Efek Doppler adalah fenomena bergelombang ditandai dengan perubahan panjangnyadigelombang atau dari frekuensi gelombang yang dipancarkan oleh sumber yang bergerak relatif terhadap pengamat.
Apa itu Efek Doppler?
Ini dibuatDoppler itu adalah fenomena gelombang fisik yang terjadi ketika ada perkiraan atau pemindahanrelatif antara sumber gelombang dan pengamat. Fenomena ini terjadi karena kecepatandiperambatandisatugelombang, apa pun itu, tergantung secara eksklusif pada cara gelombang ini merambat. Jadi, meskipun sumber gelombang atau pengamat bergerak, kecepatan rambat gelombang tidak akan berubah. Namun, akan ada variasi panjang gelombang dan frekuensi gelombang yang ditangkap oleh pengamat.
ITU kecepatandiperambatan dari setiap gelombang, baik itu gelombang mekanik (suara) atau gelombang elektromagnetik (cahaya), ia menjaga hubungan proporsional dengan panjang gelombangnya dan dengan frekuensi osilasinya. Menonton:
v – kecepatan rambat gelombang (m/s)
λ – panjang gelombang (m)
f – frekuensi osilasi (Hz atau s-1)
Bayangkan situasi berikut: ambulans dengan sirenenya berjalan menyusuri jalan pindah dari seorang pengamat dan mendekati dari pengamat lain. Lihatlah gambar di bawah ini:
Bagaimana kecepatan rambat gelombang suara Tergantunghanyadaricukup (dalam hal ini, udara), kecepatanrelatif antara gelombang suara dan kedua pengamat akan tetap sama, baik dalam kaitannya dengan pengamat yang mengesampingkan berapa banyak dalam kaitannya dengan pengamat yang pendekatan dari sumber gelombang. Dengan cara ini, agar kecepatan tetap konstan untuk kedua pengamat, terjadi perubahan pada panjangnyadigelombang (ruang yang dibutuhkan gelombang untuk menyelesaikan osilasi) dan dalam frekuensi. bagaimana besarnya ini terbaliksebanding, bisa dibilang:
Pengamat yang melihat ambulans pindah akan mendengar suara dengan lebih besarpanjangnyadigelombang dan lebih kecilfrekuensi, oleh karena itu, lebih serius;
Pengamat yang melihat ambulans mendekati akan mendengar suara lebih besarfrekuensi dan lebih kecilpanjangnyadigelombang, oleh karena itu, lebih akut.
Lihat juga: Gelombang suara
Gambar di atas menunjukkan sumber gelombang suara bergerak dan deformasi yang dialami oleh muka gelombang suara yang dipancarkan.
Siapa Penemu Efek Doppler?
Efek Doppler sepenuhnya dijelaskan oleh fisikawan Austria JohannKristenDoppler, pada tahun 1842. Bukti eksperimental efek ini dibuat tiga tahun kemudian oleh Buys Ballot. Untuk ini, Ballot melakukan eksperimen aneh di mana sebuah band mengeluarkan beberapa not musik di atas lokomotif yang bergerak. Sementara itu, sekelompok pengamat merekam nada-nada yang didengar menurut banyak perbedaankecepatan pendekatan dan keberangkatan dari kereta api.
Rumus Efek Doppler
Rumus umum yang digunakan untuk menghitung perubahan frekuensi dalam efek Doppler ditunjukkan di bawah ini:
f' – frekuensi teramati (Hz)
f0 – frekuensi yang dipancarkan (Hz)
v – kecepatan gelombang di tengah (m/s)
v0 – kecepatan pengamat (m/s)
vF– kecepatan sumber gelombang pemancar (m/s)
Untuk menggunakan rumus yang ditunjukkan di atas, perlu diketahui apakah ada kesenjangan antara sumber gelombang ini adalah pengamat. Untuk ini:
Kami menggunakan tanda dari atas baik di pembilang (+) dan di penyebut (-) jika ada perkiraan antara sumber dan pengamat;
Kami menggunakan sinyal rendah baik di pembilang (-) dan di pembilang (+) jika ada pemindahan antara sumber dan pengamat.
Efek Doppler dalam kedokteran
Efek Doppler digunakan dalam pengobatan dalam beberapa tes pencitraan, seperti ekokardiografi. Dalam pemeriksaan ini, sifat anatomi jantung dipelajari untuk mencari kelainan dalam fungsinya. Untuk ini, sumber pemancar ultrasonik digunakan (suara dengan frekuensi lebih besar dari 20.000 Hz). Suara-suara ini diserap, dibiaskan dan dipantulkan oleh jaringan dan aliran darah yang berbeda, yang berperilaku sebagai sumber sekunder gelombang pantul yang bergerak. Dengan cara ini, dimungkinkan untuk memetakan pemompaan darah, mengamati refluks darah, dll.
Pada ekokardiografi Doppler, gelombang suara yang dipantulkan oleh darah saat bergerak menjauh dari atau dekat sumber ultrasound ditangkap.
Lihatjuga: Diagnostik dengan Efek Doppler
Efek Doppler Cahaya
Efek Doppler juga terlihat pada gelombang elektromagnetik seperti cahaya. Seperti halnya suara, kecepatan cahaya tidak bergantung pada pengamatnya, hanya pada medium tempat ia merambat. Karena itu:
Saat disana perkiraan antara sumber gelombang elektromagnetik dan pengamat, yang terakhir akan melihat peningkatan frekuensi yang diamati dan penurunan panjang gelombang;
Saat disana pemindahan antara sumber gelombang elektromagnetik dan pengamat, pengamat akan melihat penurunan frekuensi yang diamati dan peningkatan panjang gelombang.
Lihat juga:Warna dan frekuensi cahaya
HAI Ini dibuatDopplermembericahaya adalah fenomena yang banyak diamati di Astronomi. Cahaya tampak yang dipancarkan oleh bintang-bintang didistribusikan dalam pita frekuensi sempit yang disebut spektrum terlihat. Ketika kita melihat cahaya yang dipancarkan oleh bintang-bintang di galaksi yang jauh, kita sering mengamati peningkatan frekuensi cahaya, yang disebut oleh para astronom sebagai pergeseran biru, karena cahaya tampak cenderung mendekati frekuensi warna biru. Dalam kasus di mana bintang-bintang menjauh dari Bumi, fenomena itu disebut pergeseran merah.
Saat bintang mendekati penonton dengan kecepatan tinggi, kecerahannya tampak berubah kebiruan; ketika Anda menjauh, cahayanya berubah menjadi kemerahan.
Efek Doppler pada radar lalu lintas
Salah satu penerapan efek Doppler adalah pada radar lampu lalu lintas, yang digunakan untuk mengukur kecepatan kendaraan otomotif. Radar ini memancarkan seberkas cahaya yang frekuensinya berada dalam kisaran inframerah. Kemudian, waktu yang dibutuhkan balok untuk kembali ke sumber diukur. berapa kecepatan cahaya light konstan, adalah mungkin untuk mengukur kecepatan di mana sumber pemantul cahaya sekunder (kendaraan) bergerak setiap saat, bahkan pada jarak yang jauh.
Radar inframerah digunakan untuk mengukur kecepatan sesaat kendaraan.
Lihatjuga: Ekspansi alam semesta
Ringkasan Efek Doppler
Efek Doppler muncul setiap kali ada pendekatan atau keberangkatan antara sumber gelombang mekanik atau elektromagnetik dan pengamat.
Dalam kasus aproksimasi, frekuensi yang diamati lebih besar dari frekuensi yang dipancarkan oleh sumber.
Dalam hal jarak, frekuensi yang diamati lebih rendah dari frekuensi yang dipancarkan oleh sumber.
Efek Doppler - latihan
Seorang pria berdiri di tepi penyeberangan melihat sebuah ambulans mendekat dengan kecepatan 20 m/s. Mengingat ambulan mengeluarkan suara dengan frekuensi sama dengan 2500 Hz, tentukan frekuensi yang akan didengar oleh pria tersebut.
Mengambil:
vSUARA = 340 m/s
Resolusi
Menurut latihan, ambulans mendekati pria itu, yang sedang beristirahat. Oleh karena itu, kita hanya akan menggunakan tanda teratas dari rumus efek Doppler, baik dalam penyebut maupun pembilangnya. Menonton:
Dalam latihan ini, karena kecepatan pengamat adalah batal, kita akan menggunakan v0 = 0. Jadi, mengganti variabel lain, kita harus:
Oleh karena itu, selama ambulans mendekat, pengamat akan mendengar suara bernada lebih tinggi di dekat 2656 Hz.
Lihatjuga: Lebih banyak latihan tentang efek Doppler
Oleh Saya. Rafael Helerbrock
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-efeito-doppler.htm