Kesan Doppler/Anjakan Doppler
Ini merupakan bebenang oleh Faris (kurator) di Terokai — Sains pada 8 Jun-14 Jun 2020.
Perasan tidak apabila ambulans lalu sebelah, bunyi siren dia berubah? Sebenarnya, lagi laju ambulans itu, lagi ketara perubahan bunyinya.
Mungkin audio klip tadi tidak berapa jelas, lagipun fenomena ini lebih mudah perhatikan kalau sumber gelombang bunyi tu mempunyai kekerapan yang malar (constant frequency)
Dulu masa kecil, saya ingat saya ada masalah telinga kerana bunyinya sentiasa berubah apabila ambulans lalu. Rupanya saya tak silap dan fenomena ini memang berlaku setiap hari tanpa kita sedar.
Kesan Doppler ini kita dapat perhatikan dalam gelombang (waves) seperti cahaya dan suara di mana kekerapan berubah daripada sudut pemerhati apabila sumber suara atau pemerhati bergerak (in motion).
Mari kita masuk penjelasan fenomena ini dari sudut fizik, disebabkan suara/bunyi sebar dalam bentuk gelombang (waves), kita dibenarkan untuk aplikasikan persamaan gelombang (wave equation):
v= fλ
v= halaju gelombang (velocity of wave)
f= kekerapan gelombang (frequency of wave)
λ= kepanjangan gelombang (wavelength)
Hubungan antara kekerapan, f dan kepanjangan gelombang, λ adalah berkadar songsang (inversely proportional), maksudnya kalau salah satu pembolehubah meningkat, lagi satu pembolehubah akan menurun. Jadi kita boleh tulis persamaan gelombang seperti ini:
v= f↑λ↓
atau
v=f↓λ↑
Berdasarkan paparan visual, setiap bulatan adalah gelombang, jadi jarak antara setiap bulatan adalah kepanjangan gelombang, λ
Perasan tidak apabila kereta itu menuju ke arah pemerhati, jarak kepanjangan gelombang, λ berkurang? Jadi kita boleh simpulkan jarak kepanjangan gelombang, λ yang pemerhati terima berturun. (λ↓)
Manakala, apabila kereta itu bergerak pergi daripada pemerhati, jarak kepanjangan gelombang, λ yang pemerhati terima meningkat. (λ↑)
Dengan menggunakan persamaan yang sama, kita mampu terangkan mengapa suaranya berubah.
Apabila kereta menuju ke arah pemerhati, kepanjangan gelombang turun λ↓, akibatnya kekerapan akan meningkat f↑ menyebabkan nada tinggi (higher pitch).
Apabila kereta bergerak pergi daripada pemerhati, kepanjangan gelombang meningkat λ↑, akibatnya, kekerapan akan menurun f↓ menyebabkan nada rendah (lower pitch).
Ini betul-betul sama dengan apa yang kita dengar diatas, semasa ambulans menuju ke arah pemerhati, bunyinya jadi nada lebih tinggi. Apabila ambulans tu bergerak pergi, bunyinya jadi nada lebih rendah. Telinga korang juga sihat :)
Konsep yang sama juga Edwin Hubble guna untuk membuktikan yang alam semesta (universe) ini semakin mengembang.
Cahaya yang datang dari galaksi yang lebih jauh akan ditukar warna ke arah lebih merah (redshifted). Apabila gelombang cahaya redshifted, ia menunjukkan kepanjangan gelombang meningkat, (λ↑). Seperti Kesan Doppler, sekiranya kepanjangan gelombang meningkat, (λ↑), maksudnya sumber gelombang sedang bergerak pergi daripada pemerhati. Kesimpulannya, alam semesta masih mengembang. Sekian daripada saya mengenai Kesan Doppler.
Ini merupakan bebenang oleh Faris (kurator) di Terokai — Sains pada 8 Jun-14 Jun 2020.
