Pemanfaatan Sistem Sonar

Beberapa mamalia akan menggunakan daun telinga mereka untuk mengarahkan suara ke dalam saluran pendengarannya. Sistem ini disebut sistem sonar. Sistem sonar yaitu sistem yang digunakan untuk mendeteksi tempat dalam melakukan pergerakan dengan deteksi suara frekuensi tinggi (ultrasonik). Sonar atau Sound Navigation and Ranging merupakan suatu metode penggunaan gelombang ultrasonik untuk menaksir ukuran, bentuk, dan kedalaman suatu benda.

Bunyi ultrasonik adalah bunyi dengan frekuensi diatas 20.000 Hz. dan kelalawar merupakan hewan yang mampu mendengarkan bunyi ini. Kelelawar dapat mengeluarkan gelombang ultrasonik pada saat ia terbang. Gelombang yang dikeluarkan akan dipantulkan kembali oleh benda-benda atau binatang lain yang akan dilewatinya dan diterima oleh suatu alat yang berada di tubuh kelelawar, kemampuan kelewar untuk menentukan lokasi ini disebut dengan ekolokasi.

Untuk terbang dan berburu, kelelawar akan memanfaatkan bunyi yang frekuensinya tinggi, kemudian mendengarkan gema yang dihasilkan. Pada saat kelelawar mendengarkan gema, kelelawar tidak dapat mendengar suara lain selain dari yang dipancarkannya sendiri. Lebar frekuensi yang mampu didengar oleh makhluk ini sangat sempit, yang lazimnya menjadi hambatan besar untuk hewan ini karena adanya Efek Doppler.

Berdasarkan Efek Doppler, jika sumber bunyi dan penerima suara keduanya tak bergerak (jika dibandingkan dengan benda lain), maka penerima akan menentukan frekuensi yang sama dengan yang dipancarkan oleh sumber suara. Akan tetapi, jika salah satunya bergerak, frekuensi yang diterima akan berbeda dengan yang dipancarkan. Dalam hal ini, frekuensi suara yang dipantulkan dapat jatuh ke wilayah frekuensi yang tidak dapat didengar oleh kelelawar. Dengan demikian, kelelawar tentu akan menghadapi masalah karena tidak dapat mendengar gema suaranya dari lalat yang sedang bergerak.

Dari hewan kelalawar kita berganti pada hewan lumba-lumba. Bagaimana sistem sonar pada lumba-lumba? Sekalipun hidup di kedalaman lautan, lumba-lumba mempunyai sistem yang memungkinkan untuk berkomunikasi dan menerima rangsangan, yaitu sistem sonar. Sistem ini berguna untuk mengindera benda-benda di lautan, mencari makan, dan berkomunikasi. 

Lumba-lumba bernapas melalui lubang yang ada di atas kepalanya. Tepat di bawah lubang ini, terdapat kantung-kantung kecil berisi udara. Dengan mengalirkan udara melalui kantung-kantung ini, lumba-lumba menghasilkan bunyi dengan frekuensi tinggi. Kantung udara ini berperan sebagai cermin akustik yang memfokuskan bunyi yang dihasilkan gumpalan kecil jaringan lemak yang berada tepat di bawah lubang pernapasan. Kemudian, bunyi ini dipancarkan ke arah sekitarnya secara terputus-putus. Gelombang bunyi lumba-lumba segera memantul kembali bila membentur suatu benda. Pantulan gelombang bunyi tersebut ditangkap di bagian rahang bawahnya yang disebut “jendela akustik”. Dari bagian tersebut, informasi bunyi diteruskan ke telinga bagian tengah, dan akhirnya ke otak untuk diterjemahkan. Pantulan bunyi dari sekelilingnya memberi informasi rinci tentang jarak benda-benda dari mereka, ukuran dan pergerakannya. Dengan cara tersebut, lumba-lumba mengetahui lokasi mangsanya. Lumba-lumba juga mampu saling berkirim pesan walaupun terpisahkan oleh jarak lebih dari 220 km. Lumbalumba berkomunikasi untuk menemukan pasangan dan saling mengingatkan akan bahaya. Begitulah cara kerja sistem sonar pada lumba-lumba.

Peman faatan Sistem Sonar

Berikut beberapa pemanfaatan gelombang ultrasonik pada kehidupan manusia.

• Gelombang ultrasonik dimanfaatkan untuk mengamati janin bayi dalam kandungan, yang dikenal dengan ultrasonografi (USG). Alat ini akan memancarkan berkas ultrasonik ke rahim ibu hamil, kemudian melacak perubahan frekuensi bunyi mantul dari jantung yang berdenyut dan darah yang beredar. Pancaran pendek dari ultrasonik akan menghasilkan gambar penampang badan manusia. Denyut yang menabrak janin dan tulang belakang akan terpantul. Komputer menyimpan intensitas setiap denyut dan waktu arah gemanya. Berdasarkan data, komputer akan menghitung kedalaman dan lokasi setiap benda yang menghasilkan gema, lalu menampilkan titik cerah pada monitor.
• Gelombang ultrasonik digunakan untuk mendeteksi adanya penyakit pada manusia, seperti mendeteksi adanya kista pada ovarium.
• Gelombang ultrasonik juga digunakan untuk menentukan kedalaman dasar lautan yang diperoleh dengan cara memancarkan bunyi ke dalam air. Gelombang bunyi akan merambat menurut garis lurus hingga mengenai sebuah penghalang, misalnya dasar laut. Ketika gelombang bunyi itu mengenai penghalang, sebagian gelombang itu akan dipantulkan kembali ke kapal sebagai gema. Waktu yang dibutuhkan gelombang bunyi untuk bergerak turun ke dasar dan kembali ke atas diukur dengan cermat. 

Dengan menggunakan data waktu dan cepat rambat bunyi di air laut, kita dapat menghitung jarak kedalaman laut dengan persamaan;

s =	v x t
	2

 Dimana;

s = kedalaman lautan, 

v = kecepatan gelombang ultrasonik, dan 

t = waktu tiba gelombang ultrasonik

Perhatikan gambar berikut;

Alat pada kapal yang disebut transduser akan mengubah sinyal listrik menjadi gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke dasar laut. Pantulan dari gelombang tersebut akan menimbulkan efek gema (echo) dan akan dipantulkan kembali ke kapal dan ditangkap oleh alat detektor. Sistem penerima pada kapal akan melakukan penghitungan mengenai jarak obyek, dengan menggunakan rumus diatas. Dengan cara tersebut, manusia tidak perlu bersusah payah dalam mengukur kedalaman laut.

Sistem kapal selam modern yang dikembangkan manusia saat ini ternyata meniru sistem yang telah digunakan lumba-lumba sejak jutaan tahun lalu. Menakjubkan, bukan? Dan mustahil seekor binatang mampu memiliki sistem sedemikian menakjubkan atas kehendaknya sendiri. Sistem tak tertandingi pada lumba-lumba adalah bukti bahwa Tuhan telah menciptakan mereka begitu sempurna. Tuhan menciptakan beragam karakteristik mengagumkan pada setiap makhluknya, sesuai dengan kebutuhan setiap makhluknya. Misalnya kelelawar memiliki sistem sonar yang mampu mendeteksi keberadaan benda disekitarnya, sehingga ia dapat terbang di tempat yang gelap tanpa tertabrak benda lain. Lumba-lumba dan paus yang hidup di laut juga memiliki sonar untuk mendeteksi keberadaan sumber makanan. Anjing dengan kemampuan mendengar suara ultrasonik dapat membantu manusia untuk menjaga rumah dari tindakan kejahatan. Teknologi sonar yang diterapkan pada kapal laut dan alat ultrasonografi (USG) dikembangkan dengan meniru sistem sonar yang dimiliki oleh ikan paus dan kelelawar sehingga mendatangkan banyak manfaat bagi manusia. Oleh karena itu, tidak ada ciptaan Tuhan yang sia-sia. Kita hendaknya senantiasa menyukuri apa yang telah kita miliki, karena ciptaan Tuhan pasti sesuai dengan kebutuhan makhluknya.

Info Sains

Saluran Eustacius diabadikan dari seorang ahli anatomi Italia bernama Bartolomeo Eustachio (1520-1574 M). Eustachio meneliti perkembangan struktur telinga, ginjal, adrenal, rahim, saraf otak, dan otot. Namanya digunakan untuk menggambarkan saluran pendengaran (saluran Eustachius), yaitu saluran yang menghubungkan telinga tengah dengan tenggorokan. Sebelum masa Eustachio, terdapat para ahli yang mengembangkan ilmu tentang telinga, di antaranya berikut ini. Ar-Razi (865-925M) mengembangkan cara mendiagnosis dan mengobati pasien THT (telinga hidung tenggorokan). Beliau memeriksa pasien di bawah cahaya matahari langsung, menggunakan mikroskop cermin, menggunakan spekula untuk memeriksa telinga dan hidung, dan menggunakan penekan lidah untuk memeriksa mulut dan tenggorokan. Ar-Razi dapat menjelaskan dengan rinci penyebab penyakit telinga, hidung, mulut, kerongkongan, dan tenggorokan; bahkan tercatat sebagai dokter pertama yang menjelaskan rhinorrhea (penyakit ingusan) dan penyebabnya. Ahli berikutnya adalah Ibnu Sina (980-1037 M) yang dapat menjelaskan secara rinci berbagai gangguan pada THT, dan banyak penyakit lainnya; dan Al-Zahrawi (936-1013 M) yang merintis operasi pembedahan telinga untuk mengembalikan pendengaran pasien.