Apakah kamu pernah mendengar istilah gelombang ultrasonik? Mungkin bagi sebagian orang istilah ini terdengar asing, namun gelombang ultrasonik adalah salah satu penemuan penting dalam dunia sains yang sangat berpengaruh dalam kehidupan sehari-hari. Gelombang ini tidak bisa kita dengar dengan telinga biasa, namun manfaatnya terasa di berbagai bidang seperti kesehatan, industri, hingga ekosistem alam. Mari kita berkenalan lebih dalam dengan gelombang ultrasonik dan mengapa ia begitu luar biasa!
Apa Itu Gelombang Ultrasonik?
Gelombang ultrasonik adalah jenis gelombang suara yang frekuensinya lebih tinggi dari batas pendengaran manusia, yaitu di atas 20.000 Hertz (Hz). Manusia hanya bisa mendengar suara dengan frekuensi antara 20 Hz hingga 20.000 Hz, sehingga gelombang ultrasonik berada di luar kemampuan kita untuk mendeteksi dengan telinga. Namun, meskipun kita tidak dapat mendengarnya, banyak hewan seperti kelelawar, anjing, dan lumba-lumba sangat bergantung pada gelombang ini untuk berkomunikasi dan menemukan mangsanya.
Gelombang ultrasonik bekerja seperti gelombang suara biasa mereka merambat melalui medium (udara, air, padat), menghasilkan getaran di sekitar mereka. Namun karena frekuensinya yang sangat tinggi, gelombang ini memiliki sifat unik seperti dapat menembus objek padat dan memberikan gambaran rinci dari dalam objek tersebut.
Bagaimana Gelombang Ultrasonik Bekerja?
Salah satu prinsip dasar dari gelombang ultrasonik adalah pemantulan. Ketika gelombang ultrasonik mengenai objek, ia akan dipantulkan kembali, mirip seperti gema. Proses ini sangat penting karena memungkinkan kita "melihat" apa yang ada di balik permukaan benda, yang tidak bisa dilakukan dengan gelombang suara biasa.
Misalnya, dalam alat ultrasonografi (USG) yang sering digunakan di dunia medis, gelombang ultrasonik dipancarkan ke dalam tubuh manusia. Gelombang tersebut akan memantul kembali ketika mengenai jaringan tubuh dengan kepadatan yang berbeda, kemudian komputer akan mengolah data pantulan ini menjadi gambar. Inilah mengapa dokter bisa melihat janin dalam kandungan ibu atau memeriksa organ-organ internal dengan aman dan non-invasif!
Penerapan Gelombang Ultrasonik dalam Kehidupan Sehari-hari
Kamu mungkin tidak menyadarinya, tetapi gelombang ultrasonik ada di sekitar kita dan digunakan di banyak bidang yang penting. Berikut adalah beberapa aplikasi menarik dari gelombang ultrasonik:
1. Di Dunia Medis: USG dan Terapi
Seperti yang sudah disinggung, USG adalah salah satu penerapan paling populer dari gelombang ultrasonik di dunia medis. Teknologi ini memungkinkan dokter melihat organ dalam tubuh tanpa harus melakukan pembedahan. Selain itu, USG digunakan dalam berbagai jenis diagnostik, dari kehamilan hingga pemeriksaan hati, ginjal, atau jantung.
Namun, USG bukan satu-satunya cara gelombang ultrasonik digunakan di dunia medis. Ada juga terapi ultrasonik, di mana gelombang ultrasonik digunakan untuk mengobati beberapa kondisi seperti nyeri otot dan sendi. Gelombang ini menghasilkan panas yang bisa meredakan peradangan dan meningkatkan sirkulasi darah, membantu pemulihan jaringan tubuh.
2. Di Bidang Industri: Pembersihan dan Inspeksi
Gelombang ultrasonik juga sangat berguna dalam dunia industri. Salah satu contohnya adalah pembersihan ultrasonik, di mana gelombang ini digunakan untuk membersihkan peralatan dan benda-benda kecil yang sulit dijangkau. Getaran frekuensi tinggi dari gelombang ultrasonik dapat membersihkan partikel-partikel kotoran mikroskopis dari benda tanpa merusaknya, seperti kacamata, perhiasan, atau komponen elektronik kecil.
Selain itu, gelombang ultrasonik digunakan untuk inspeksi material, terutama dalam mendeteksi keretakan atau cacat pada logam atau struktur padat lainnya. Dengan menggunakan prinsip pantulan, gelombang ultrasonik dapat mendeteksi celah yang tidak terlihat di permukaan luar. Teknologi ini sangat penting dalam industri penerbangan dan konstruksi, di mana keamanan dan kekuatan material adalah prioritas utama.
3. Di Alam: Navigasi Hewan
Gelombang ultrasonik juga menjadi alat penting dalam dunia hewan. Kelelawar adalah contoh yang paling terkenal. Hewan ini menggunakan teknik ekolokasi, memancarkan gelombang ultrasonik dari mulutnya dan mendengarkan pantulan suara untuk mengetahui posisi objek di sekitarnya, seperti mangsa atau rintangan.
Selain kelelawar, lumba-lumba juga menggunakan gelombang ultrasonik untuk berkomunikasi dan berburu. Gelombang ini memungkinkan mereka berkomunikasi dalam jarak jauh di bawah air, yang menjadi alat navigasi mereka di lautan yang luas.
4. Pengukuran Partikel dalam Sistem Suspensi
Penggunaan gelombang ultrasonik terus berkembang dan kini banyak dimanfaatkan dalam analisis pengukuran partikel dalam sistem suspensi. Hal ini sangat penting dalam berbagai aplikasi, seperti karakterisasi material, analisis korosi, hingga pengendalian proses industri. Dalam hal ini, gelombang ultrasonik memungkinkan pengukuran ukuran partikel dalam sistem koloid dan suspensi, yang sebelumnya sulit dilakukan dengan metode optik tradisional karena keterbatasan material yang bisa dianalisis.
Teknologi ini bekerja dengan dua teknik utama, yaitu pengukuran kecepatan dan/atau atenuasi suspensi koloid serta pengukuran spektra atenuasinya. Koefisien atenuasi dan spektrum ini sering digunakan untuk aplikasi non-destruktif, seperti pengukuran ukuran buliran baja, konsentrasi slurry, serta kecepatan aliran fluida. Salah satu contoh pengembangan inovasi ini adalah pengukuran ukuran partikel zirconia dalam suspensi air menggunakan gelombang ultrasonik dengan frekuensi 2,1 MHz, di mana koefisien atenuasi dan waktu tempuh gelombang dikorelasikan dengan ukuran partikel. Pengukuran ini memungkinkan pemantauan yang lebih cepat, murah, dan non-destruktif, menjadikannya sangat ideal untuk berbagai aplikasi industri dan riset ilmiah.
Gelombang Ultrasonik dan Masa Depan Teknologi
Dengan semakin berkembangnya teknologi, potensi gelombang ultrasonik semakin luas dan menarik. Salah satu inovasi terkini adalah dalam bidang satelit dan kendaraan otonom. Gelombang ultrasonik bisa digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi benda-benda di sekitar kendaraan tanpa perlu menggunakan radar atau kamera, yang bisa terganggu oleh kondisi cuaca.
Di masa depan, gelombang ultrasonik mungkin akan digunakan dalam berbagai aspek kehidupan kita, termasuk dalam robotika, pemantauan lingkungan, hingga teknologi kesehatan yang lebih canggih. Bayangkan, kita mungkin akan memiliki alat yang bisa mendeteksi penyakit secara dini hanya dengan memancarkan gelombang ultrasonik ke tubuh kita!
Kesimpulan
Gelombang ultrasonik adalah teknologi yang luar biasa dengan banyak aplikasi yang mengubah dunia kita. Meskipun tidak bisa didengar oleh telinga manusia, gelombang ini memberikan kemampuan untuk "melihat" hal-hal yang tersembunyi dan memberikan solusi dalam berbagai bidang mulai dari kesehatan, industri, hingga navigasi hewan. Dengan potensinya yang terus berkembang, gelombang ultrasonik membawa kita menuju masa depan teknologi yang lebih canggih dan serba efisien.
Seru, kan? Meski gelombang ini "tak terlihat" dan "tak terdengar", manfaatnya terasa nyata di dunia kita. Jadi, lain kali ketika kamu mendengar kata "ultrasonik," kamu tidak akan lagi merasa asing, melainkan langsung membayangkan berbagai keajaiban yang bisa dilakukan oleh teknologi ini!
daftar pustaka:
Nowacki, K. 2009. Possibility Of Determining Steel Grain Size Using Ultrasonic Waves. Metalurgija 48 (2009) 2, 113-115.
Palanichamya, P. Srin nivasana, V.S. Jayakumara, T. Rajendran, V. 2013. Microstructural Characterization of Fatigue and Creep Fatigue Damaged 316L(N) Stainless Steel Through Ultrasonic Measurements. Procedia Engineering 55 (2013) 154 -- 159
Smith, R.L. Reynolds, W.N. and Wadley, H.N.G. 1981. Ultrasonic attenuation and microstructure in low-carbon steels. Metal Science (15). 554-558.
Stolojanu, V. Prakash, A. 2001. Characterization of slurry systems by ultrasonic techniques. Chemical Engineering Journal 84 (2001) 215--222.
Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H
