Friday 10 January 2014

Fenomena Suara dan Mekanisme Biofisika Mendengar


Mendengar adalah sebuah proses biophysical, dimana dunia fisik dari suara berinteraksi dengan dunia biologis dari sel-sel, saraf-saraf, serta komunikasi kimiawi. Tabel berikut ini menunjukkan beberapa konsep-konsep fisik berkaitan dengan suara dan pendengaran seperti halnya beberapa konsep biologis umum yang diterapkan.

Konsep-konsep fisika dan biologi yang berkaitan dengan pendengaran
Fisika
Biologi/Biokimiawi
Gelombang
Frekuensi
Amplitudo
Tekanan
Elektrik/listrik
Energi
Gaya
Sel-sel (sel-sel rambut, saraf)
Komunikasi kimiawi
Fisiologi (liang telinga, gendang telinga, tulang martil/landasan)

Gendang telinga disebut sebuah gendang karena gendang telinga dan gendang musik hampir sama perilakunya. Pada gendang musik, energi ditimbulkan melalui gaya pada gendang oleh pukulan stik ke kepala gendang. Sebagian energi disalurkan ke udara dan membawa gelombang melalui gerakan molekul-molekul udara. Gelombang tersebut kemudian masuk liang telinga dan menyebabkan tekanan pada gendang telinga, yang mengirimkan gelombang-gelombang sebagai getaran melalui tulang martil, inkus, dan stapes. Getaran-getaran dibawa masuk ke dalam cairan di dalam rumah siput yang membangkitkan gelombang dalam cairan.
Suara mencapai gendang telinga melalui tulang martil menuju ke cairan didalam koklea (rumah siput). Awalnya drum dipukul sehingga ada tekanan yang menimbulkan gelombang suara, akibatnya menggetarkan tiga tulang (martil,inkus, stapes). Getaran-getaran dibawa masuk ke dalam cairan di dalam rumah siput yang membangkitkan gelombang dalam cairan. 

Tekanan adalah tahap awal Fisika disamping mendengar, dirumuskan dengan:
P=F/A
Jadi jumlah tekanan sangat penting dalam proses pendengaran karena terlalu bila banyak bisa mengarah pada kerusakan pendengaran. Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam desibel.
Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang 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.Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia,Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal. Proses mendengar adalah proses biologis yang dijembatani oleh dunia fisik dan kimiawi.Berikut diagram proses fisik, kimiawi, maupun dua-duanya:


Langkah
Fisik, kimiawi, atau kedua-duanya
1.      Getaran atau tekanan gelombang ditransmisikan melalui koklea ke sel-sel rambut

Fisik
2. Stereocilia pada sel-sel rambut bergerak dan bergoyang oleh adanya getaran

Fisik
3. Stereocilia yang agak panjang mendorong pegas/klep untuk membuka tutup atau saluran dalam sel
Fisik
4.   Ion-ion yang telah diisi Na= dan Cl- bergerak melalui sel-sel saluran neuron berubah potensial listriknya sehingga menghasilkan sebuah muatan listrik yang bergerak melalui sel-selsaraf auditori ke otak
Dua-duanya (kimiawi membangkitkan fisik muatan listrik)
5.      Muatan-muatan listrik mencapai titik akhir dari neuron, ditandai oleh pelepasan zat-zat kimiawi spesifik dari neurotransmitters seperti dopamine, ephinephrine, dll

Dua-duanya (fisik muatan listrik memicu kimiawi)
6.      Neurotransmitters berinteraksi dengan sel-sel pada area di otak untuk mendengar dan menginterpretasikan pesan
Kimiawi

Gelombang Bunyi

Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang 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. Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia,Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal.

Kecepatan Bunyi

Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Bunyi 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 Rumus mencari cepat rambat bunyi adalah v=s:t Dengan s panjang Gelombang bunyi dan t waktu.

Resonansi

Suatu benda, misalnya gelas, mengeluarkan nada musik jika diketuk sebab ia memiliki frekuensi getaran alami sendiri. Jika kita menyanyikan nada musik berfrekuensi sama dengan suatu benda, benda itu akan bergetar. Peristiwa ini dinamakan resonansi. Bunyi yang sangat keras dapat mengakibatkan gelas beresonansi begitu kuatnya sehingga pecah.

Akustik ruang
Akustik ruang pada Teater
Akustik Ruang terdefinisi sebagai bentuk dan bahan dalam suatu ruangan yang terkait dengan perubahan bunyi atau suara yang terjadi. Akustik sendiri berarti gejala perubahan suara karena sifat pantul benda atau objek pasif dari alam.Akustik ruang sangat berpengaruh dalam reproduksi suara, misalnya dalam gedung rapat akan sangat mempengaruhi artikulasi dan kejelasan pembicara.


Akustik ruang banyak dikaitkan dengan dua hal mendasar, yaitu :
1.            Perubahan suara karena pemantulan dan
2.            Gangguan suara ketembusan suara dari ruang lain.
Dibutuhkan seorang ahli yang berlandaskan teori perhitungan dan pengalaman lapangan untuk mewujudkan sebuah ruang yang ideal, seperti home theatre, ruangan karaoke, raung rekaman, ruang pertemuan dan sejenisnya termasuk ruang tempat ibadah.
Pengukuran jangkah frekuensi dan besarnya, dapat dilakukan dengan bantuan sebuah RTA (Real Time Analyzer) untuk mengetahui dan menentukan frekuensi pantulan atau ketembusan, sehingga dapat ditentukan jenis material peredam yang digunakan.
 
Akustik ruang
Banyak material peredam yang sangat efektif untuk digunakan, misalnya TraFlex. Mempunyai banyak variant produk yang memungkinkan untuk membuat hasil yang optimal. Tipe TraFlex 10.15, dengan spesifikasi alfa=0,7 pada 300Hz-16KHz, sangat efektif jika digunakan untuk memperjelas suara.

Mengapa ramai dikalangan manusia lebih banyak mendengar dari ‘melihat’ bunyi ? atau mengapa bunyi perlu dilihat ? Perlukah ? Bolehkah ? Jika boleh, bagaimana pula ‘melihat’ bunyi ? adakah dengan mata atau telinga ?

kata ‘melihat’ merujuk kepada indra penglihatan yaitu mata. Secara ringkasnya, dari retina ke pusat optik biji mata, akan merakam gambar luar 3 Dimensi kepada input 2 Dimensi dalam kedudukan objek yang terbalik. Reflection ini akan dihantar ke otak. Otak pula akan memproses data. Bagi otak yang ‘sakit’, gambar di retina mata itu tadi tidak akan sempurna sifatnya, namun bagi otak yang sehat gambar akan dibelokkan kembali seperti bentuk asalnya 3 Dimensi. Ini kerana hukum fisik yang diterima akal melogikkan bahwa setiap objek di bumi akan melalui hukum gravitasi. Contohnya, kedudukan kursi, mana mungkin kursi dapat tegak dengan hanya sebelah kaki, sudah barang pasti kursi memerlukan keseimbangan bagi menegakkannya. Maka kaki kursi haruslah 4 atau lebih bagi pernyataan balance. Di sinilah bermulanya proses menganalisa atau mengukur ( measurement ).
Bunyi merupakan benda yang bersifat gelombang energi. Punya tekanan tertentu, untuk menyukat kuat atau lemahnya bunyi, tuner meter dan barometer juga boleh digunakan. Namun, bunyi – sifatnya lebih halus dari angin, gelombang bunyi akan terhasil apabila terdapat getaran pada sesuatu benda yang di ketuk/geseran. Objek akan bergetar, maka zarah-zarah dalam udara turut bergeser naik/turun. Maka bermulalah chain reaction pada keseluruhan isipadu udara disekitar gelombang bunyi itu. Ketika ini gendang telinga sudah bersedia untuk menerima input gelombang bunyi tersebut. Disini, pemisahan hukum fisik kepada hukum biologi pun bermula, koklea dan saraf-saraf yang ada di telinga kita akan menghantar maklumat berupa denyutan/ransangan ke otak. Proses menimbang pun terjadi ( akal ).
Gendang telinga yang tipis amat sensitif dengan gelombang bunyi. Dalam Negara dunia ke 3 seperti Malaysia dan sekitarnya, kekuatan cermin pada bangunan-bangunan binaan sebelum tahun 90-an hanya mampu bertahan dengan kadar frekuensi bunyi yang rendah saja. Lihat bagaimana ‘jarak’ dan ‘kerusakan’ bangunan Hotel JW Marriot dan bangunan sekitar yang amat ketara pada cerminnya sewaktu insiden di Jakarta beberapa tahun lalu.
Rasional ‘melihat’ bunyi adalah tidak rasional. Yang dimaksudkan dengan ‘melihat’ bunyi adalah dengan memindahkan fungsi 1 indera kepada 1 indera yang lain. Bolehlah dianggap sebagai suatu perkara yang supernatural; tahap terendah. Supernatural tahap ini masih mudah difahami yaitu, dengan mengimbas – scan   menelanjangkan bahan yang ingin dianalisa – bunyi.

Fenomena Suara dalam Memaksimalkan potensi seseorang
Sangatlah menakjubkan bahwasanya empat setengah bulan sebelum lahir, saraf-saraf pendengaran manusia sudah berkembang secara lengkap. Anak-anak dapat mengenali suara yang mereka dengar di dalam kandungan jauh sebelum mereka dapat berbicara. Namun demikian hearing (mendengar) bukanlah satu-satunya fungsi telinga. 
Menurut para ahli, telinga juga berfungsi untuk menyalurkan energi berupa gelombang suara ke otak. Proses ini sudah dimulai ketika janin masih berada di dalam kandungan. Energi ini memberikan pengaruh yang sangat nyata pada perkembangan fetal otak hingga manusia tumbuh menjadi dewasa.

No comments:

Post a Comment