Audio Physic: Proses Telinga Mendengar
Pengantar
Belajar Fisika Yuk-Pada pembahasan ini akan difokuskan dalam pembahasan pendengaran yang ada pada manusia. Kita masih terheran-heran bagaimana manusia dapat mendengar dan membedakan banyak bunyi yang berbeda-beda? Bagaimana kita dapat mendengar? Dari mana asalnya bunyi berada? Apa esensi dari pendengaran? Bagaimana kita dapat membedakan musik yang bagus dan musik yang berisik serta tidak enak di dengar? Kita berharap sains dapat menjawab semua pertanyaan kita tentang semua masalah pendengaran. Namun, pengetahuan kita masih terbatas pada mekanisme masuknya stimulus berupa gelombobang bunyi melalui telinga dan diterima oleh sel saraf yang selanjutnya diolah oleh otak.
Bagian-Bagian Telinga
Langkah pertama sebelum kita mendalami proses pendengaran adalah mengetahui bagian-bagian dan penyusun telinga. Gambar di bawah adalah gambar penampang telinga manusia.
Gambar Penampang Telinga
Secara umum, telinga manusia dikelompokkan menjadi 3 bagian yang besar yaitu (a) telinga bagian luar, (b) telinga bagian tengah , dan telinga bagian dalam. Berikut adalah bagian-bagian telinga yang lebih lengkap:
- Telinga bagian luar
- Telinga bagian tengah
- Telinga bagian dalam
- Daun telinga (pinna)
- Saluran pendengaran (auditory canal)
- Saluran Eustachius
- Rumah siput (cochlea)
- Saraf pendengaran (auditory nerve)
- Saluran setengah lingkaran (semicircular canals)
- Osikel (ossicle – tulang martil, landasan dan sanggurdi), dan
- Gendang telinga (eardrum)
Proses Mendengar
Proses mendengar di awali dari diterimanya gelombang bunyi yang selanjutnya diteruskan kepada sel saraf pendengaran. Melalui gambar penampang telinga dapat kita lihat, bahwa proses tersebut berlangsung dan terjadi pada rangkaian sistem yang cukup pendek. Namun, penjelasan dari proses tersebut sebenarnya cukup kompleks.
Gelombang bunyi yang berada disekitar kita, dapat kita dengar dikarenakan adanya medium udara. Gelombang bunyi dari luar masuk ke telinga melalui daun telinga yang tersambung dengan saluran pendengaran. Dapat kita cermati bahwa bentuk sistem ini menyerupai sebuah corong yang tidak sempurna pada bagian depannya. Sistem ini membantu kita untuk mengumpulkan gelombang bunyi yang mengarah kepada kita dari depan dan mengumpulkannya masuk kedalam saluran pendengaran.
Saluran pendengaran kita menyerupai sistem pipa organa terbuka dengan panjang sekitar 2,7 cm dan dengan diameter sebesar 7 mm. Pipa yang kecil bukan? Saluran ini berfungsi sebagai resonator dan karena bentuknya yang tidak lurus maka saluran ini juga berfungsi untuk melindungi gendang telinga yang sifatnya ringkih dari kerusakan akibat terlalu besarnya intensitas bunyi yang menggetarkan gendang telinga. Suhu pada gendang telinga berkisar 30 derajat C yaitu suhu antara suhu ruang (25 derajat C) dengan suhu badan manusia (38 derajat) Gelombang bunyi yang masuk ke dalam saluran pendengaran diterima oleh gendang telinga. Gendang telinga memiliki sifat yang sensitif, berbentuk oval dengan dimensi sekitar 9 mm sampai 12 mm. Gelombang bunyi yang merambat melalui udara menggetarkan gendang telinga. Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal dan merambat dengan menggunakan prinsip tekanan. Berdasarkan bagian-bagian besar dari telinga maka tekanan udara dapat dibagi pula menjadi tiga selama proses pendengaran. Tiga jenis tekanan itu adalah tekanan yang ada di luar telinga, tekanan pada telinga bagian tengah dan tekanan yang ada di dalam telinga. Tekanan yang ada di luar telinga secara normal memiliki sebesar 1 atmosfer jika tanpa adanya gelombang bunyi yang merambat. Nilai tekanan tersebut akan memiliki nilai lebih besar jika ada gelombang bunyi yang merambat. Namun, nilai dari tekanan yang ada di dalam telinga tengah diatur sedemikian rupa dengan adanya saluran eustachius pada tekanan alami. Pada telinga bagian dalam, membran dihubungkan dengan jendela oval dengan sistem osilasi yang terdiri dari 3 tulang, yaitu martil, landasan dan sanggurdi). Membran telinga dan jendela oval memiliki perbedaan luas penampang. Jendela oval memiliki luas penampang sebesar 15 kali lebih kecil dari gendang telinga. Oleh karena itu, tekanan yang diterima oleh jendela oval memiliki nilai 15 kali lebih besar dari membran timpani (gendang telinga). Kesimpulan tersebut dapat dirunut dari konsep tekanan (P=F/A). Pemberian gaya yang sama, dengan luas penampang yang berbeda maka akan menghasilkan tekanan yang berbeda.
Getaran yang diterima oleh gendang telinga akan diteruskan oleh osikel kepada jendela oval. Osikel adalah tiga jenis tulang yang saling terhubung yang berfungsi meneruskan getaran dari gendang telinga. Tiga tulang tersebut adalah tulang martil (martil), tulang landasan (anvil) dan tulang sanggurdi (stirrup). Rangkaian tulang ini hanya memiliki dimensi panjang sebesar 1,2 cm. Walaupun ukurannya kecil fungsi dari osikel ini juga merupakan fungsi yang penting. Kinerja dari tiga tulang ini memiliki prinsip yang hampir sama dengan pengungkit jenis satu lebih tepatnya jungkat-jungkit. Keuntungan mekanis yang diperoleh dari rangkaian tulang ini adalah sebesar 1,3. Hal ini memiliki arti bahwa gaya yang diteruskan ke jendela oval memiliki nilai yang lebih besar yaitu 1.3 kali dari membran timpani.
Koklea merupakan bagian paling rumit ada telinga. Ukurannya tidak lebih dari setengah cm dan dikelilingi oleh tulang. Koklea juga dapat melakukan analisis frekuensi secara parsial sehingga kita dappat membedakan beragam nada. Koklea panjang ruang sekitar 35 mm. Koklea memiliki sub ruang yang berjumlah 3. Ruang tersebut adalah skala vestibule, skala timpani dan skala media. Di dekat helicotrema sekitar 0,5 mm sampai 0,08 mm didekat jendela oval terdapat membran basiliar yang memisahkan membran skala timpani dan skala media. Pada skala media dan skala vestibuli dipisahkan oleh membran Reissner. Pada skala vestibuli terdapat jendela oval yang terkait dengan footplate dari osikel. Pada skala timpani terdapat jedela bundar yang tidak terkait sesuatu. Skala vestibuli dan skala timpani salng terhubung pada bagian ujung yaitu helicotrema. Ketika osikel bergerak ke kanan maka cairan dalam membran vestibuli akan terdorong ke kanan dan memasuki helicotrema kemudian masuk ke dalam skala timpani dan mengalir ke arah kiri, sehingga jendela bundar akan terdesak ke arah kiri oleh cairan. Hal yang sebaliknya terjadi ketika footplate bergerak ke kiri, jendela oval ke kiri, cairan membran vestibuli ke kiri,cairan membran timpani ke kana, jendela bundar ke kanan. Oleh karena itulah arah dari getaran jendela oval dan jendela bundar saling berlawanan dan memiliki perbedaan fase sebesar 1,5. Pada membran basiliar terdapat dua baris sel rambut yang terhubung dengan serat saraf.
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa melalui permukaan jendela oval, intensitas bunyi diperbesar 15 kali dari intensitas yang diterima oleh membran timpani melalui konsep tekanan. Jendela oval yang menempel pada rumah siput, meneruskan getaran ke rumah siput. Nilai massa jenis dari cairan pengisi rumah siput adalah faktor terjadinya perbedaan impedansi antara udara dan rumah siput. Perbedaan ini menimbulkan penurunan intensitas dari gelombang yang dapat diteruskan. Perbandingan massa jenis cairan koklea (rumah siput) dengan udara adalah 3300 : 1. Perbedaan yang sangat signifikan ini membuat gelombang yang dapat ditransmisikan hanya sebesar 1/3300. Hal ini berarti fraksi energi 1000 fraksi energi hanya 30 dB yang dapat diteruskan. Secara keseluruhan nilai intensitas gelombang bunyi yang dapat disampaikan kepada sel saraf adalah sebesar (1,3^2)(15)(1/3300) nilai senilai dengan 1/130 dari gelombang bunyi yang ditangkap oleh daun telinga. Penguatan intensitas dilakukan lagi oleh pembengkokan sel rambut oleh membran basiliar dalam aspek amplitudo dan kecepatan pengiriman impuls saraf yang mana secara matematis belum dapat dibahas dalam artikel ini.
Penutup
Berdasarkan pembahasan di atas dapat kita pahami terkait kekompleksan dari sistem pendengaran yang dimiliki oleh manusia. Jika salah satu komponennya ada yang rusak atau hanya bekerja tidak semestinya maka hal tersebut akan mengganggu proses pendengaran kita. Masih banyak hal yang belum dapat dibahas pada artikel kali ini. Semoga penulis diberikan kesempatan untuk mempelajarinya dan menghadirkan analisisnya kepada anda.
0 Response to "Audio Physic: Proses Telinga Mendengar"
Post a Comment