EFEK DOPPLER

Efek Doppler dikemukakan oleh Christian Johan Doppler (1803 – 1853) yang menyatakan bahwa bunyi akan meningkat bila mendekat dan berkurang bila menjauh (sumber : Buku Erlangga Fisika halaman 99). Hal ini tergantung pada sumber dan pengamat, misalnya seperti suara kereta api yang terdengar nyaring bila mendekat dan melemah bila menjauh. Suara akan meningkat atau melemah tergantung pada sumber dan pengamat yang bergerak mendekat atau menjauh.

Hubungan tinggi rendah (pitch) bunyi dengan pergerakan sumber dan pengamat.

i. Suara meningkat saat mendekat. Dapat terjadi dua kemungkinan, yaitu :

Sumber bergerak vs = (-) Pengamat bergerak vp = (+)

Pengamat tetap vp = 0 Sumber tetap vs = 0

Pengamat mendekati Sumber vp =(+) Sumber mendekati Pengamat vs = (-)

ii. Suara berkurang saat menjauh.Dapat terjadi dua kemungkinan, yaitu :

Sumber bergerak vs = (+) Pengamat bergerak vp = (-)

Pengamat tetap vp = 0 Sumber tetap vs = 0

Pengamat menjauhi Sumber vp = (-) Sumber menjauhi Pengamat vs = (+)

(sumber : Guru Fisika SMAN 2 Palangkaraya : Rudy Hilkya).

Bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi, maka kecepatan gelombang relatif terhadap pengamat v’ = v + vp , namun panjang gelombangnya konstan. Frekuensi yang didengar pengamat membesar menjadi :

fp = fv+v p

v …………………(1)

Sebaliknya, jika Pengamat menjauhi Sumber maka frekuensi yang didengar mengecil, menjadi :

fp = fv−v p

v ……………………(2)

Bila Sumber mendekati Pengamat, maka pengamat akan melihat muka gelombang yang lebih rapat sehingga panjang gelombang aksen bagi pengamat lebih pendek daripada panjang gelombang sumber asli. Frekuensi pun menjadi betambah besar :

fp = f v

v−vs …………………….(3)

Sebaliknya, jika sumber menjauhi pengamat, maka frekuensi menjadi bertambah kecil.

fp = f v

v+vs ……………………..(4)

Dari penjabaran di atas, persamaan umumnya menjadi :

fp = v ± v p

v ± vs

f s

dengan fp = frekuensi pengamat (Hz)

fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)

P = pengamat

S = sumber bunyi

v = cepat rambat gelombang bunyi (m/s)

vp = kecepatan pengamat (m/s)

vs = kecepatan sumber bunyi (m/s)

(sumber : Buku Erlangga Fisika halaman 100).

Berikut beberapa ilustrasi efek Doppler .

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa suara sirine mobil polisi akan terdengar nyaring dan jelas bila pengamat mendekati sumber atau sumber (mobil polisi) yang bergerak mendekati pengamat. Begitu juga sebaliknya, suara sirine menjadi semakin kecil bila pengamat atau sumber bergerak menjauh.

Untuk lebih memahami efek Doppler, berikut ilustrasi dalam kehidupan sehari – hari.

1. Dalam kehidupan sosial, bila masyarakat bersatu, saling peduli, dan saling mendekat serta memperhatikan satu sama lain, maka kehidupan berbangsa dan bernegara akan damai dan meningkatkan kesejahteraan rakyat. Begitu juga sebaliknya, jika masyarakat tidak saling peduli, acuh tak acuh , dan tidak menghargai satu sama lain, maka keadaan bermasyarakat akan renggang dan tidak ada kedamaian. Hal ini sama dengan efek Doppler.

2. Bila kita datang mendekat dengan Tuhan, maka hubungan kita dengan Tuhan akan semakin akrab dan solid. Sebaliknya, jika kita menjauh, maka hubungan dengan Tuhan pun menjadi berkurang dan kita menjadi tidak peduli. Hal ini juga sama dengan efek Doppler.

3. Bila kita bergerak mendekati gedung pertunjukan musik maka suara musiknya akan semakin terdengar keras. Sebaliknya, bila kita pergi menjauhi gedung itu, maka suara musik itu semakin lama akan semakin terdengar lemah bahkan menghilang. Hal ini juga merupakan contoh efek Doppler (sumber : penulis).

Aplikasi efek Doppler sering kita manfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Dalam proses dalam bidang sains, teknik industri, dan bidang- bidang lainnya, menggunakan prinsip ini. Adapun aplikasinya yaitu :

1. Aplikasi efek Doppler sebagi radar. Terjadinya efek Doppler dapat diaplikasikan sebagai radar untuk menentukan kecepatan sebuah kendaraan di jalan raya. Sebuah mobil polisi dilengkapi dengan pemancar dan penerima gelombang bunyi. Radar senjata yang digunakan oleh polisi untuk memeriksa kendaraan ngebut mengandalkan efek Doppler. Radar Doppler Komputer dalam radar mengkonversi data elektronik pergeseran Doppler tentang gelombang radio tercermin dalam gambar menunjukkan kecepatan dan arah angin.

2. Doppler Echocardiogram. Sebuah echocardiogram tradisional menggunakan gelombang suara untuk menghasilkan gambar dari jantung . Dalam prosedur ini, ahli radiologi menggunakan suatu alat untuk mengirim dan menerima USG gelombang, yang tercermin ketika mereka mencapai tepi dua struktur dengan kerapatan yang berbeda.

3. Penghilang Boom, sebagai contoh, booming sonik , yang disebabkan oleh supersonik pesawat , bisa menyebabkan suara menyenangkan dan getaran di tanah, itulah sebabnya pesawat supersonik tidak diizinkan untuk terbang di atas daerah penduduk, secara langsung berkaitan dengan efek Doppler. Terjadi ketika pesawat terbang, terbang pada kecepatan suara atau lebih tinggi, sebenarnya terbang lebih cepat dari gelombang suara yang diproduksi.

4. Fetal Doppler hanya menggunakan teknik auskultasi tanpa teknik pencitraan seperti pada

velocimetri Doppler maupun USG. Untuk fetal Doppler, agar bisa menangkap suara detak jantung,

transduser ini memancarkan gelombang suara ke arah jantung janin. Gelombang ini dipantulkan oleh

jantung janin dan ditangkap kembali oleh transduser. Jadi, transduser berfungsi sebagai pengirim

gelombang suara dan penerima kembali gelombang pantulnya (echo). Pantulan gelombang inilah

yang diolah oleh Doppler menjadi sinyal suara. Sinyal suara ini selanjutnya diamplifikasikan. Hasil

terakhirnya berupa suara cukup keras yang keluar dari mikrofon. Dengan alat ini energi listrik diubah

menjadi energi suara yang kemudian energi suara yang dipantulkan akan diubah kembali menjadi

energi listrik. Pada velocimetri Doppler maupun USG, pencitraan yang diperoleh dan ditampilkan

pada layar adalah gambaran yang dihasilkan gelombang pantulan ultrasound.

Fetal Doppler memberikan informasi tentang janin mirip dengan yang disediakan oleh

stetoskop janin. Satu keuntungan dari fetal Doppler dibanding dengan stetoskop janin (murni akustik)

adalah output audio elektronik, yang memungkinkan orang selain pengguna untuk mendengar detak

jantung. Fetal Doppler juga mempermudah seorang bidan dalam menghitung denyut jantung janin

tanpa harus berkonsentrasi penuh dalam menghitung (sumber : http://cizereggae.blogspot.com/).

Simpulan :

Aplikasi penggunaan efek Doppler telah banyak digunakan dalam kehidupan sehari –

hari. Efek Doppler sangat membantu kehidupan manusia terutama dalam dunia medis dan

komunikasi, yaitu fetal Doppler dan radar. Selain itu, efek Doppler juga sebagai ilmu

pengetahuan sehari – hari agar kita dapat menghindari suara yang melengking dan mendekati

suara lemah. Hal ini dapat membantu menjaga kesehatan organ telinga kita. Efek Doppler

yang sangat bermanfaat ini diharapkan dapat terus dikembangkan terutama bagi siswa/siswi

jurusan Sains yang mencintai fisika dan limgkungan agar dapat terus membantu kehidupan

manusia ke masa depan menjadi lebih baik dan maju (sumber : penulis).