EFEK DOPPLER

Deskripsi :

Praktikum ini bertujuan untuk mengamati efek Doppler akibat terjadinya perubahan jarak antara sumber dan penerima bunyi, yang bergerak dengan kecepatan tertentu. Berbeda dengan pelaksanaan praktikum di laboratorium yang sebenarnya, dalam simulasi ini praktikan hanya melakukan pengamatan terhadap frekuensi rata-rata yang diterima oleh pendengar, berdasarkan gerakan sumber bunyi yang mendekat dan atau menjauh dan tidak melakukan perlakukan sebaliknya, yang juga menggerakkan pendengar mendekat atau menjauhi sumber bunyi. Namun dengan hanya pengambilan data frekuensi rata-rata dan waktu yang digunakan untuk menghitung kecepatan dengan sumber yang bergerak, diharapkan praktikan dapat menjelaskan pengaruh perubahan kecepatan pergerakan sumber bunyi terhadap perubahan frekuensi yang diterima oleh pendengar. Hal ini secara mendasar sudah mewakili interpretasi dari terjadinya efek Doppler.

Tujuan :

1. Mengamati dan menganalisa pengaruh gerak sumber bunyi terhadap frekuensi yang diterima oleh pendengar.
2. Menentukan besar perbandingan antara frekuensi yang diterima oleh pendengar dengan frekuensi asli sumber berdasarkan kecepatan gerak sumber bunyi terhadap pendengar.
3. Mampu menjelaskan interpretasi dari efek Doppler.

Tinjauan Pustaka :

Efek Doppler, yang penamaanya mengikuti tokoh fisika Christian Andreas Doppler, adalah fenomena perbedaan frekuensi asli f_o dengan frekuensi yang diterima oleh pendengar, dan disebabkan oleh sumber gelombang bunyi yang bergerak mendekati/menjauhi pendengar tersebut. Keadaan di atas dan juga seperti yang diilustrasikan pada Gambar 3.1, untuk pendengar yang diam dan didekati atau dijauhi sumber bunyi, masing-masing akan menerima frekuensi f₁ berturut-turut dengan jumlah frekuensi lebih banyak atau lebih sedikit dari frekuensi aslinya f_o (sesuai dengan persamaan 3.1). Sedangkan sebaliknya, untuk sumber bunyi yang diam dan dengan pendengar yang bergerak, maka jumlah frekuensi f₂ yang diterima oleh pendengar, diberikan oleh persamaan 3.2.

Gambar 3.2 Efek Doppler pada dua object pendengar yang berbeda
(Sumber : http://images.yourdictionary.com/doppler-effect)

	(3.1)
	(3.2)

Setting Up Rangkaian :

1. Klik tombol Run yang berada di tengah bawah aplikasi.
2. Sambungkan masing-masing kabel penghubung Sensor ke Digital Counter 1, dengan sensor bagian kanan ke knob nomor 1 dan bagian kiri ke knob nomor lainnya.
3. Set Digital Counter 1 ke mode timer, sembunyikan tanda panah start pada tombol reset dan tombol stop. Kemudian lakukan set lanjutan, dengan knob 1 diset ke arah tanda , dan pada knob yang terhubung dengan sensor bagian kiri diset ke arah tanda .
4. Sambungkan kabel Loudspeaker ke Signal Generator.
5. Nyalakan Signal Generator, set frekuensi output pada frekuensi ≥2.000 Hz dan ≤ 20.000 Hz sebagai f_o, dengan tombol putar AC dan DC pada Value > 0.
6. Sambungkan kabel Universal Microphone ke Digital Counter 2, dan set Digital Counter 2 ke mode repetition dengan satuan kHz.
7. Arahkan posisi Loudpeaker ke posisi maksimum sebelah kanan.
8. Set tombol Control Rotor, dengan tombol kecepatan >0 dan tombol perputaran ke arah kiri.
9. Klik tombol run Digital Counter 1, 2 dan sesegera mungkin nyalakan saklar Control Rotor.
10. Ketika Loudspeaker sudah berada pada posisi maksimum sebelah kiri. Sesegera mungkin matikan tombol stop Digital Counter 2, yang disusul mematikan juga tombol stop Digital Counter 1.
11. Matikan tombol saklar Control Rotor.
12. Catat waktu yang ditampilkan Digital Counter 1 sebagai waktu tempuh, dan nilai rata-rata frekuensi Digital Counter 2 sebagai nilai frekuensi sumber bunyi menjauhi pendengar.
13. Set tombol Control Rotor, dengan tombol kecepatan sama namun dengan tombol perputaran ke arah kanan.
14. Reset Digital Counter 1 dan 2.
15. Klik tombol run Digital Counter 1, 2 dan sesegera mungkin nyalakan saklar Control Rotor kembali.
16. Ketika Loudspeaker sudah berada pada posisi maksimum sebelah kanan. Sesegera mungkin matikan tombol stop Digital Counter 2, yang disusul mematikan juga tombol stop Digital Counter 1.
17. Catat waktu yang ditampilkan Digital Counter 1 sebagai waktu tempuh, dan nilai rata-rata frekuensi Digital Counter 2 sebagai nilai frekuensi sumber bunyi mendekati pendengar.
18. Double klik sensor, baik sebelah kiri ataupun kanan, untuk menampilkan keterangan jarak antara sensor sebelah kanan ke kiri.
19. Reset Digital Counter 1 dan 2, ulangi langkah 9-17 untuk nilai frekuensi output Signal Generator yang lain.
20. Setting rangkaian dapat dimodifikasi sesuai kreativitas praktikan masing-masing.
21. Tekan tombol Reset, yang berada disamping tombol Run jika setiap kali terjadi crash pada aplikasi.

Video Tutorial:

Pengambilan Data :

Sebagaimana disebutkan sebelumnya, simulator ini hanya dapat melakukan pengambilan data untuk sumber bunyi (Loudspeaker) yang bergerak dengan objek pendengar (Microphone) diam. Frekuensi asli yang disimbolkan dengan f_o, nilainya diambil dari frekuensi output Signal Generator. Sedangkan untuk frekuensi rata-rata pendengar yang dijauhi atau didekati sumber bunyi berturut-turut disimbolkan dengan f_- dan f₊. Besar kecepatan v sumber bunyi, dapat dihitung berdasarkan waktu yang tercatat pada Signal Generator, sebagai pembagi jarak antara sensor kiri ke kanan, yang dalam simulasi ini diasumsikan berjarak tetap 45 cm. Tabel 3.1 merupakan contoh tabel pengambilan data dalam percobaan ini, yang dalam implementasinya dapat dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan.

Tabel 3.1 Contoh tabel pengambilan data percobaan Efek Doppler.

Catatan:
Diperlukan latihan pengambilan data terlebih dahulu sebelum dilakukan pengambilan data yang sebenarnya dan tabel di atas dapat dimodifikasi/ditambah/diganti sesuai kebutuhan.

Analisa Data :

Hal-hal yang perlu dianalisa dari percobaan ini antara lain:

1. Menganalisa fenomena efek Doppler yang terjadi.
2. Perbandingan nilai frekuensi yang ditangkap oleh pendengar, akibat gerakan sumber bunyi mendekat dan menjauhi, dengan besar kecepatan yang sama.

Referensi :

Anonymous. 2010. Petunjuk Praktikum Fisika Eksperimen II. Laboratorium Fisika Lanjutan Jurusan Fisika FMIPA Universitas Brawijaya. Malang

Anonymous. 2012. Doppler Effect. http://images.yourdictionary.com/doppler-effect (diakses tanggal : 07 Oktober 2012)

Authorisasi :

Simulator Praktikum Fisika Eksperimen ini ditujukan untuk membantu pelaksanaan pratikum Fisika Eksperimen yang diadakan di Laboratorium Fisika Lanjutan Jurusan Fisika FMIPA Universitas Brawijaya Malang. Aplikasi ini dapat digunakan untuk kepentingan pribadi, namun tidak diperkenankan untuk meng-copy, merubah, memodifikasi, atau menggandakannya untuk kepentingan komersil dalam bentuk apapun, baik sebagian atau keseluruhan konten, tanpa izin tertulis dari Creator.

Kritik, saran atau pertanyaan dapat dilayangkan melalui email di : uboiz@yahoo.com.

Programmer :
Drs. Sugeng Rianto, M.Sc.
Dr. Eng Agus Naba, S. Si., M. T, Ph. D.
Ubaidillah, S. Si.