Makalah Fisioterapi

MAKALAH

Sinar Infrared,Sinar X,Laser dan Gelombang Suara

 

Oleh :

Ainul  Yakin A.M

Nim :16007

AKADEMI TEKNIK ELEKTROMEDIK

MUHAMMADIYAH MAKASSAR

2017-2018

Kata Pengantar

            Puji syukur kehadirat Allah yang telah melimpahkan berbagai mcam nikmatNya kepada penyusun sehingga dapat menyelesaikan makalah ini tanpa ada kendala yang menghambat dalam proses penyusunan ini maka dari itu tak sepatutnyalah kita menghambakan diri kepada sesuatu yang lain kecuali Allah yang Maha Pemurah dan beryukur kepadaNya sebagai manifestasi kita sebagai seorang hamba keapda Tuhannya.

            Shalawat serta salam kepada baginda Nabi Muhammad Sallallahu Alaihi Wasallam yang telah memberi contoh,sebagai suri tauladan yang baik dalam mengarungi kehidupan ini dan beliau pula sebagai sang revolusioner sejati yang pernah ada dipermukaan bumi ini dalam menjunjung agama Islam dari titik nol sampai pada kejayaan Islam yang dapat kita rasakan ini.

            Adapun makalah ini kami susun sebagai salah satu tugas dari mata kuliah Fisioterapi tentang “Sinar Infrared,Sinar X,Sinar Laser dan Gelombang Suara”

            Penyusun menyadari bahwa dalam makalah ini masihi terdapat kekurangan maupun kekeliruan sehingga pembaca yang kritis makalah ini dapat membrikan koreksi dan masukan yang sifatnya membangun.

Billahi fisabililhaq Fastabiqul Khairat

           

Penyusun

Daftar Isi

Kata Pengantar...............................................................................................................

Daftar Isi..........................................................................................................................

Bab I

         1.1 Pendahuluan.....................................................................................................

         1.2 Rumusan Masalah............................................................................................

         1.3 Tujuan...............................................................................................................

Bab  II  Pembahasan.......................................................................................................

Bab III Penutup

         3.1 Kesimpulan.......................................................................................................

         3.2 Saran.................................................................................................................

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Pendahuluan

            Semakin pesatnya perkembaangan teknologi dizaman now ini membuat para manusia berlomba-lomba dalam merancang dan membuat alat-alat terobosan baru khususnya dalam dunia alat kesehatan khusunya pada bidang fisioterapi.

            Banyaknya instrument yang digunakan dalam dunia medis tentu saja karena memiliki tujuan dan manfaat yang jelas memberi efek yang nyata pada pasien sehingga dapat membantu dalam memulihkan penyakit yang diderita pasien.

            Dalam hal ini seperti pemanfaatan daripada Infrared sebagai alat yang berguna untuk memberikan efek hangat pada tubuh psaien,Sinar X yang berguna untuk mendiagnosa penyakit pada pasien,laser sebagai alat ynag digunakan untuk operasi pada pasien dan gelombang suara yang juga memiliki manfaat untuk mendiagnosa atau pun memberikan efek terapi kepada pasien.

1.2 Rumusan Masalah

            1.2.1 Apa pengertian sinar infrared dalam ilmu fisika?

            1.2.2 Apa pengertian sinar x dalam ilmu fisika?

            1.2.3 Apa pengertian sinar laser dalam ilmu fisika?

            1.2.4 Apa pengertian gelombang suara dalam ilmu fisika?

1.3 Tujuan

            1.3.1 Untuk mengetahui pengertian dari Infrared.

            1.3.2 Untuk mengetahui pengertian dari sinar x.

            1.3.3 Untuk mengetahui pengertian dari sinar laser.

            1.3.4 Untuk mengetahui pengertian dari gelombang suara.

BAB II

PEMBAHASAN

1.Sinar Infared

Sinar infra merah merupakan sinar yang tak tampak oleh mata. Sinar infra merah dibagi menjadi 3 yaitu infra merah dekat (0,75 um-2,5 um), infra merah menengah (2,5 um-50 um), infra merah jauh (50 um – 1000 um).  Bagaimana sinar ini menghangatkan tubuh dan memperlancar aliran darah? Berikut ini saya tampilkan grafik koefisien serapan terhadap panjang gelombang cahaya pada kulit, kornea, dan dinding nadi.

(Gambar diambil dari Niemz, H.M. 2007. Laser-Tissue Interactions Fundamental and Application. Third Enlarged Edition. Springer: New York.)

             Panjang gelombang sinar infra merah lebih besar dari 700 nm. Grafik tampak semakin menurun seiring dengan meningkatnya panjang gelombang. Sedangkan panjang gelombang cahaya tampak berada pada rentang 400 nm -700 nm. Pada rentang panjang gelombang cahaya tampak, koefisien penyerapannya lebih tinggi dari pada pada rentang panjang gelombang infra merah. Artinya sinar infra merah masuk lebih dalam ke dalam jaringan karena koefisien penyerapannya kecil. Berapa kedalaman penetrasi sinar tersebut ke dalam jaringan? Dengan menggunakan hukum Lambert

Beer yang agak rumit sedikit kita dapatkan kedalaman penetrasi adalah

Dengan alfa adalah koefisien serapan. Berikut ini tabel kedalaman penetrasi dari beberapa panjang gelombang

(Gambar diambil dari Müller, G, K. dan Dörschel, H. Kar. 1991. Biophysics of the Photoablation Process. Laser in Medical Science Vol 6:241)

Jadi pada panjang gelombang infra merah dapat menembus ke dalam jaringan kulit sepanjang beberapa centimeter. Lalu bagaimana dengan panjang gelombang yang lebih rendah? Kan penetrasinya juga sangat dalam? Ya, tetapi panjang gelombang tersebut tidak memberikan efek terapi. Tahu darimana? Inti dalam pembahasan ini dalam efek termal yang ditimbulkan pada penggunaan sinar infra merah untuk terapi.

(Gambar diambil dari Niemz, H.M. 2007. Laser-Tissue Interactions Fundamental and Application. Third Enlarged Edition. Springer: New York.)

Pada grafik ini koefisien serapan air pada rentang cahaya tampak sangat kecil sehingga air tampak transparan. Semakin mengarah ke panjang gelombang infra merah, koefisien serapan semakin membesar. Artinya sinar infra merah diserap oleh molekul air sehingga molekul air akan bergetar. Getaran ini meningkatkan energi dari molekul air tersebut. Karena energinya meningkat maka suhunya meningkat dan tubuh yang terpapar sinar infra merah akan terasa hangat. Efek lainnya  adalah pembuluh darah menjadi lebih lebar dan aliran darah akan semakin lancar. Terapi ini juga dapat mengurangi rasa nyeri.

Jadi jelas penggunaan sinar infra merah untuk terapi karena kemampuannya dalam menembus jaringan dan dapat menggetarkan molekul air dalam tubuh sehingga menghangatkan dan memperlancar aliran darah.

Contoh alat terapi infra merah seperti gambar disamping ini

2. Sinar X

Sinar –x adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 10-8 -10-12 m dan frekuensi sekitar 1016 -1021 hz. Sinar ini dapat menembus benda-benda lunak seperti daging dan kulit tetapi tidak dapat menembus benda-benda keras seperti tulang, gigi, dan logam. Sinar-x sering di gunakan di berbagai bidang seperti bidang kedokteran, fisika, kimia, mineralogy, metarulugi, dan biologi.

   

            Sinar-x dapat terbentuk apabila partikel bermuatan misalnya elektron oleh pengaruh gaya inti atom bahan mengalami perlambatan. Sinar-x yang tidak lain adalah gelombang elektromagnetik yang terbentuk melalui proses ini disebut sinar-x bremsstrahlung. Sinar-x yang terbentuk dengan cara demikian mempunyai energi paling tinggi sama dengan energi kinetik partikel bermuatan pada waktu terjadinya perlambatan.

SIFAT-SIFAT SINAR X

Sinar x mempunyai beberapa sifat fisik yaitu daya tembus, pertebaran,

penyerapan, efek fotografik, fluoresensi, ionisasi dan efek biologik, selain itu,

sinar x tidak dapat dilihat dengan mata, bergerak lurus yang mana

kecepatannya sama dengan kecepatan cahaya, tidak dapat difraksikan dengan

lensa atau prisma tetapi dapat difraksikan dengan kisi kristal. Dapat diserap

oleh timah hitam, dapat dibelokkan setelah menembus logam atau benda padat,

mempunyai frekuensi gelombang yang tinggi.

a. Daya tembus

Sinar x dapat menembus bahan atau massa yang padat dengan daya tembus

yang sangat besar seperti tulang dan gigi. Makin tinggi tegangan tabung (

besarnya KV) yang digunakan, makin besar daya tembusnya. Makin rendah

berat atom atau kepadatan suatu benda, makin besar daya tembusnya.

b. Pertebaran

Apabila berkas sinar x melalui suatu bahan atau suatu zat, maka berkas sinar

tersebut akan bertebaran keseluruh arah, menimbulkan radiasi sekunder

(radiasi hambur) pada bahan atau zat yang dilalui. Hal ini akan menyebabkan

terjadinya gambar radiograf dan pada film akan tampak pengaburan kelabu

secara menyeluruh. Untuk mengurangi akibat radiasi hambur ini maka

diantara subjek dengan diletakkan timah hitam (grid) yang tipis.

c. Penyerapan

Sinar x dalam radiografi diserap oleh bahan atau zat sesuai dengan berat atom

atau kepadatan bahan atau zat tersebut. Makin tinggi kepadatannya atau berat

atomnya makin besar penyerapannya.

d. Fluoresensi

Sinar x menyebabkan bahan-bahan tertentu seperti kalsium tungstat atau zink

sulfide memendarkan cahaya (luminisensi). Luminisensi ada 2 jenis yaitu :

1. Fluoresensi, yaitu memendarkan cahaya sewaktu ada radiasi sinar x saja.

2. Fosforisensi, pemendaran cahaya akan berlangsung beberapa saat

walaupun radiasi sinar x sudah dimatikan (after – glow).

e. Ionisasi

Efek primer dari sinar x apabila mengenai suatu bahan atau zat dapat

menimbulkan ionisasi partikel-partikel atau zat tersebut.

f. Efek biologi

Sinar x akan menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan. Efek

biologi ini yang dipergunakan dalam pengobatan radioterapi.

PEMBUATAN SINAR X

Untuk pembuatan sinar X diperlukan sebuah tabung rontgen hampa udara di

mana terdapat elektron – elektron yang diarahkan dengan kecepatan tinggi pada

suatu sasaran (target). Dari proses tersebut di atas terjadi suatu keadaan di mana

energi elektron sebagian besar di rubah menjadi panas ( 99% ) dan sebagian kecil

(1 %) menjadi sinar x.

Suatu tabung pesawat rontgen mempunyai beberapa persyaratan yaiatu:

1. Mempunyai sumber electron

2. Gaya yang mempercepat gaya electron

3. Lintasan elektron yang bebas dalam ruang hampa udara

4. Alat pemusat berkas electron ( focusing cup )

5. Penghenti gerakan electron

1. Sumber Elektron

Sebagian sumber elektron adalah kawat pijar atau filamen pada katode di

dalam tabung pesawat rontgen. Pemanasan filament dilakukan dengan suatu

transformator khusus.

2. Gaya yang mempercepat gerakan elektron

Gaya tersebut bergantung pada tegangan yang dipasang pada tabung rontgen

3. Lintasan elektron yang bebas dalam hampa udara

Lintasan ini terjadi dalam ruang yang praktis hampa udara di antara katoda

dan anoda

4. Alat pemusat berkas elektron

Alat ini menyebabkan elektron – elektron tidak bergerak terpencar – pencar

tetapi terarah ke bidang focus ( focal spot )

5. Penghenti gerakan elektron

Penghentian gerakan elektron dapat dibedakan atas keeping Wolfarm yang

ada pada anoda yang diam dan piring Wolfarm di atas tangkai molybdenum

pada tabung rontgen anoda berputar. Wolfarm adalah bahan focus yang

mempunyai titik lebur tinggi mencapai 34000C dan no atom 74.

3.Laser

           

      Laser adalah penguatan cahaya melalui pancaran radiasi yang terstimulasi → Berkas cahaya tersebut dihasilkan oleh adanya rangsangan (stimulasi) dari luar berupa energi foton yang diinteraksikan terhadap bahan aktif laser. Laser merupakan alat yang menggunakan efek mekanika kuantum, pancaran terstimulasi, untuk menghasilkan sebuah cahaya yang koherens dari medium "lasing" yang dikontrol kemurnian, ukuran, dan bentuknya. Daya yang dihasilkan laser antara 1.000 sampai 1.000.000 kali lebih kuat dari bola pijar. Ini menghasilkan panas yang luar biasa.
Jenis-Jenis Laser
Laser ada 3 yaitu:
1. Laser Zat Padat, bahan aktifnya berupa zat padat, seperti laser semikonduktor, dan laser Ruby
2. Laser Gas, bahan aktifnya berupa gas seperti N2 dan CO2
3. Laser Zat Cair, bahan aktifnya zat cair, seperti laser zat warna.
Karakteristik Laser
1. Monokromatik yang tinggi,
2. Koheren yang tinggi, (dalam fase ruang dan waktu)
3. directionality yang tinggi, (sempit dan berarah sinarnya)
4. Intensitas uang tinggi
5. durasi yang pendek (untuk laser pulsa)
Komponen Umum Untuk Laser
1. Medium Aktif
2. Mekanisme Eksitasi
3. Cermin dengan refleksitansi tinggi
4. Partially Transmissive Mirror
Prinsip Kerja Laser
1. Absorption
Molekul pada keadaan dasar, kemudian frekuensi radiasi elektromagnetik mengenai molekul tersebut, dan atom tersebut tereksitasi
2. Pancaran Spontan
Atom pada keadaan tereksitasi, karena E2>E1 maka atom mengalami transisi deeksitasi ke energi dasar secara radiatif dan tanpa ada pengaruh dari luar
3. Pancaran Terstimulasi
Atom berada pada keadaan tereksitasi, foton mengenai molekul, foton cenderung merangsang atom untuk mengalami deeksitasi ke energi tingkat 1 sambil memancarkan foton berfrekuensi sama.

4. Gelombang Suara

            Bunyi adalah sesuatu yang dihasilkan dari suatu getaran. Bunyi termasuk gelombang longitudinal yang merambat lurus kegala arah dari sumber tersebut.

Syarat terjadinya dan terdengarnya bunyi adalah

a.        Ada sumber bunyi (benda yang bergetar)

b.       Ada medium (zat antara untuk merambatnya bunyi)

c.        Ada penerima bunyi yang berada di dekat atau dalam jangkauan sumber bunyi

Berdasarkan frekuensinya, bunyi dibedakan menjadi 3 yaitu :

1. Bunyi Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya < 20 Hz. bunyi ini tidak dapat didengarkan oleh manusia namun dapat didengarkan oleh laba-laba, jangkrik dan lumba-lumba.

2. Bunyi audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya diantara  20 Hz - 20.000 Hz. bunyi jenis inilah yang dapat didengarkan oleh manusia.

3. Bunyi ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya  > 20.000 Hz. bunyi jenis ini juga tidak dapat di dengarkan manusia. hewan yang mampu mengarkan bunyi jenis ini adalan lumba2, jangkrik, anjing....dll

Nada Bunyi, Kuat Bunyi dan Warna Bunyi.

Nada dan Desah

Nada adalah bunyi yang frekuensinya tetap. Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur. Nada bunyi bergantung pada frekuensi sumber bunyi. Semakin tinggi frekuensi sumber bunyi, semakin tinggi nada bunyi yang dihasilkannya. Sebaliknya, semakin rendah frekuensi sumber bunyi, semakin rendah nada bunyi yang dihasilkannya.

Kuat Bunyi

Kuat Bunyi (Intensitas Bunyi) adalah keras atau lemahnya bunyi yang terdengar. Kuat bunyi bergantung pada amplitudo. Semakin besar amplitudo getaran sumber bunyi, semakin keras bunyi yang dihasilkan. Sebaliknya, semakin kecil amplitudo getaran sumber bunyi, semakin lemah bunyi yang dihasilkannya. Telinga manusia dapat mendeteksi bunyi dengan intensitas serendah 10^-12 W/m² dan setinggi 1 W/m². Tingkat Intensitas, β, dari bunyi didefinisikan dalam intensitasnya, I, sebagai berikut :

 (dalam dB)

dimana I₀ adalah intensitas tingkat acuan, dan logaritma adalah dari basis 10. I₀ biasanya diambil dari intensitas minimum yang dapt didengar manusia (ambang pendengaran).

Kualitas Bunyi atau Timbre

Umumnya, sumber nada tidak bergetar hanya pada nada dasarnya, tetapi disertai pula oleh nada‑nada atasnya. Gabungan nada dasar dan nada‑nada atas menghasilkan bentuk gelombang tertentu untuk setiap sumber nada yang menunjukkan kualitas bunyi atau timbre dari sumber nada. Sebagai contoh, nada suling dan nada terompet pada frekuensi yang dibedakan bunyinya.

Cepat Rambat Bunyi

Cepat rambat bunyi adalah jarak yang ditempuh oleh bunyi tiap satuan waktu. 

Faktor-faktor yang mempengaruhi cepat rambat bunyi

a.        Medium tempat gelombang bunyi itu dirambatkan

b.       Suhu

Cepat rambat bunyi pada beberapa medium :

Medium	Kecepatan (m/s)
Udara	340
Alkohol	1.240
Air	1.500
Kayu oak	3.850
Kaca	4.540
Besi	5.100

Suhu Udara (⁰ C)	Kecepatan (m/s)
0	332
15	340
25	347

Cepat rambat bunyi dirumuskan sebagai berikut :

V = s : t

Keterangan:
v = cepat rambat bunyi (m/s)
s = jarak yang ditempuh (m)
t = waktu tempuh (s)

Gambar: Rumus Cepat Rambat Bunyi

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

·         Masing-masing media memiliki panjang gelombang tertentu sehingga dapat digunakan pada masing-masing dasar tujuan dan manfaatnya

·         Adapun masing-masing media memiliki efek yang berguna dan merugikan daripada pancaran sinarnya dan pancaran gelombangnya

3.2 Saran

·         Dalam pembuatan makalah hendaknya memiliki bahan materi yang cukup untuk memperjelas materi yang akan dibahas

·         Diperlukan bimbingan dalam menyusun makalah yang baik dan benar sehingga meminimalisir kesalahan dalam penyusunan makalah