Efek Doppler
Bila sebuah mobil bergerak mendekati Anda sambil
membunyikan klakson, Anda akan mendengar frekuensi bunyi klakson yang semakin
tinggi. Sebaliknya, jika mobil itu bergerak menjauhi Anda, Anda akan mendengar
frekuensi bunyi klakson yang semakin rendah.
Fenomena ini pertama kali
dijelaskan oleh ilmuwan berkebangsaan Austria Christian Doppler sekitar abad pertengahan,
sehingga dinamakan efek Doppler. Secara umum, bila sumber bunyi dan pendengar
bergerak relatif satu sama lain, maka frekuensi bunyi yang didengar oleh
pendengar tidak sama dengan frekuensi sumber bunyi.
Untuk
menganalisis efek Doppler pada gelombang bunyi, kita akan menentukan hubungan
antara pergeseran frekuensi, kecepatan sumber, dan kecepatan pendengar relatif
terhadap medium (udara) yang dilalui oleh gelombang bunyi tersebut. Untuk
menyederhanakan, kita hanya akan membahas keadaan khusus di mana kecepatan
sumber dan pendengar keduanya terletak sepanjang garis lurus yang menghubungkan
keduanya. Dalam membahas efek Doppler, vs dan vp berturut-turut
menunjukkan komponen-komponen kecepatan sumber bunyi dan kecepatan pendengar,
relatif terhadap medium. Kita akan memilih arah positif untuk vs dan
vp sebagai arah dari pendengar P
ke sumber S. Laju perambatan bunyi
relatif terhadap medium, yaitu v selalu positif.
Pendengar yang Bergerak
Dengan demikian, pendengar yang bergerak menuju sumber
bunyi seperti pada Gambar 1 pendengar akan mendengar frekuensi yang lebih
tinggi daripada yang didengar oleh pendengar yang diam. Sebaliknya, pendengar
yang bergerak menjauhi sumber bunyi akan mendengar frekuensi yang lebih rendah.
Sumber
Bunyi dan Pendengar Bergerak
Apa yang terjadi jika sumber bunyi bergerak? Gambar 3.6
menunjukkan sebuah sumber bunyi yang bergerak dengan kecepatan vs. Laju
gelombang bunyi relatif terhadap medium (udara) adalah v Laju gelombang bunyi
nilai tetap, tidak bergantung pada gerak sumber. Akan tetapi, panjang gelombang
bunyi tidak sama dengan v/fs. Mengapa demikian? Waktu untuk pancaran satu
siklus gelombang sama dengan periode T = 1/fs. Dalam waktu T = 1/fs
ini gelombang merambat sejauh vT = v/fs dan sumber bunyi merambat
sejauh vs T = vs/fs. Panjang gelombang adalah
jarak antara dua puncak gelombang yang berurutan. Seperti ditunjukkan pada
Gambar 2, panjang gelombang di depan sumber berbeda dengan panjang gelombang di
belakang sumber. Di depan sumber, yaitu di sebelah kanan Gambar 2, panjang
gelombangnya adalah
Di belakang sumber, yaitu di sebelah kiri Gambar 2,
panjang gelombangnya adalah
Perhatikan bahwa gelombang-gelombang di depan sumber
merapat, sedangkan gelombang-gelombang di belakang sumber merenggang.
Untuk menentukan
frekuensi yang didengar oleh pendengar di belakang sumber, kita substitusi
Persamaan (4) ke Persamaan (1) yang pertama. Diperoleh,
Persamaan (5) berlaku untuk semua kemungkinan gerak
sumber bunyi dan pendengar (relatif terhadap medium udara) sepanjang garis yang
menghubungkan sumber bunyi dan pendengar itu. Jika pendengar diam,vp.
Jika sumber bunyi dan pendengar keduanya diam atau memiliki kecepatan yang sama
relatif terhadap medium, vp = vs dan fp = fs.
Jika arak kecepatan sumber atau arah kecepatan pendengar berlawanan dengan arah
pendengar menuju sumber (yang telah didefinisikan bertanda positif), maka
kecepatan sumber atau pendengar pada Persamaan (5) bertanda negatif.
Post a Comment for "Efek Doppler"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!