Efek Doppler Kelas 12

Efek Doppler adalah perubahan frekuensi yang diterima pendengar dibanding dengan frekuensi sumbernya akibat gerak relatif pendengar dan sumber. Gejala perubahan frekuensi inilah yang dikenal sebagai efek Doppler. Istilah ini diambil dari nama seorang fisikawan Austria, Christian Johanm Doppler (1803-1855).

Peristiwa Efek Doppler

Gejala ini dapat digambarkan seperti pada gambar dibawah pada bagian (a) sumber mampu menerima A dan B diam atau relatif diam maka frekuensi bunyi yang diterima A dan B akan sama dengan yang dipancarkan oleh sumber. Bagaimana dengan bagian (b), sumber bunyi bergerak ke arah B dengan kecepatan v_s. Saat sumber dan penerima relatif bergerak ke arah B maka penerima akan mendapat frekuensi bunyi lebih besar dari sumber, sedangkan penerima A lebih kecil.

Menurut Doppler, perubahan frekuensi bunyi itu memenuhi hubungan : kecepatan relatifnya sebanding dengan frekuensi.

Δv_p adalah kecepatan relatif bunyi terhadap pandangan. Nilainya dapat dituliskan juga Δv_p = v ±v_p. Berarti berlaku juga Δv_s = v ± v_s. Dengan substitusi nilai Δv_p dan Δv_s dapat diperoleh persamaan efek Doppler seperti berikut.

dengan :

f_p = frekuensi bunyi yang diterima pendengar (Hz)
f_s = frekuensi bunyi sumber (Hz)
v = cepat rambat bunyi di udara (m/s)
v_s = kecepatan sumber bunyi (m/s)
v_p = kecepatan pendengar (m/s)
(±) = operasi kecepatan relatif, (+) untuk kecepatan berlawanan arah dan (−) untuk kecepatan searah

Contoh Efek Doppler Dalam Kehidupan

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menjumpai bunyi yang kita dengar akan terdengar berbeda apabila antara sumber bunyi dan pendengar terjadi gerakan relatif. Misalnya pada saat kita menaiki sepeda motor di jalan raya berpapasan dengan mobil ambulan atau mobil patroli yang membunyikan sirine. Bunyi sirine yang terdengar akan makin keras saat kita bergerak saling mendekati dan akan semakin lemah pada saat kita bergerak saling menjauhinya. Peristiwa ini disebut efek Doppler yaitu peristiwa terjadinya perubahan frekuensi bunyi yang diterima oleh pendengar akan berubah jika terjadi gerakan relatif antara sumber bunyi dan pendengar.

Sebagai contoh sumber bunyi mengeluarkan bunyi dengan frekuensi fs dan bergerak dengan kecepatan vs dan pendengar bergerak dengan kecepatan vp dan kecepatan rambat gelombang bunyi adalah v maka frekuensi bunyi yang diterima oleh pendengar apabila terjadi gerakan relatif antara sumber bunyi dengan pendengar dapat dirumuskan :

dengan :

f_p = frekuensi bunyi yang diterima pendengar (Hz)
f_s = frekuensi sumber bunyi (Hz)
v = cepat rambat bunyi di udara (ms1)
v_p = kecepatan pendengar (ms1)
v_s = kecepatan sumber bunyi (ms1)

Contoh efek Doppler dalam keseharian