Bayangkan bahwa Anda adalah pengemudi ambulans dan Anda harus mengemudi dengan kecepatan tinggi di sepanjang jalan-jalan kota besar yang penuh dengan mobil. Sekarang bayangkan Anda adalah salah satu dari kerumunan di trotoar. Anda berdiri di persimpangan dan menunggu saat ketika Anda bisa menyeberang jalan. Tetapi pertama-tama Anda harus melewati ambulans balap.
Deru sirenenya terdengar dari jauh. Tapi anehnya, semakin dekat sebuah mobil dengan palang merah melaju, semakin tinggi suara sirene. Ketika mobil mulai bergerak, hal yang sama diulangi, tetapi sebaliknya. Ketika mobil bergerak menjauh, bunyi sirene menjadi semakin rendah sampai benar-benar hilang. Pada saat yang sama, pengemudi ambulans tidak melihat adanya perubahan. Baginya, kualitas suaranya tidak berubah.
Tetapi pengamat luar mendengar bagaimana nada naik dan bagaimana nada suara berkurang dengan jarak. Gelombang suara merambat di udara dengan cara yang sama seperti gelombang laut di permukaan air.
Jadi apa yang sebenarnya terjadi. Siapa yang mendengar dengan benar? Pengemudi atau pejalan kaki? Apakah nada bunyi sirene berubah? Keduanya benar. Lebih tepatnya, tidak ada yang salah: pengemudi dan pejalan kaki mendengar apa yang seharusnya mereka dengar. Perbedaan persepsi disebabkan oleh efek Doppler. Apa yang kita dengar sebagai suara sebenarnya adalah gelombang yang merambat di udara.
Sirene membuat molekul udara bergetar. Gelombang suara merambat di udara dengan cara yang sama seperti gelombang laut di permukaan air.Gelombang adalah daerah penghalusan, yang kemudian menjadi daerah kompresi. Proses ini diulang berkali-kali dalam satu detik dan menyebar. Ini adalah gelombang suara. Semakin dekat bagian gelombang yang sama satu sama lain, semakin tinggi suaranya, yaitu semakin besar frekuensinya.
Dalam kasus kami, ketika gelombang "cepat" mendekat, gelombang suara menjadi lebih dekat satu sama lain untuk pejalan kaki, karena kecepatan gerakan mobil dan suara bertambah. Semakin kecil jarak antara gelombang suara, semakin tinggi frekuensi dan semakin tinggi nada suara. Dengan penghapusan mesin, jarak antara gelombang dengan meningkatnya jarak menjadi lebih dan lebih, yaitu frekuensi berkurang secara bertahap dan suara menjadi lebih rendah. Orang-orang di mobil dan sumber suara tidak bergerak relatif satu sama lain. Oleh karena itu, tidak ada perubahan dalam nada suara yang terjadi. Untuk mendengar perubahan nada suara, pendengar dan sumber suara harus bergerak relatif satu sama lain.
Efek Doppler tidak hanya pada gelombang suara
Ambil gelombang cahaya sebagai contoh. Jika lampu kuning dipasang bukan sirene pada ambulans, maka ketika mendekati pengamat, spektrum lampu akan bergeser ke sisi biru, dan ketika dilepas, ke yang merah. Dengan fenomena biasa di sekitar kita, laju perpindahannya relatif rendah, jadi kami tidak melihat perubahan dalam spektrum cahaya. Tetapi jika kecepatan ambulans mendekati kecepatan cahaya atau sebanding dengan itu, maka kita akan melihat perubahan yang diinginkan.
Frekuensi adalah jumlah puncak gelombang yang telah melewati titik tertentu dalam satu detik. Semakin tinggi frekuensi, semakin tinggi nada suara atau semakin biru cahaya itu.Pengemudi dalam hal ini akan melihat lampu kuning terus-menerus jatuh di jalan. Tetapi mesin yang bergerak akan menekan gelombang di depannya dan pengamat yang tidak bergerak saat mendekati sumber cahaya akan melihat pergeseran spektrum cahaya ke sisi biru frekuensi tinggi. Saat kendaraan bergerak menjauh, pengamat akan melihat warna senter kembali dari biru menjadi kuning. Secara bertahap, warna ini akan berubah menjadi merah, menghilang di cakrawala.