Materi Fisika kelas XII Efek Doppler. Semoga bermanfaat :)

1. 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 :
풗 + 풗풑
fp = f
풗
…………………(1)

2. Sebaliknya, jika Pengamat menjauhi Sumber maka frekuensi yang didengar mengecil,
menjadi :
풗 − 풗풑
fp = f
풗
……………………(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
풗
풗 − 풗풔
…………………….(3)
Sebaliknya, jika sumber menjauhi pengamat, maka frekuensi menjadi bertambah kecil.
fp = f
풗
풗 + 풗풔
……………………..(4)
Dari penjabaran di atas, persamaan umumnya menjadi :
fp =
풗 ± 풗풑
풗 ± 풗풔
풇풔
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 .

3. 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. 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).