Efek Doppler

Efek Doppler dihitung di sini: dari frekuensi sumber, kecepatan, dan cepat rambat bunyi diperoleh frekuensi yang terdengar. Contoh: sirene 700 Hz yang mendekat dengan 90 km/jam terdengar seperti 755 Hz, dan saat menjauh sekitar 652 Hz.

Contoh: Frekuensi sumber 700 Hz · Gerak sumber: Sumber mendekat · Kecepatan sumber 90 · Gerak pengamat: Pengamat diam · Kecepatan pengamat 0 · Satuan kecepatan: Kilometer per jam (km/jam) · Suhu udara 20 °C → Hasil: Frekuensi yang terdengar: 754,99 Hz (+54,994 Hz). Sumber: Wikipedia – Efek Doppler. Diperbarui: .

Hz
Besar kecepatan; arahnya dipilih di atas. Sumber harus lebih lambat daripada bunyi.
°C
Kotak Alat SayaInput Anda hanya disimpan di browser ini.

Hasil

Hasil
Frekuensi yang terdengar: 754,99 Hz (+54,994 Hz)
Frekuensi dan panjang gelombang
KeteranganNilai
Frekuensi sumber700 Hz
Frekuensi yang terdengar754,99 Hz
Rasio frekuensi f′/f1,0786
Perubahan nada (nada setengah)+1,3093
Panjang gelombang (sumber → pengamat)0,49031 m → 0,45459 m
Cepat rambat bunyi343,21 m/s
Bilangan Mach sumber0,072841
Melintas: sebelum dan sesudah
KeadaanFrekuensi terdengarPerubahan
Sumber mendekat754,99 Hz+54,994 Hz
Sumber menjauh652,47 Hz−47,527 Hz
Langkah perhitungan
  • Cepat rambat bunyi di udara pada 20 °C: c = 331,3 m/s · √(1 + T / 273,15 K) = 343,21 m/s.
  • Frekuensi terdengar f′ = f · (c + v_P) / (c − v_S) = 700 · (c + 0) / (c − 25) = 754,99 Hz.
  • Tanda: jika sumber dan pengamat saling mendekat, frekuensi naik; jika saling menjauh, frekuensi turun.
Berlaku untuk bunyi di udara diam dengan gerak sepanjang garis yang menghubungkan sumber dan pengamat. Untuk cahaya dan kecepatan sangat tinggi berlaku rumus relativistik; jika udara bergerak (angin), kecepatan berubah terhadap medium.

Cara menghitung

Efek Doppler menjelaskan perubahan frekuensi gelombang yang diterima ketika sumber atau pengamat bergerak. Pada bunyi, hal ini terdengar dari sirene yang melintas: nadanya lebih tinggi saat mendekat dan lebih rendah saat menjauh.

Rumusnya

Untuk bunyi di udara diam, f′ = f · (c + v_P) / (c − v_S). Di sini f adalah frekuensi sumber, c cepat rambat bunyi, v_S kecepatan sumber, dan v_P kecepatan pengamat. Saat sumber mendekat, v_S positif memperkecil penyebut sehingga frekuensi naik; saat menjauh, tandanya berbalik. Cepat rambat bunyi di udara bergantung pada suhu: c = 331,3 m/s · √(1 + T / 273,15 K), sekitar 343 m/s pada 20 °C.

Contoh sirene

Ambulans dengan 90 km/jam (25 m/s) dan sirene 700 Hz: saat mendekat terdengar 700 · 343,2 / (343,2 − 25) ≈ 755 Hz, saat menjauh 700 · 343,2 / (343,2 + 25) ≈ 652 Hz. Tabel melintas menampilkan kedua nilai; lompatannya sekitar 2,5 nada setengah.

Pertanyaan umum

Bagaimana cara menghitung efek Doppler?

Dengan f′ = f · (c + v_P) / (c − v_S): frekuensi sumber dikali cepat rambat bunyi ditambah kecepatan pengamat, dibagi cepat rambat bunyi dikurangi kecepatan sumber. Saat mendekat, kecepatan bernilai positif.

Mengapa sirene terdengar lebih rendah saat melintas?

Saat mendekat, gelombang bunyi dimampatkan dan frekuensi naik; saat menjauh, gelombang direnggangkan dan frekuensi turun. Pada saat melintas, nada pun menurun.

Apakah rumus ini berlaku juga untuk cahaya?

Tidak. Cahaya tidak memerlukan medium; untuk cahaya berlaku efek Doppler relativistik yang menghasilkan pergeseran merah atau biru. Kalkulator ini hanya membahas bunyi.

Sumber dan dasar hukum

Diperbarui: · Kebijakan editorial

Alat terkait