Seorang siswi yang baru sebulan dapet SIM dan kebetulan baru selesai mempelajari Efek Doppler di sekolahnya, sebut saja Mawar (bukan nama sebenarnya), distop Polisi karena melanggar lampu merah. Dia berusaha membela diri, "Maaf Pak, mungkin saya kena Efek Doppler, sehingga lampu merah terlihat berwarna Hijau, karena perubahan frekuensi. Jadi bukan salah saya Pak". Hmm.... nice try.

Briptu Bambang (bukan nama sebenarnya), polantas yang bertugas saat itu, yang kebetulan pas pelajaran Efek Doppler waktu SMA tidak bolos, dengan tenang mengeluarkan kertas corat-coret dan mencoba menghitung kecepatan yang dibutuhkan mobil untuk menggeser spektrum merah (428 THz) ke hijau (566 THz). "Yak, kamu memang tidak melanggar lampu merah, tapi kamu ditilang karena speeding (melebihi batas kecepatan maksimum).", katanya setelah mendapatkan kecepatan mobil tersebut.

Cerita di atas (bukan cerita sebenarnya), ditulis sebagai pengantar oleh penulisnya, sebut saja Tras Rustamaji untuk menjelaskan konsep Efek Doppler dan kaitannya dengan teori Expanding Universe a la Big Bang.

Memang betul Efek Doppler adalah suatu kejadian di mana sumber gelombang (suara, cahaya, dll) yang sebetulnya memiliki suatu frekwensi tertentu dapat berubah ketika didengar/dilihat/dirasakan oleh subyek yang bergerak mendekati atau menjauhi sumber gelombang. Secara nyata, bisa kita rasakan efek doppler ini ketika ada ambulance dengan sirinenya lewat di depan kita. Suara sirine ambulance terdengar meninggi ketika ambulance tsb mendekati kita dan kemudian kedengaran turun ketika melewati kita (menjauh). Bagaimana ini bisa terjadi?

Oke coba perhatikan 2 gambar di bawah ini. Gambar di sebelah kiri memiliki frekwensi 500 Hz, sedangkan yang di kanan adalah 1000 Hz. Artinya frekwensi sumber gelombang pada gambar di kiri lebih rendah daripada yang di kanan. Hal ini bisa dilihat dari pola gelombangnya, makin tinggi frekuensinya maka makin rapat jarak antara satu wavefront dengan wavefront berikutnya.

Suara yang kita dengarpun akan berbeda, makin tinggi frekuensinya, maka makin tinggi nadanya. Mungkin kalau suara gelombang yg dikiri adalah do (pada tangga nada do re mi), maka yang di sebelah kanan adalah re. Hal ini bisa terjadi karena wavefront dari gelombang yang berfrekwensi lebih tinggi menyentuh gendang telinga lebih sering. Pada gambar tersebut, baik sumber gelombang maupun pengamat tidak bergerak alias diam. Bagaimana kalau sumber gelombangnya bergerak. Coba klik tombol di bawah ini dan perhatikan baik-baik.

Pada gambar di atas, sebuah sumber gelombang 500 Hz bergerak ke kanan menuju pengamat A yang diam. Seperti yang kita lihat pada gambar, ketika sebuah wavefront (permukaan gelombang?) dilepaskan oleh sumber gelombang, maka wavefront berikutnya dilepaskan dari tempat yang lebih dekat ke pengamat. Akibatnya jarak antara satu wavefront dengan wavefront berikutnya menjadi lebih rapat. Terhadap pengamat A, dia seperti menerima gelombang dengan frekwensi yang lebih tinggi. Gendang telinganya menerima wavefront yang lebih sering.

Sebaliknya, terhadap pengamat B yang diam, gelombang suara yang menjauhinya itu terdengar memiliki frekwensi yang lebih rendah, karena ketika wavefront dilepaskan kepadanya, wavefront berikutnya dilepaskan dari tempat yang lebih jauh dan akan tiba lebih lama di telinga B.

Untuk melihat animasinya silakan klik tombol dibawah ini (perlu flash plugin dan bandwidth).

Klik me

Contoh di atas adalah efek Doppler pada gelombang suara, tetapi hal ini berlaku bagi gelombang apa saja, termasuk gelombang elektromagnetik semacam cahaya. Warna merah yang dipancarkan oleh lampu merah di perempatan adalah warna yang terdeteksi oleh mata kita bila cahaya memiliki frekwensi sekitar 428 THz. Dengan kecepatan yang cukup besar (sekitar seperlima kecepatan cahaya), frekwensi cahaya tersebut bisa bergeser ke warna hijau. Silakan coba!

Efek Doppler pada cahaya telah digunakan oleh para ahli untuk menentukan bahwa alam semesta ini berkembang (expanding), karena ternyata semua bintang di angkasa bergerak menjauhi bumi. Darimana taunya kalau bintang itu menjauh? Dari perubahan warna bintang yang cenderung bergeser ke arah warna merah (red shift, frekwensinya turun).

Efek Doppler juga digunakan polisi untuk mengukur kecepatan kendaraan yang sedang lewat. Caranya adalah dengan mengirimkan gelombang dengan frekwensi tertentu ke mobil yang bergerak, kemudian menangkap kembali sinyal yg dipantulkannya. Dengan mengukur selisih frekwensi antara yang dikirim dengan yg diterima, maka dapat dihitung kecepatan mobil tersebut.

Aplikasi lainnya adalah untuk mengukur kecepatan smash bola tenis atau badminton. Apakah kamu bisa memikirkan ide lainnya pemanfaatan efek doppler ini?