Tuesday, October 4, 2011

Efek Doppler

Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil membunyikan sirine, kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin tinggi. Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi kita, nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya hilang).
Dari ilustrasi diatas, kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh sumber.

Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati, maka frekuensi yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs), dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi, maka frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi.
Peristiwa yang pertama kali diamati dan dijelaskan oleh Christian Johann Doppler pada tahun 1842 yang kemudian dikenal sebagai Efek Doppler ini dapat digambarkan sebagai berikut :

Frekuensi yang ditangkap pengamat berkaitan dengan frekuensi sesungguhnya (yang dipancarkan sumber bunyi) dan kelajuan sumber dan pengamat serta kelajuan gelombang dalam medium dapat dituliskan sebagai berikut :
dengan :
fp  adalah frekuensi gelombang yang ditangkap pengamat
fs  adalah frekuensi gelombang yang dipancarkan sumber
v adalah cepat rambat/kelajuan gelombang bunyi di medium (udara)
vp  adalah kelajuan pengamat
vs adalah kelajuan sumber (bunyi)

Pemilihan tanda positip (+) atau negatip (-) pada persamaan diatas bergantung pada arah sumber bunyi dan pengamat (relatif terhadap satu sama lain).

    vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi, dan sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi
        sumber bunyi.

    vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat, dan sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat.
Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara, Efek Doppler ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya). Efek Doppler untuk gelombang cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan frekuensi.
Animasi-animasi dibawah ini akan memberikan sedikit gambaran tentang fenomena efek Doppler pada sumber yang bergerak dan pengamat yang diam.

No comments:

Post a Comment