum Van’t Hoff (menimbulkan panas) otot mengalami
paralyse dan sel-sel hancur; bakteri, virus dapat mengalami
24
kehancuran. Selain itu menyebabkan keletihan pada tubuh manusia
apabila daya ultrasonik ditingkatkan.
b. Frekuensi Dan Daya Ultrasonik
- Untuk diagnostik: f = 1-5 MHz,daya = 0,01 W/cm2
- Untuk pengobatan: daya sampai 1 W/cm2
- Untuk merusak sel-sel/jaringan kanker: daya 103 W/cm2
c. Ultrasonik Sebagai Pelengkap Diagnosis
Berkaitan dengan efek yang ditimbulkan gelombang ultrasonik dan sifat
gelombang bunyi ultra maka gelombang ultrasonik dipergunakan sebagai
diagnosis dan pengobatan.
CRT (Ossiloskop)
Kristal piezo electric yang bertindak sebagai transduser mengirim
gelombang ultrasonik mencapai pada dinding berlawanan, kemudian
gelombang bunyi dipantulkan dan diterima oleh transduser tersebut pula.
Transduser yang menerima gelombang balik akan diteruskan ke amplifier
berupa gelombang listrik kemudian gelombang tersebut ditangkap oleh
CRT (ossiloskop).
Bunyi yang dihasilkan oleh piezo electric melalui transduser akan
dipantulkan dan diterima oleh transduser. Gerakan transduser mula-mula
akan menghasilkan echo dapat dilihat adanya dot (dot ini disimpan pada
CRT) kemudian transduser digerakkan kearah lain menghasilkan echo
pula sehingga kemudian tercipta suatu gambaran dua dimensi.
MRI (Magnetic Resonance Imaging) dan USG (Ultrasonography)
MRI adalah salah satu cara pemotretan organ tubuh menggunakan
resonansi magnetis. Sistem kerjanya adalah pasien berbaring dalam
sebuah tabung. Kemudian gelombang bunyi ultrasonik ditembakkan ke
tubuhnya. Gema dari gelombang bunyi itu akan mencitrakan gambar
tubuh bagian dalam pasien. Gelombang ultrasonik juga dapat mendeteksi
keadaan bayi dalam kandungan, yang dikenal dengan sebutan USG.
25
Pada dasarnya, prinsip kerja dari MRI dan USG adalah sama.
Sebuah pulsa singkat dari bunyi ultra dipancarkan oleh sebuah
transduser. transduser adalah sebuah alat yang dapat mengubah pulsa
listrik menjadi pulsa bunyi. Sebagian dari pulsa dipantulkan pada
berbagai permukaan dalam tubuh, dan sebagian besar akan diteruskan.
Transduser yang sama digunakan juga untuk mendeteksi pulsa listrik.
Pilsa-pulsa ini dapat diperlihatkan pada layar monitor.
Penggunaan citra bunyi ini merupakan kemajuan yang sangat
penting dalam bidang medis. Penggunaan bunyi ultra, dalam banyak
kasus, telah menggantikan prosedur lain yang berbahaya, seperti
penggunaan sinar X. Tidak ada bukti efek yang berbahaya dari
penggunaan bunyi ultra ini, sehingga sering dikenal dengan pengujian
yang tidak merusak (non destructive testing).
d. Hal-Hal Yang Didiagnosis Dengan Ultrasonik
Ultrasonik dapat dipergunakan untuk beberapa diagnosis, diantaranya:
1. Mendiagnosis tumor otak (echo encephalo graphy), memberi
informasi tentang penyakit-penyakit mata, daerah / lokasi yang dalam
dari bola mata, menentukan apakah cornea atau lensa yang opaque
atau ada tumor-tumor retina.
2. Untuk memperoleh informasi struktur dalam dari tubuh manusia.
Misalnya hati, lambung, usus, mata, mamma, jantung janin.
3. Untuk mendeteksi kehamilan sekitar 6 minggu, kelainan dari uterus/
kandung peranakan dan kasus-kasus perdarahan yang abnormal serta
treatened abortus (abortus yang sdang berlangsung).
4. Memberi informasi tentang jantung, valvula jantung, pericardial
effusion (timbunan zat cair dalam kantong jantung).
e. Penggunaan Ultrasonik Dalam Pengobatan
Sebagaimana telah diketahui bahwa ultrasonik mempunyai efek
kimia dan biologi maka ultrasonik dapat dipergunakan dalam
pengobatan. Ultrasonik memberi efek kenaikan temperature dan
peningkatan tekanan; efek ini timbul karena jaringan mengabsorpsi
26
energi bunyi dengan demikian ultrasonik dipakai sebagai diatermi/
pemanasan lokal pada otot yang cedera.
Selain itu ultrasonik dapat dipakai untuk menghancurkan jaringan
ganas (kanker). Sel-sel ganas akan hancur pada beberapa bagian
sedangkan di daerah lain kadang-kadang menunjukkan rangsangan
pertumbuhan ; masih diselidiki lebih lanjut.
Pada penderita Parkinson, penggunaan ultrasonik dalam pengobatan
sangat berhasil namun sangat disayangkan untuk memfokuskan bunyi
kearah otak sangat sulit. Sedangkan pada penyakit meniere dimana
keadaan penderita kehilangan pendengaran dan keseimbangan, apabila
diobati dengan ultrasonik dikatakan 95 % berhasil baik, ultrasonik
menghansurkan jaringan dekat telinga tengah.
c) Bising
Bising ialah bunyi yang tidak dikehendaki yang merupakan aktivitas alam
(bicara, pidato) maupun buatan (bunyi mesin) dan dapat menggangu kesehatan,
kenyamanan serta dapat menimbulkan ketulian yang bersifat relatif. Alat ukur
kebisingan adalah sound level meter.
1) Pembagian Kebisingan
Berdasarkan frekuensi, tingkat tekanan, tingkat bunyi dan tenaga bunyi, maka
bising dibagi dalam 3 katagori :
a. Audible noise (bising pendengaran)
Bising ini disebabkan oleh frekuensi bunyi antara 31,5 – 8.000 Hz
b. Occupational noise ( bising yang berhubungan dengan pekerjaan)
Bising ini disebabkan oleh bunyi mesin di tempat kerja, bising dari mesin
ketik.
c. Impuls noise (impact noise = bising impulsif)
Bising yang terjadi akibat adanya bunyi yang menyentak, misalnya
pukulan palu, ledakan meriam, tembakan dan lain – lain
Berdasarkan waktu terjadinya, maka bising dibagi dalam beberapa jenis :
· Bising kontinyu dengan spektrum luas, misalnya karena mesin, kipas
angin
27
· Bising kontinyu dengan spektrum sempit, misalnya bunyi gergaji,
penutup gas
· Bising terputus – putus, misalnya lalu lintas, bunyi kapal terbang di udara
· Bising sehari penuh (full noise time)
· Bising setengah hari (part time noise)
· Bising terus – menerus (steady noise)
· Bising impulsive (impuls noise) ataupun bising sesaat (letupan)
2) Pengaruh Bising pada Kesehatan
a. Hilangya pendengran sementara
b. Kebal atau imun terhadap bising
c. Telinga berdengung
d. Kehilangan pendengaran menetap, biasanya dimulaidari frekuensi 4000
Hz
3) Daftar Skala Intensitas Kebisingan
Tingkat
kebisinganIntensitas (dB) Batas dengar tertinggi
Menulikan 100-120 Halilintar
Meriam
Mesin uap
Sangat hiruk
pikuk
80-90 Jalan hiruk pikuk
Perusahaan sangat gaduh
Pluit polisi
Kuat 60-70 Kantor gaduh
Jalan pada umumnya
Radio
Perusahaan
Sedang 40-50 Rumah gaduh
Kantot umunya
Percakapan kuat
Radio perlahan
28
Tenang 20-30 Rumah tenag
Kantoer perorangan
Auditorium
Percakapan
Sangat tenang 0-10 Bunyi daun
Berbisik
Batas dengar terendah
4) Pencegahan Ketulian dari Proses Bising
Prinsip pencegahan ketulian dari proses bising adalah menjauhi dari sumber
bising. Untuk tujuan itu dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut.
a. Memberikan pelumas dan peredam pada mesin yang menghasilkan bising
b. Menggunakan tembok pemisah antara sumber bising dengan tempat
kerja.
c. Menggunakan pelindung telinga
3. Hubungan Cahaya Dengan Keperawatan
a. Di bidang kedokteran salah satu manfaat gelombang cahaya digunakan
untuk rontgen.
b. Digunakan sinar ultraviolet untuk menjaga kesehatan kulit (asalkan tidak
terlalu panas).
c. Digunakan oleh tumbuhan dari energi cahaya menjadienergi kimia dalam
proses sintesis makanan.
d. Digunakan untuk alat-alat kecantikan seperti sinar UV untuk menghilangkan
flek-flek hitam di wajah, selulit, dll.
Penggunaan sinar / cahaya dalam bidang keperawatan
Sinar tampak
Digunakan untuk mengetahui secara langsung apakah bagian-bagian tubuh
baik luar maupun dalam mengalami suatu kelainan
- Transilluminasi
Transmisi cahaya melalui jaringan tubuh,untuk mengetahui ada tidaknya
gejala hidrosefalus atau kelainan lain dalam tubuh, menentukan
29
pneumetoraks, kelainan testes dan payudara. Cahaya masuk,dihamburkan
sedemikian rupa sehingga membentuk cahaya spesifik
- Endoskop
Alat untuk melihat ruang di dalam tubuh. Terdiri dari fiberglas dan
lampu. Sinar-sinar yg melalui fiberglas akan dipantulkan secara
sempurna sehingga gambaran dalam tubuh akan terlihat
- Sitoskop
Alat untuk melihat struktur di dalam kandung kencing
- Protoskop
Alat yg dipergunakan melihat struktur rektum (dubur)
- Bronkhoskop
Alat untuk melihat bronkhus paru-paru
Ultra ungu
- Dipakai untuk sterilisasi oleh karena punya sifat bakterisid
- Punya efek terhadap kulit dalam hal pembentukan vitamin D
- Dapat menyebabkan kulit kemerah-merahan (erithema)
- Menyebabkan foto keratitis dan katarak pada lensa mata dan cairan mata
bisa mengalami fluoresen yg bersifat sementara tanpa perubahan
patologis
- Sumber : cahaya matahari, tekanan rendah lampu merkuri, lampu
matahari/sun lamp, dan lampu cahaya hitam
- Spektrum ungu ultra dari lampu :
a. Lampu merkuri tekanan rendah (253 nm)
b. Lampu merkuri tekanan tinggi (200-230 nm)
c. Lampu fluoresen ( >320 nm)
d. Lampu cahaya hitam (366 nm)
Infra merah
- Dihasilkan dari lampu berfilter merah dengan daya 250 watt, 750 watt,
sinar matahari, emisi lampu pijar, lampu fluoresen dan temperatur tinggi
dari kompor listrik
30
- Kegunaan :
a. Sebagai diatermi pada penderita artritis
b. Emisi infra red fotografi, dimana radiasi tubuh ditangkap/dideteksi
sebagai thermogram
c. Reflective infra red photography, menggunakan panjang gelombang
700-900 nm untuk penunjuk vena pada kulit
d. Untuk fotografi terhadap pupil mata tanpa rangsangan
- Efek terhadap mata dan kulit :
a) panjang gelombang > 1,5 nm tubuh akan opaque
b) pada 1,3 - 1,5 nm sukar melewati jaringan mata dan hanya diserap saja
c) pada 1,1 um energi akan ditransmisi melalui kornea dan masuk retina
d) pada 0,75 - 1,3 um kulit yg terkena radiasi sehingga menjadi
transparan
Sinar biru
Energi sinar diserap oleh molekul tertentu secara selektif. Suatu sumber
cahaya yang mempunyai keluaran dengan panjang gelombang sekitar 415
nm dimana photoporphyrin III yang dihasilkan bakteri Staphylococcus
aureus sensitif terhadap panjang gelombang cahaya tersebut. blue LEDs
mempunyai unit operasi panjang gelombang 415 nm dan daya 40 mW/cm2.
(terapi untuk bakteri jenis jerawat). Color therapy (pengobatan warna) ; alat
yg dapat membangkitkan panjang gelombang tertentu (merah, hijau, biru,
kuning) kemudian menggunakan elektroda yg diletakkan pada penderita
untuk pengobatan . Terapi warna merupakan bentuk fototerapi, yg berwarna
memberikan sinar cahaya ke berbagai bagian tubuh. Ketika mata melihat
sinar berwarna cahaya, energi cahaya diubah menjadi impuls listrik, yang
perjalanan melalui otak, memicu pelepasan hormon seperti serotonin dan
endorfin, yang membantu untuk meningkatkan suasana hati dan
meringankan rasa sakit. Keempat biasanya digunakan adalah warna merah,
biru, ungu, dan putih. Terapi Warna sangat santai dan biasanya berlangsung
antara 15 menit dan 1 jam.
31
BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
1) Kesimpulan yang dapat ditarik dari keseluruhan pendapat para ahli, yaitu :
Panas adalah energy yang berpindah akibat perbedaan suhu. Panas bergerak
dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah. Setiap benda memiliki
energy dalam yang berhubungan dengan gerak acak dari atom-atom atau
molekul penyusunnya. Energy dalam ini directly proporsional terhadap suhu
benda. Ketika dua benda dengan suhu berbeda bergandebgab, mereka akan
bertukar energy internal sampai suhu kedua benda tersebut seimbang.
Bunyi merupakan ilmu yang mempelajari tentang suara yang diproduksi
oleh binatang, manusia maupun benda lainnya, bunyi merupakan vibrasi getaran
dari molekul zat dan saling beradu satu sama lain namun demikian zat tersebut
terkoordinasi menghasilkan gelombang serta mentransmisikan energi bahkan
tidak pernah terjadi pemindahan partikel.
Cahaya adalah salah satu bentuk gelombang. Cahaya dapat merambat di
ruang hampa udara karena termasuk jenis gelombang elektromagnetik.
Jadi, cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang dapat merambat walaupun
di ruang hampa sekalipun. Jika cahaya mengenai suatu benda, seperti halnya
gelombang mekanik, cahaya tersebut dapat dipantulkan dan dibiaskan.
2) Hubungan panas, bunyi dan cahaya dengan fisika
Penerapan panas
- Termos
- Setrika
- Panci Masak
Penerapan bunyi
1. System akustik pasif
2. System akustik aktif yang terbagi lagi menjadi
a. SONAR (Sound Navigation And Ranging)
32
b. Telemetri dan Tracking
c. Pengukur arus
Penerapan cahaya
Kecepatan dari sebuah cahaya akan berubah ketika berpindah dari sebuah
medium ke medium yang lain. Dan perubahan kecepatan cahaya disebut indeks
refraksi. Cahaya dapat dideskripsikan menjadi gelombang dan partikel. Sebagai
gelombang, cahaya menghasilkan interferensi dan difraksi. Sebagai partikel,
cahaya dapat diabsorbsikan oleh sebuah molekul tunggal.
Ada beberapa kwantitas cahaya yaitu:
- Kuat Cahaya / Intensitas Cahaya (I)
- Arus Cahaya / Fluks Cahaya (F)
- Kuat Penerangan (E)
- Terang Cahaya
3) Hubungan panas, bunyi dan cahaya dengan keperawatan
Penggunaan Energi Panas dalam bidang kesehatan :
Energi di bidang kesehatan digunakan untuk :
- Diagnostik (menemukan penyakit lebih awal)
- Terapi (memberi pengobatan)
Alat bantu untuk diagnostik dan terapi menggunakan energi dalam bentuk :
- Panas
- Radiasi
- Listrik
- Bunyi, dan lain-lain
Sifat energi yang digunakan untuk pengobatan :
- Sifat mematikan
- Sifat menghambat pertumbuhan
- Sifat mengubah sifat genetika
- Sifat memberikan panas
Hubungan bunyi dengan kesehatan
Getaran suara/bunyi yang dihantarkan dari tulang pendengaran di telinga
tengah ke jendela oval di telinga dalam menyebabkan bergetarnya cairan dan sel
33
rambut. Sel rambut yang berbeda memberikan respon terhadap frekuensi suara
yang berbeda dan merubahnya menjadi gelombang saraf. Gelombang saraf ini
lalu berjalan di sepanjang serat-serat saraf pendengaran yang akan membawanya
ke otak. Walaupun ada perlindungan dari refleks akustik, tetapi suara yang
gaduh bisa menyebabkan kerusakan pada sel rambut. jika sel rambut rusak, dia
tidak akan tumbuh kembali.
Jika telinga terus menerus menerima suara keras maka bisa terjadi
kerusakan sel rambut yang progresif dan berkurangnya pendengaran.
Penggunaan sinar / cahaya dalam bidang keperawatan
Sinar tampak
Digunakan untuk mengetahui secara langsung apakah bagian-bagian tubuh
baik luar maupun dalam mengalami suatu kelainan
Ultra ungu
Dipakai untuk sterilisasi oleh karena punya sifat bakterisid
Infra merah
Dipakai untuk fotografi terhadap pupil mata tanpa rangsangan
Sinar biru
B. SARAN
Penyusun menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh
karenanya penyusun berharap agar pembaca berkenan memberikan kritik dan saran
demi kesempurnaan di masa mendatang.
34
REFERENSI
Giancoli. 2001. Fisika Universitas Jilid 1. Erlangga : Jakarta.
http://dyaretno.blogspot.com/2013/04/kaitan-cahaya-dan-bunyi-terhadap.html
http://fisikaiwan.blogspot.com/2013/11/fisika-terapan-teori-panas-dan-hukum.html
http://imroatuss.blogspot.com/p/penggunaan-energi-panas.html
http://riescawardhani.blogspot.com/2012/04/fisika-mata-dan-penglihatan-
cahaya.html
http://sellynovianty.blogspot.com/2013/06/tugas-bioakustik.html
http://woodshole.er.usgs.gov
http://www.google.com/2012/11/23/teori-panas-kalor-dunia/
http://www.slideshare.net/pramitasylvia/sejarah-perkembangan-suhu-dan-kalor-ppt
http://www.slideshare.net/septianraha/hubungan-antara-panas-bunyi-cahaya-dalam-
http://yudhipri.wordpress.com/2010/07/05/thermodinamika-maglev-dunia/
keperawatan?from_action=save
https://thefuturisticlovers.wordpress.com/2011/05/28/fisika-bahasan-bio-optik/
35