Mari kita asumsikan ada serangga di tengah genangan air melingkar. Serangga mengguncang kakinya secara berkala untuk menghasilkan gangguan yang mengalir melalui air. Jika gangguan ini berasal pada satu titik, maka mereka akan melakukan perjalanan keluar dari titik itu di semua arah dengan kecepatan yang sama. Pola yang dihasilkan oleh getaran serangga akan sama dengan serangkaian lingkaran konsentris, yang akan mencapai tepi genangan air pada frekuensi yang sama. Seseorang yang mengamati tepi kiri genangan air akan mengamati gangguan pada frekuensi yang sama seperti yang diamati oleh seorang pengamat di sisi kanan genangan air. Ini pada dasarnya adalah efek Doppler.
Pengertian
Efek Doppler adalah fenomena fisik yang melaluinya ada perubahan nyata dalam frekuensi gelombang yang disajikan oleh sumber suara sehubungan dengan pengamat dari sumber yang sama yang sedang bergerak.
Apa arti efek Doppler?
Untuk memahami makna efek Doppler, kita harus memahami beberapa prinsip dasar fisika dan suara. Dalam hal ini, penting untuk menyebutkan bahwa suara mampu melakukan perjalanan dari satu tempat ke tempat lain melalui gelombang yang melakukannya dengan kecepatan yang cukup cepat. Kecepatan ini bervariasi tergantung pada media yang dilaluinya dan mereka memiliki kemampuan untuk menambah atau mengurangi ketika mereka mencapai telinga. Efek Doppler, selain terkait dengan suara, juga terkait dengan jenis gelombang lainnya. Ini terdiri, kemudian, dalam perubahan frekuensi gelombang yang dihasilkan oleh gerakan relatif dari sumber yang menghasilkannya dalam kaitannya dengan pengamatnya. Ini adalah perubahan frekuensi gelombang yang dihasilkan oleh gerakan.
Sejarah
Christian Doppler, seorang fisikawan dan ahli matematika asal Austria adalah orang yang berhasil menggambarkan fenomena fisik yang kita kenal sekarang sebagai efek Doppler, yang ia terbitkan dalam artikel monografinya tentang warna-warna cahaya bintang ganda. Ilmuwan Christoph Hendrik juga menyelidiki hipotesis pada tahun 1845 untuk gelombang suara yang mengkonfirmasi bahwa nada suara yang dipancarkan oleh sumber yang mendekati pengamat lebih tinggi daripada jika sumber bergerak menjauh. Hippolyte Fizeau secara independen melakukan serangkaian percobaan untuk mempelajari gelombang elektromagnetik.
Jenis
Jenis efek Doppler yang ada adalah sebagai berikut:
- Pengamat bergerak: terjadi ketika sumber diam memancarkan gelombang frekuensi yang merambat di udara secara radial. Untuk menentukan frekuensi yang diukur oleh pengamat yang mendekati atau menjauh dari sumber, ditunjukkan bahwa ketika pengamat bergerak menjauh dari sumbernya, garis depan mencapainya dengan interval yang lebih besar daripada yang dipancarkan, karena masing-masing Di depan ia perlu menempuh jarak ekstra untuk mencapai pengamat, yang telah ia tempuh dalam waktu sementara. Pengamat kemudian mengukur frekuensi yang lebih rendah ketika pengamat menjauh, dan frekuensi yang lebih tinggi ketika ia mendekat.
- Sumber bergerak: dalam hal ini sumber bergerak dan pengamat diam. Muka gelombang dipancarkan dari titik maju, dan menumpuk ketika mereka menipis dari belakang. Hasil yang kita peroleh adalah pengamat tetap yang terletak di depan emitor, yang mengukur frekuensi penerimaan yang lebih tinggi daripada yang dipancarkannya, sementara yang terletak di belakangnya mengukur frekuensi yang lebih rendah.
- Keduanya bergerak: terjadi ketika sumber dan penerima bergerak sehubungan dengan medium, efek Doppler yang dihasilkan dalam kasus ini adalah kombinasi dari dua sebelumnya. Untuk menghitungnya, Anda dapat langsung menghubungkan apa yang diukur emitor dengan apa yang diukur penerima, dalam hal ini, pertama-tama kita akan mendapatkan efek Doppler karena sumber suara dan pengamat bergrak, diikuti oleh satu karena sumber tetap dan pengamat bergerak.
Bagaimana cara kerjanya
Efek Doppler berfungsi sebagai variasi frekuensi gelombang yang dihasilkan oleh sumber sehubungan dengan penerima yang berada di tempat statis atau bergerak. Ini bekerja karena sumber suara bergerak sampai mencapai tempat penerima.
Rumus
Untuk mengevaluasi efek Doppler, ada rumus umum yang memungkinkan Anda menemukan frekuensi yang akan diterima oleh penerima atau pengamat:
Dimana:
- f o = mengacu pada frekuensi yang dirasakan oleh pengamat (juga digunakan sebagai frekuensi atau frekuensi dari sinyal yang diterima)
- f f = adalah frekuensi aktual yang dipancarkan oleh sumber (juga digunakan sebagai frekuensi atau frekuensi dari sinyal yang dipancarkan)
- v s = kecepatan suara (343 m / s)
- v o = kecepatan pengamat (juga digunakan sebagai v r atau kecepatan penerima)
- v f = kecepatan sumber (juga digunakan sebagai v e atau kecepatan emitor)
Manfaat efek Doppler
Salah satu aplikasi terpenting dari efek Doppler adalah radar, sistem elektronik yang mendeteksi objek yang tidak dapat diamati dengan mata kasar dan membantu menentukan jarak mereka. Radar Doppler mengukur kecepatan benda seperti mobil atau bola, menggunakan frekuensi konstan. Aplikasi penting lainnya adalah ekokardiografi, untuk melakukan studi morfologis dan fungsional jantung pada individu yang sehat atau sakit. Ini dicapai karena teknik ini didasarkan pada emisi dan penerimaan ultrasonografi, yang memiliki keunggulan yang cukup besar dibandingkan prosedur diagnostik lainnya.
Efek Doppler juga digunakan di bidang astrofisika, memungkinkan banyak kemajuan penting di daerah tersebut, seperti untuk menentukan berbagai struktur galaksi dan ada tidaknya materi gelap. Hal ini juga dicapai melalui efek Doppler untuk mempelajari pergerakan bintang-bintang dan galaksi.
Eksperimen
Kita dapat melakukan percobaan berikut untuk menguji efek Doppler:
Seorang siswa dengan speaker yang terhubung ke generator sinyal berjalan ke tempat mikrofon dan kemudian berjalan pergi. Ketika ini terjadi, suara yang diambil oleh mikrofon direkam dan dianalisis.
bahan
- Generator sinyal
- Speaker dengan kabel yang cukup panjang
- Mikropon
- Komputer dengan Matlab dan dengan fungsi Efek Doppler
Deskripsi percobaan
Speaker terhubung ke generator sinyal melalui kabel dan generator sinyal dikonfigurasi sehingga frekuensi output 1000 Hz dan amplitudo cukup tinggi bagi semua orang untuk mendengar suara. Program komputer menghasilkan grafik yang dihasilkan dari tiga situasi: siswa saat istirahat, siswa berlari ke arah mikrofon dan siswa menjauh darinya.
Efek Doppler relatif
Di bidang fisika kita tahu sebagai efek Doppler relativistik perubahan yang diamati dalam frekuensi cahaya yang berasal dari sumber yang bergerak relatif sehubungan dengan pengamat. Efek Doppler relativistik berbeda dari efek Doppler jenis gelombang lain karena kecepatan cahaya konstan untuk pengamat apa pun terlepas dari gerakannya.
Pentingnya
Penemuan efek Doppler adalah yang paling penting pada awal abad ke-20 karena berhasil menunjukkan bahwa alam semesta terus berkembang. Selain itu, digunakan dalam banyak aplikasi sehari-hari, dan di atas semua, di bidang kedokteran di mana banyak kemajuan telah dibuat dalam hal diagnosis dan perawatan.
Contoh efek Doppler
Beberapa contoh efek Doppler adalah sebagai berikut:
- Ketika sirene ambulans berbunyi. Setiap kali suaranya jauh dan mulai mendekat, suaranya sangat tajam hingga mencapai kita.
- Radar Doppler yang digunakan oleh polisi lalu lintas untuk mendeteksi arah dan kecepatan di mana kendaraan mendekati atau bergerak menjauh, untuk menentukan apakah itu beredar dengan benar atau jika ia melakukan pelanggaran. Ini diperoleh melalui emisi dan penerimaan gelombang radio.
Sumber gini.com
EmoticonEmoticon