Name: Efek Doppler
Uploaded: 2023-10-04

Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Video ini membahas efek Doppler pada gelombang bunyi, di mana pergeseran frekuensi yang dirasakan oleh pengamat terjadi berdasarkan perilaku pengamat dan sumber bunyi. Efek ini dapat menciptakan perbedaan frekuensi yang dapat mempengaruhi pengamatan. Dalam situasi di mana sumber atau pengamat bergerak, perbedaan jarak yang ditempuh oleh gelombang bunyi menuju pengamat dapat menghasilkan perbedaan frekuensi yang didengarkan. Konsep ini juga berlaku ketika sumber atau pengamat bergerak relatif satu sama lain. Efek Doppler ini memungkinkan perhitungan frekuensi yang didengarkan oleh pengamat berdasarkan kecepatan relatif antara pengamat dan sumber bunyi. Perbedaan frekuensi yang diamati oleh pengamat dipengaruhi oleh pergerakan sumber dan pengamat, di mana kecepatan relatif antara keduanya dapat menentukan frekuensi yang didengarkan.

Kali ini kita akan mempelajari satu fenomena lain pada gelombang bunyi yaitu efek dobler.

Pada dasarnya kalau kita bicara soal gelombang yang merambat, efek dobler ini bisa terjadi secara umum oleh gelombang yang bentuknya apapun.

Tapi gelombang bunyi ini adalah ketika efek dobler kita terapkan pada gelombang bunyi ya fenomenanya akan lebih terasa berbeda

karena akan muncul yang namanya pergeseran atau perbedaan frekuensi yang diterima oleh pengamat berdasarkan bagaimana perilaku pengamat dengan sumber dari gelombang bunyi.

Seperti yang kita sudah pelajari jika frekuensi dari suatu gelombang itu berbeda maka secara real yang dirasakan itu adalah ada nada yang berbeda.

Nah kalau nada sudah berbeda artinya frekuensi berbeda ya tentu saja ada yang namanya perbedaan pengamatan.

Jadi akhirnya kalau kita tidak memperhatikan efek dobler ini perbedaan pengamatan ini akan bisa jadi suatu masalah ketika memang harus dibutuhkan.

Ya kalau kita bisa bayangkan misalkan ada dua pengamat yang satu ada di kanan saya yang satu ada di kiri saya.

Lalu ada satu sumber dimana sumbernya itu bergerak dari titik yang lebih dekat dengan pengamat satu menuju ke titik yang lebih dekat dengan pengamat dua dengan kecepatan tertentu.

Misalkan kita tinjau kecepatannya adalah VS dan VS ini tidak berubah terhadap waktu atau konstan.

Ketika bergerak mungkin ketika kita mulai dengan tinjaunya ketika sumbernya diam maka dia akan memberikan gelombang suara gelombang bunyi ini ke segala arah seperti yang kita sudah pelajari bersama bergantung dimana nanti intensitasnya itu akan bergantung kepada jarak dari suatu sumber.

Sekarang bayangkan kalau sumbernya kemudian bergerak ke kanan dengan kecepatan V maka gelombangnya pun itu akan ikut bergerak seiring dengan pergerakan sumber.

Tapi satu hal yang menarik adalah ketika sumbernya bergerak maka jarak yang ditempuh oleh gelombang bunyi menuju ke pengamat satu itu akan berbeda dengan jarak yang ditempuh oleh gelombang bunyi menuju ke pengamat dua.

Jadi istilahnya ketika bergerak ke kanan seolah-olah gelombang yang sama itu akan menempuh jarak yang berbeda ke pengamat satu yang ditinggalkan oleh sumber atau ke pengamat dua yang didatangi oleh sumber.

Dan sebenarnya ini semua berlaku juga dengan arah secara relatif kebalikannya misalkan ada sumber yang diam lalu kemudian ada pengamat yang mendekati atau menjauhi sumber.

Jadi kejadiannya akan persis sama yaitu antara dua pengamat diam yang didekati dan dijauhi oleh sumber atau satu pengamat yang diam didekati atau dijauhi oleh pengamat.

Atau lebih kompleksnya lagi ketika dua pihak ini antara sumber atau pengamat juga sama-sama bergerak.

Karena pada saat terjadi perambatan gelombang bunyi tidak ada medium yang berubah yaitu sama-sama udara maka pada dasarnya lambda itu konstan.

Nanti kita akan belajar di gelombang yang lebih advance lagi bahwa yang bisa mengubah lambda dari satu gelombang itu karena ada perubahan medium perambatan.

Seperti misalnya ketika kita sedang berada di udara lalu kemudian kita masuk ke dalam air maka lambda yang keluar dari gelombang bunyi yang kita suarakan itu akan berbeda.

Atau ya kalau kita sedang ada di luar air lalu kita berteriak suara yang di dengarkan orang di dalam air itu akan berbeda dibandingkan dengan yang ada di luar air.

Itu akan kita pelajari efeknya ketika kita berbicara soal gelombang yang lebih advance.

Tapi yang sekarang karena tidak ada perubahan medium yang dirambati oleh gelombang bunyi maka lambdanya konstan dan kita ketahui untuk gelombang bahwa lambda akan sebanding dengan kecepatan dari gelombang itu merambat dikalikan dengan frekuensi.

Frekuensi karena kita tau ya kecepatan rambat itu akan sama dengan lambda dikalikan dengan f karena lambda konstan maka kita tau lambda akan sama dengan v dibagi dengan f.

V dibagi dengan f maka kita jika lambdanya konstan maka apapun yang terjadi dengan sumber dengan pengamat kita bisa dapatkan lambda pengamat itu akan sama dengan lambda dari sumber.

Kita dapatkan kecepatan pengamat relatif ya dibagi dengan frekuensi pengamat akan sama dengan kecepatan sumber dibagi dengan frekuensi pada sumber.

Sehingga kalau kita atur persamaannya dengan kemudian kita ingin mengetahui berapa frekuensi yang didengarkan oleh pengamat maka kita akan dapatkan persamaan untuk efek Doppler.

Frekuensi yang didengarkan oleh pengamat akan sebanding dengan kecepatan yang dialami oleh pengamat ya kalau kita bisa bilang dibagi dengan kecepatan yang dialami oleh sumber dikalikan dengan frekuensi yang dikeluarkan oleh sumber.

Nah disini kenapa ada dua variable kecepatan karena pertama v adalah kecepatan merambat bunyi di udara.

Jadi artinya ini kecepatan dasar dari bunyi ketika sumbernya itu mengeluarkan bunyi dan bunyinya merambat melalui udara.

Nah namun dengan adanya relatifitas yang terjadi ya misalkan kalau kita lihat disini pengamat 1 dijauhi oleh sumber karena sumbernya bergerak ke kanan sedangkan pengamat 2 itu didekati oleh sumber.

Artinya semakin dijauhi oleh sumber maka pengamat akan membutuhkan waktu lebih jauh maka tentu saja bagaimana kecepatan dari bunyinya itu bergantung kepada kecepatan relatif antara udara pengamat dengan sumber.

Sehingga disini ada plus minus dimana kita bisa punya karakteristik untuk pengamat atau vp dia akan kita tinjau tanda minus ketika pengamat mendekati sumber.

Ketika pengamatnya secara umum mendekati sumber dan kita ambil tanda negatif ketika pengamat menjauhi sumber.

Sederhananya ketika pengamat mendekati sumber maka dia akan punya kecepatan lebih besar maka dia akan mendengarkan frekuensi yang lebih besar daripada frekuensi sumber karena dia datang lebih cepat disalahnya bergeser.

Kebalikannya untuk sumber kita akan tinjau tanda positif ketika sumber menjauhi pengamat dan negatif ketika sumber mendekati pengamat.

Prinsipnya sama dengan kecepatan relatif antara pengamat hanya karena dia berada pada penyebut di sisi bawah pada persamaan ini maka ketika kita ambil positif maka dia akan mempunyai pembagi lebih besar artinya frekuensinya lebih kecil seiring dengan kebalikan dari pengamat.

Ketika pengamat mendekati sumber sebenarnya sama saja seperti sumber mendekati pengamat maka semestinya frekuensi yang didengarkan oleh pengamat itu harus lebih besar.

Maka untuk membuat frekuensi lebih besar ya antara yang diatas lebih besar atau dibawah lebih kecil.

Nah jadi makanya akan muncullah plus dan minus seperti ini.

Tapi pada dasarnya frekuensi berbeda yang diamati oleh pengamat itu berdasarkan perilaku antara sumber dan pengawatnya sendiri.

Sekarang bagaimana bila sumbernya itu diam atau pengawatnya diam?

Maka bila sumber dan pengawatnya diam maka VP akan sama dengan 0, VS akan sama dengan 0 sehingga kita akan kembali ke hubungan ini.

Bahwa kecepatan yang panjang gelombang yang didengarkan oleh pengamat akan sama dengan panjang gelombang yang dikeluarkan oleh sumber.

Nah untuk lebih jelasnya efek Doppler ini kemudian berguna kita akan lihat pada contoh soal terkait dengan efek Doppler.