Home / Fenomena / Efek Doppler

Efek Doppler

kelas-fisika.com – Efek Doppler

Anda pernah mendengar nada tinggi dari kereta api yang semakin mendekat, dan perhatikan bahwa nada turun tiba-tiba saat kereta melewati Anda. Ini disebut Efek Doppler.

Definisi efek Doppler

Efek Doppler adalah kenaikan atau penurunan frekuensi cahaya, suara atau gelombang lainnya karena sumber dan pengamat bergerak mendekat satu sama lain atau bergerak menjauh satu sama lain.

atau

Efek Doppler adalah perubahan frekuensi gelombang suara atau gelombang cahaya yang diterima oleh pengamat dibandingkan dengan frekuensi yang dipancarkan oleh sumbernya.

atau

Bila ada gerak relatif antara sumber suara dan pengamat, frekuensi suara yang didengar oleh pengamat berbeda dengan frekuensi suara sebenarnya yang dipancarkan oleh sumbernya.


Contoh:

Asumsikan bahwa Anda berdiri di pinggir di sebuah stasiun kereta api; Anda mendengar suara nada tinggi saat kereta mendekati Anda. Namun, saat kereta melewati Anda, suara tiba-tiba menjadi rendah. Ini karena saat kereta mendekat, Anda mendengar suara berfrekuensi tinggi tapi saat kereta melintas, Anda mendengar suara berfrekuensi rendah.

Observer saat diam dan sumber diam

Jika pengamat diam dan sumber suara sedang diam, dipisahkan oleh jarak tertentu, frekuensi suara yang didengar oleh pengamat sama dengan frekuensi suara yang dipancarkan oleh sumbernya.

 

Dengan kata lain, jika pengamat dan sumber berada pada posisi diam, pengamat menerima jumlah siklus gelombang per detik yang sama seperti yang dipancarkan oleh sumbernya.

Sumber diam dan pengamat bergerak menuju sumber

Jika sumbernya berada pada posisi diam dan pengamat bergerak menuju sumbernya, maka jarak antara sumber dan pengamat menurun. Akibatnya, frekuensi suara meningkat bagi pengamat.


Pada diagram di atas, pengamat bergerak berlawanan arah dengan gelombang suara dengan kecepatan lebih cepat. Akibatnya, lebih banyak siklus gelombang akan melewati pengamat per detik daripada ombak yang dikirim oleh sumber per detik. Misalnya, jika sumber mengirimkan dua siklus gelombang (2 Hz) untuk melewati titik tertentu dalam satu detik, pengamat menerima empat siklus gelombang (4 Hz) per detik.

Oleh karena itu, pengamat mendengar suara frekuensi tinggi daripada suara frekuensi asli yang dipancarkan oleh sumbernya.

Rumus untuk frekuensi yang akan diamati pengamat saat pengamat bergerak menuju sumber adalah:


Dimana,

Fobserver = frekuensi yang diterima oleh pengamat

Fsource = frekuensi sumber bunyi

Vwave = kecepatan gelombang bunyi di udara

Vobserver = kecepatan pengamat

Sumber diam dan pengamat menjauhi sumber bunyi

Jika sumbernya berada pada posisi diam dan pengamat bergerak menjauh dari sumbernya, maka jarak antara sumber dan pengamat meningkat. Akibatnya, frekuensi suara berkurang bagi pengamat.


Pada diagram di atas, pengamat bergerak ke arah yang sama dengan gelombang suara yang dipancarkan oleh sumbernya. Akibatnya, lebih sedikit siklus gelombang akan melewati pengamat per detik daripada gelombang yang dikirim oleh sumber per detik. Misalnya, jika sumber mengirimkan dua siklus gelombang (2 Hz) untuk melewati titik tertentu dalam satu detik, pengamat hanya menerima satu siklus gelombang (1 Hz) per detik.

Oleh karena itu, pengamat mendengar suara berfrekuensi rendah daripada suara frekuensi asli yang dipancarkan oleh sumbernya.

Rumus untuk frekuensi yang akan diamati pengamat saat pengamat bergerak menjauh dari sumbernya adalah:

Dimana,

Fobserved = frekuensi yang diterima oleh pengamat

Fsource = frekuensi sumber bunyi

Vwave = kecepatan gelombang di udara

Vobserver = kecepatan pengamat

Frekuensi suara yang didengar oleh pengamat kurang dari frekuensi suara yang dikirim oleh sumbernya.

Yaitu frekuensi suara yang didengar oleh pengamat <frekuensi suara yang dikirim oleh sumbernya

Pengamat diam dan sumber bergerak menuju pengamat

Jika pengamat diam dan sumber suara bergerak menuju pengamat, maka jarak antara sumber dan pengamat menurun. Akibatnya, frekuensi suara meningkat bagi pengamat. Ini karena ketika sumber mendekati pengamat, gelombang suara dipadatkan.


Situasi dimana sumber yang bergerak menuju pengamat sulit untuk diketahui. Pada diagram di atas, sumbernya adalah lingkaran merah muda yang bergerak ke kanan. Sumber mengirimkan gelombang melingkar pada interval waktu tertentu. Begitu gelombang daun sumbernya, kecepatannya tak lagi terpengaruh oleh gerak sumbernya. Gelombang suara melaju dengan kecepatannya. Namun, ketika sumber mengirimkan gelombang berikutnya, ia akan bergerak maju sedikit. Gelombang baru adalah gelombang melingkar, seperti gelombang sebelumnya, namun pusatnya sedikit bergeser ke arah sumbernya bergerak. Dengan demikian, gelombang dikompresi di sisi pengamat.

Akibatnya, lebih banyak siklus gelombang akan melewati pengamat per detik daripada ombak yang dikirim oleh sumber per detik. Misalnya, jika sumber mengirimkan dua siklus gelombang (2 Hz) untuk melewati titik tertentu dalam satu detik, pengamat menerima empat siklus gelombang (4 Hz) per detik.

Oleh karena itu, pengamat mendengar suara frekuensi tinggi daripada suara frekuensi asli yang dipancarkan oleh sumbernya.

Kecepatan suara tergantung pada media perjalanannya. Karena itu, kecepatan suara tidak akan berubah. Tapi frekuensi dan panjang gelombangnya berubah.

Frekuensi suara yang didengar oleh pengamat lebih besar dari frekuensi suara yang dikirim oleh sumbernya.

Yaitu frekuensi suara yang didengar oleh pengamat> frekuensi suara yang dikirim oleh sumbernya

Rumus untuk frekuensi yang akan diamati pengamat saat sumber bergerak menuju pengamat adalah:

Dimana,

Fobserved = frekuensi yang diterima oleh pengamat

Fsource = frekuensi sumber bunyi

Vwave = kecepatan gelombang di udara

Vobserver = kecepatan pengamat

Pengamat diam dan sumber menjauh dari pengamat

Jika pengamat diam dan sumber suara bergerak menjauh dari pengamat, maka jarak antara sumber dan pengamat meningkat. Akibatnya, frekuensi suara berkurang bagi pengamat. Ini karena ketika sumber bergerak menjauh dari pengamat, gelombang suara menyebar.

Pada diagram di atas, sumber lingkaran merah muda bergerak ke kanan (bergerak menjauh dari pengamat). Sumber mengirimkan gelombang melingkar pada interval waktu tertentu. Begitu gelombang daun sumbernya, kecepatannya tak lagi terpengaruh oleh gerak sumbernya. Gelombang suara melaju dengan kecepatannya. Namun, ketika sumber mengirimkan gelombang berikutnya, maka akan tertunda sedikit. Gelombang baru adalah gelombang melingkar, sama seperti gelombang sebelumnya, namun pusatnya sedikit bergeser ke arah yang berlawanan dengan pengamat. Dengan demikian, gelombang menyebar ke sisi pengamat.

Akibatnya, lebih sedikit siklus gelombang akan melewati pengamat per detik daripada gelombang yang dikirim oleh sumber per detik. Misalnya, jika sumber mengirimkan dua siklus gelombang (2 Hz) untuk melewati titik tertentu dalam satu detik, pengamat hanya menerima satu siklus gelombang (1 Hz) per detik.

Oleh karena itu, pengamat mendengar suara berfrekuensi rendah daripada suara frekuensi asli yang dipancarkan oleh sumbernya.

Rumus untuk frekuensi yang akan didengar pengamat saat sumbernya menjauh dari pengamat adalah:

Dimana,

Fobserved = frekuensi yang diterima oleh pengamat

Fsource = frekuensi sumber bunyi

Vwave = kecepatan gelombang di udara

Vobserver = kecepatan pengamat

Aplikasi Efek Doppler

  • Senjata radar yang digunakan oleh polisi lalu lintas untuk mendeteksi lebih cepatnya kendaraan di jalan raya bergantung pada Efek Doppler.
  • Efek Doppler digunakan untuk melacak satelit yang memancarkan sinyal radio dengan frekuensi konstan.
  • Efek Doppler digunakan untuk mendeteksi apakah bintang di angkasa bergerak ke arah bumi atau bergerak menjauh dari bumi. Jika cahaya yang dipancarkan dari bintang bergeser biru (frekuensi tinggi), gelombang cahayanya dipadatkan dan itu akan datang ke arah kita. Jika cahaya yang dipancarkan dari bintang berwarna merah bergeser (frekuensi rendah), gelombang cahayanya menyebar dan bergerak menjauh dari kita. Semua bintang yang kita temukan berwarna merah bergeser, yang berarti semua bintang bergerak menjauh dari kita. Ini adalah bukti nyata bagi teori bahwa alam semesta terus berkembang.
  • Efek Doppler digunakan untuk menentukan gerak darah yang mengalir melalui arteri.
  • Efek Doppler digunakan untuk menentukan putaran sebuah galaksi.

Kesimpulan Efek Doppler

Jika Anda (pengamat) bergerak ke arah yang berlawanan dengan gelombang suara (sumber), frekuensinya akan tampak lebih tinggi.

Demikian pula, jika gelombang suara (sumber) bergerak ke arah Anda (pengamat), frekuensinya akan tampak lebih tinggi dari frekuensi aslinya.

Di sisi lain, jika Anda (pengamat) bergerak menjauh dari gelombang suara (sumber) atau jika Anda (pengamat) bergerak ke arah gelombang suara yang sama, frekuensinya akan tampak lebih rendah daripada yang asli. frekuensi.

Check Also

Transformator Tenaga Listrik | Definisi dan Jenis Transformator

kelas-fisika.com – Transformator Tenaga Listrik | Definisi dan Jenis Transformator Definisi Transformator Transformator atau Trafo …

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Powered by themekiller.com