Kesan Doppler

Kesan Doppler (atau anjakan Doppler) adalah perubahan dalam frekuensi atau panjang gelombang yang dialami pencerap yang bergerak serelatif dengan sumber gelombang. Fenomena ini dinamakan sempena Christian Doppler, seorang ahli fizik Austria yang pertama kalinya menggambarkan kesan ini pada tahun 1842.

Perubahan pada panjang gelombang yang disebabkan oleh pergerakan sumber gelombang.

Animasi menggambarkan bagaimana kesan Doppler menyebabkan bunyi enjin atau siren kereta kedengaran lebih tinggi picnya ketika ia menghampiri pendengar berbanding apabila ia menjauhi pendengar. Bulatan merah jambu mewakili gelombang bunyi.

Sebuah contoh yang biasa kepada anjakan ini adalah perubahan pic yang kedengaran apabila sesebuah kenderaan membunyikan siren atau hon mendekati, melepasi, dan menjauhi pencerap. Frekuensi yang diterima lebih tinggi sewaktu kenderaan tersebut mendekat, serupa sebaik ia melepasi pencerap, dan lebih rendah apabila ia semakin jauh jika dibandingkan dengan frekuensi yang dipancarkan.

Kesan ini disebabkan apabila sumber gelombang bergerak ke arah pencerap, dengan setiap puncak gelombang berturut-turut dipancarkan dari kedudukan yang lebih dekat kepada pencerap daripada gelombang sebelumnya. Oleh sebab itu, setiap gelombang mengambil masa yang kurang berbanding gelombang sebelumnya untuk sampai kepada pencerap. Oleh itu, tempoh antara masa datangnya puncak gelombang berturut-turut kepada pencerap dikurangkan, menyebabkan peningkatan dalam frekuensi. Sewaktu gelombang-gelombang ini bergerak, jarak antara muka gelombang yang berturut-turut dikurangkan, maka gelombang-gelombang ini akan "berkumpul bersama-sama". Sebaliknya, jika sumber gelombang bergerak menjauhi pencerap, setiap gelombang akan dipancarkan dari kedudukan yang lebih jauh dari pencerap berbanding gelombang sebelumnya, jadi masa datangnya gelombang secara berturut-turut meningkat, mengurangkan frekuensi. Jarak antara muka gelombang yang berturut-turut kemudiannya meningkat, lalu gelombang "tersebar keluar".

Bagi gelombang yang bergerak dalam medium tertentu seperti gelombang bunyi, halaju kedua-dua pencerap dan sumber adalah relatif kepada medium tersebarnya gelombang ini. Kesan Doppler keseluruhannya mungkin terhasil dari pergerakan sumber, pencerap, mahupun medium. Setiap kesan-kesan ini dianalisis secara berasingan. Untuk gelombang yang tidak memerlukan medium, seperti cahaya atau graviti dalam kerelatifan am, hanya perbezaan dalam halaju antara pencerap dengan sumber perlu dipertimbangkan.