Efek Doppler adalah sarana yang dengannya properti gelombang (khusus, frekuensi) dipengaruhi oleh pergerakan sumber atau pendengar. Gambar di sebelah kanan menunjukkan bagaimana sumber bergerak akan mendistorsi gelombang yang berasal darinya, karena efek Doppler (juga dikenal sebagai Pergeseran Doppler).
Jika Anda pernah menunggu di persimpangan kereta api dan mendengarkan peluit kereta, Anda mungkin memperhatikan bahwa nada peluit berubah saat bergerak relatif terhadap posisi Anda. Demikian pula, nada sirene berubah saat mendekati dan kemudian melewati Anda di jalan.
Menghitung Efek Doppler
Pertimbangkan situasi di mana gerakan diorientasikan dalam garis antara pendengar L dan sumber S, dengan arah dari pendengar ke sumber sebagai arah positif. Kecepatannya vL. dan vS adalah kecepatan pendengar dan sumber relatif terhadap medium gelombang (udara dalam hal ini, yang dianggap diam). Kecepatan gelombang suara, v, selalu dianggap positif.
Menerapkan gerakan-gerakan ini, dan melewatkan semua derivasi yang berantakan, kita mendapatkan frekuensi yang didengar oleh pendengar (
fL.) dalam hal frekuensi sumber (fS):fL. = [(v + vL.)/(v + vS)] fS
Jika pendengarnya diam, maka vL. = 0.
Jika sumbernya diam, maka vS = 0.
Ini berarti bahwa jika sumber maupun pendengar tidak bergerak, maka fL. = fS, yang persis apa yang diharapkan.
Jika pendengar bergerak ke arah sumber, maka vL. > 0, meskipun jika itu menjauh dari sumber, maka vL. < 0.
Bergantian, jika sumber bergerak ke arah pendengar, gerakannya ke arah negatif, jadi vS <0, tetapi jika sumbernya menjauh dari pendengar maka vS > 0.
Efek Doppler dan Gelombang Lainnya
Efek Doppler pada dasarnya adalah properti dari perilaku gelombang fisik, jadi tidak ada alasan untuk percaya bahwa itu hanya berlaku untuk gelombang suara. Memang, segala jenis gelombang tampaknya menunjukkan efek Doppler.
Konsep yang sama ini dapat diterapkan tidak hanya pada gelombang cahaya. Ini menggeser cahaya di sepanjang spektrum elektromagnetik cahaya (keduanya cahaya tampak dan seterusnya), menciptakan a Pergeseran Doppler dalam gelombang cahaya yang disebut pergeseran merah atau pergeseran biru, tergantung pada apakah sumber dan pengamat bergerak dari satu sama lain atau ke satu sama lain. Pada 1927, sang astronom Edwin Hubble mengamati cahaya dari galaksi jauh bergeser dengan cara yang sesuai dengan prediksi Pergeseran Doppler dan dapat menggunakannya untuk memprediksi kecepatan mereka bergerak menjauh dari Bumi. Ternyata, secara umum, galaksi jauh bergerak menjauh dari Bumi lebih cepat daripada galaksi terdekat. Penemuan ini membantu meyakinkan para astronom dan fisikawan (termasukAlbert Einstein) bahwa alam semesta benar-benar mengembang, bukannya tetap statis untuk selamanya, dan akhirnya pengamatan ini mengarah pada pengembangan teori Big Bang.