Efek Doppler: Sejarah, Pengertian, Rumus dan Penerapannya

Pernahkah kalian mendengar suara sirine pemadam kebakaran atau ambulans yang menggaung keras walaupun dari kejauhan? Kalian pasti bertanya, suara terdengar dari kejauhan terasa begitu kencang, namun ketika kita mendengarkannya tepat di depan kita suaranya seolah-olah berbeda. Nah, itu terjadi karena adanya efek doppler.

Efek tersebut terjadi secara alamiah, lho. Yuk, kita kenalan lebih jauh tentangnya dengan menyimak penjelasan berikut ini!

Sejarah Singkat Efek Doppler

Efek ini pertama kali dicetuskan oleh seorang ahli matematika dan fisika berkebangsaan Austria, yaitu Christian Doppler. Beliau berasal dari kalangan keluarga yang cukup terpandang yaitu pebisnis terkemuka pada saat itu. 

Saat berada di bangku sekolah, kecerdasan Doppler semakin terlihat, terutama pada pelajaran matematika. Akhirnya setelah mengenyam pendidikan formal, Doppler dewasa melanjutkan pendidikannya di Vienna Polytechnic Institute.  

Beliau mulai mencurahkan dedikasinya pada pengembangan ilmu pengetahuan alam. Melanjutkan studi lanjut selama 3 tahun, tak membuatnya berhenti sampai di situ saja. Karirnya sebagai akademisi mulai meroket ketika menjadi asisten Profesor Burg, guru besar di Vienna University.

Selanjutnya, pada tahun 1837 Doppler menikahi seorang wanita bernama Mathilda Sturm dan dikaruniai 5 orang anak. Akhirnya setelah lima tahun usia pernikahannya, Doppler mendapat gelar professor. 

Setelah bertahun-tahun menjadi pendidik, tentu saja Doppler melahirkan beberapa karya tulis ilmiah. Salah satu publikasinya yang terkemuka adalah “Pewarnaan Cahaya pada Bintang Biner dan Bintang Lain”. Lalu, di dalam karyanya dia mengenalkan efek doppler pada khalayak umum. 

Christian Doppler menjelaskan bahwa frekuensi gelombang terbentuk berdasarkan gerak relatif sumber dan pengamat. Apabila sumber bergerak menjauhi atau mendekati pengamat maka frekuensi gelombang yang diperoleh pengamat akhirnya tidak sama dengan yang dipancarkan oleh sumber gelombang. 

Baca Juga:Konsep Gelombang Elektromagnetik, Spektrum, & Sifatnya

Apa Itu Efek Doppler

Jadi, berdasarkan penjelasan di atas, dapat kita simpulkan bahwa efek doppler merupakan fenomena yang terbentuk karena frekuensi gelombang dari suatu sumber dan diterima oleh detektor sehingga ia mengalami perubahan akibat pergerakan relatif detektor terhadap sumber gelombang dan sebaliknya.  

Rumus Efek Doppler

Efek doppler dapat dihitung menggunakan rumus sistematisi. Rumus ini terbentuk dari beberapa faktor seperti kecepatan udara, kecepatan pengamat, kecepatan sumber bunyi dan kecepatan gerak sumber bunyi yang tercipta. Sehingga, rumusnya adalah sebagai berikut:

fₚ=\frac{v±fₚ}{v±fₛ} fₛ

Keterangan Rumus

fₚ = frekuensi sumber suara  (Hz)

v = kecepatan udara (m/s)

vₚ = kecepatan pengamat (m/s)

fₛ = frekuensi sumber bunyi (Hz)

vₛ = kecepatan sumber suara (m/s)

Kita perhatikan tanda kurang lebih “”, ia mempunyai dua arti yaitu bisa bernilai negatif atau positif. Kecepatan pengamat (vₚ) akan bernilai positif jika ia bergerak mendekati sumber bunyi, dan kecepatan sumber suara (vₛ) akan bernilai positif jika sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat. 

Namun, kecepatan pengamat (vₚ) akan bernilai negatif jika ia bergerak menjauhi sumber suara serta kecepatan suara (vₛ) bernilai negatif jika ia mendekati pendengar atau pengamat. 

Baca Juga: Mengenal Hukum Kekekalan Energi Beserta Jenis-Jenisnya

Kegunaan Efek Doppler

Nah, setelah kalian mengetahui definisi dan rumus efek doppler, mari kita mempelajari implementasi atau kegunaannya:

1. Efek ini berguna  pada sirine ambulans maupun pemadam kebakaran, supaya pengendara di depannya bisa memberinya jalan untuk melaju cepat.
2. Dalam lingkup medis, efek doppler berguna dalam menegakkan diagnosa medis yang berada di ekokardiogram. Efek ini bermanfaat untuk mengukur aliran darah yang masuk di pembuluh darah arteri atau vena. 
3. Komunikasi satelit memanfaatkan efek doppler untuk memantau kinerja satelit dengan cara mengetahui perubahan frekuensi atau panjang gelombang. 
4. Pakar meteorologi ini menggunakan efek Doppler untuk melacak badai melalui getaran yang dihasilkannya. 
5. Ahli astronom biasa menggunakannya untuk memantau perubahan gelombang elektromagnetik guna mengidentifikasi benda-benda langit 

 

Contoh Soal

Sebuah mobil pemadam kebakaran bergerak dari arah Barat dengan kecepatan 80 km/jam. Mobil tersebut tak lupa membunyikan sirine dengan frekuensi 850 Hz. Maka, tentukan frekuensi bunyi sirine yang didengar oleh orang-orang yang berada di bahu jalan ketika mobil tersebut sudah berlalu dengan cepat (kecepatan bunyi = 340 m/s) 

Cara Penyelesaian

v = 340 m/s

fp = 0

vs = 80 km/jam

fs = 850 Hz

Untuk mencari nilai fp maka masukkan rumus berikut ini

fₚ=\frac{v±fₚ}{v±fₛ} fₛ fₚ=\frac{340 m/s+0}{340+22,22 m/s} 850 fₚ=\frac{340 m/s}{362,22 m/s} 850 fₚ=797,85 Hz

Kesimpulan

Efek Doppler ternyata dapat kita temukan dalam kehidupan sehari-hari ya, kawan literasi. Adapun kegunaannya juga bermanfaat baik dalam ilmu medis, astronomi, geografi, dan sebagainya.

Nah, kalian sudah paham, bukan? Yuk, simak artikel yang tidak kalah menarik pada kesempatan berikutnya.Sampai jumpa dan semoga bermanfaat ya!