Pengertian, rumus, aplikasi dan contoh efek doppler

Efek Doppler adalah perubahan frekuensi atau panjang gelombang suatu gelombang pada seorang penerima yang sedang bergerak relative terhadap sumber gelombang. Efek Doppler dinamakan  berdasarkan seorang ilmuwan Austria, Christian Doppler, yang pertama kali menjelaskan fenomena tersebut pada tahun 1842. Efek Doppler dapat ditemukan pada segala jenis gelombang, seperti gelombang air, gelombang suara, gelombang cahaya dan lain-lain.

Pada pembahasan kali ini, kita akan membahas fenomena efek Doppler yang terjadi pada gelombang suara, pendengar merupakan penerima gelombang. Jika kita (pendengar) sedang diam dan mendengar suara dari sumber suara yang juga diam, maka suara yang kita dengar akan memiliki frekusnsi yang sama dengan sumber suara. Namun, efek dopller akan terjadi saat sumber suara bergerak terhadap pendengar ataupun sebaliknya. Comtohnya adalah ketika kita mendengar mobil bersirine yang sedang menuju kearah kita, maka kita kan mendengar bunyi sirine yang makin meninggi (pitch atau frekuensi suara makin tinggi); kemudian saat mobil tersebut telah melewati kita dan makin menjauh, bunyi sirine akan semakin mengecil (pitch makin rendah). Inilah fonomena efek Doppler, yakni perubahan frekuensi suara yang dihasilkan oleh sumber suara yang bergerak.

Rumus efek Doppler

Efek duppler dapat dirumuskan dengan :

fp  x fs

Ket :

·        fp : frekuensi yang di dengar oleh pendengar (Hz)

·        fs : frekuensi yang dikeluarkan oleh sumber suara (Hz)

·        v  : kecepatan suara di udara (m/s)

·        vp : kecepatan pendengar jika bergerak (m/s)

·        vs : kecepatan sumber suara jika bergerak (m/s)

Perhatikan rumus di atas, tanda di atas dapat berarti + (positif) ataupun (-)negative tergantung kondisi si pendegar dan juga sumber suara. Berikut ini perjanjian pemakaian benda plus dan minus tersebut:

§  vp bernilai positif (+) jika si pendengar mendekati sumber suara, dan bernilai negative (-) jika menjauhi sumber suara.

§  Vs bernilai positifhiz (+) jika sumber suara menjauhi pendengar, dan beernilai negative (-) jika mendekati pendengar.

Aplikasi efek Doppler

            Sirine suara yang di keluarkan sirene pada mobil ambulans atau polisi, ataupun pemadam kebakaran di rancang untuk memanfaatkan efek Doppler semaksimal mungkin sehingga pendegar akan makin waspada terhadap mobil-mobil terssebut saat bergerak mendekati pendengar.

Radar – efek Doppler dipakai pada aplikasi beberapa jenis radar untuk mengukur kecepatan objek yang diamati. Dengan mengukur perubahan frekuensi yang diterima, maka kita dapat mengukur kecepatan objek tersebut.

Kesehatan – echocardiogram merupakan perangkat kesehatan yang menggunakan fenomena efek Doppler untuk mengukur kecepatan aliaran darh dan karakteristik jaringan tissue secara akurat. Alat ni juga dapat menghasilkan gambar jantung dan aliran-aliran darah dengan menggunakan suara ultrasonic Doppler 2 dimensi dan 3 dimensi.

Industry – terdapat beberapa insinyur untuk mengetahui kecepatan aliran fluida di dalam pipa ataupun aliran eksternal seperti laser Doppler velocimeter (LDV), accoustic Doppler velocimeter (ADV), dan ultrasonic Doppler velocimetry (UDV), yang menggunakan prinsip efek Doppler. LDV dapat juga di pakai untuk mengukur getaran tanpa kontak lansung dengan permukaan yang akan diukur.

Komunikasi – satelit komunkasi yang mengorbit bumi setiap saat dapat mengalami fenomena  efek Doppler akibat perubahan ketinggian permukaan bumi yang dilewati. Maka, diperlukan suatu  kompensasi Doppler Dinamik agar satelit dapat menerima sinyal dengan frekuensi yang constant.

Astronomi – fenomena efek Doppler terjadi di luar angkasa. Perubahan frekuensi gelombang elektromagnetik dihasilkan dari bintang-bintang yang bergerak di galaksi kita dan diluar galaksi. Efek Doppler digunakan untuk mencari informasi mengenai karakteristik bintang-bintang tersebut dan galaksi-galaksi.

Contoh soal efek Doppler dan pembahasan

Contoh soal 1

Sebuah mobil polisi dengan sirine menyala yang berfrekuensi 940 Hz bergerak dengan kecepatan 90 km/jam mendeekati seorang yang sedang berdiri di pinggir jalan. Jika kecepatan suara di udara sebesar 340 m/s, berapa frekuensi sirine yang di dengar oleh orang tersebut?

Pembahasan :

Dik : vs = 90 km/jam => 25 m/s.

         Karena sumber suara mendekati pendengar, maka vs (-)

         Karena pendengar dalam kondisi diam, maka vp= 0

Sehingga :

 fp  x fs

             fp  x 940 =  x 940 = 1.014,6 Hz

contoh soal 2

sebuah mobil polisi dengan sirine menyala yang berfrekuansi 940 Hz bergerak dengan kecepatan 90 km/jam mengejar seorang pelaku criminal yang sedang melaju menjauh dari polisi dengan kecepatan 72 km/jam. Jika kecepatan rambat suara di udara sebesar 340 m/s berapa frekuensi bunyi sirine yang di dengar oleh pelaku tersebut?

Pembahasan :

Dik : vs = 90 km/jam => 25 m/s

         Karena sumber suara mendekati pendengar, maka vs (-)

         Vp = 72 km/jam => 20 m/s

            Karena pendengar menjauhi sumber suara, maka vp (-)

Sehingga :

            fp  x fs

            fp  x 940 =  x 940 = 954,6 Hz       

            sekian penjelasan singkat artikel tentang efek doppler pada hari ini semoga bermanfaat, mohon maaf bila terdapat kesalahan dalam penulisan artikel ini dan jangan lupa share ke teman-teman kalian ya…

Terima kasih