Gelombang adalah gangguan yang merambatkan energi dari satu tempat ke tempat lain tanpa mengangkut materi apapun. Contoh yang paling umum adalah sebuah batu yang mengenai permukaan air dan menimbulkan riak-riak yang bergerak dalam bentuk lingkaran konsentris dengan jari-jari yang semakin meningkat hingga riak-riak itu mencapai batas kolam.
Perbedaan gelombang longitudinal dan gelombang transversal. Sumber: https://cdn1.byjus.com/
Gelombang bisa merambat secara longitudinal atau transversal. Perhatikan gambar di atas:
1. Pada gelombang longitudinal, medium atau kanal bergerak dalam arah yang sama terhadap gelombang. Di sini, partikel-partikel bergerak dari kiri ke kanan dan memaksa partikel lain untuk bergetar.
2. Pada gelombang transversal, medium atau kanal akan bergerak tegak lurus terhadap arah gelombang. Di sini, partikel-partikel bergerak ke atas dan ke bawah saat gelombang bergerak secara horizontal.
Sekarang kita lihat masalah peluit kereta api ditinjau dari topik Bunyi dari Fisika untuk Hiburan. Di sini kita juga akan menemukan paradoks sebagaimana yang telah saya uraikan dalam artikel: Fisika untuk Hiburan 33 (Bunyi): Paradoks Kecepatan Bunyi
maupun artikel-artikel lain terkait bunyi.
Jika telinga Anda mendengar musik dengan bagus, Anda mungkin memperhatikan bahwa alih-alih kenyaringan (loudness), persisnya pola titinada (pitch) atau kita sebut nada saja, dari peluit lokomotiflah yang berubah saat sebuah kereta api bergerak mendekati Anda.
Nada peluit terasa lebih tinggi jika ada 2 kereta api yang bergerak saling mendekati, daripada setelah kereta-kereta itu bertemu lalu saling menjauh. Jika kedua kereta itu melaju dengan kecepatan 50 km/jam, perbedaan nada bisa mencapai hampir 1 bunyi nada (tone) penuh.
Mengapa ini terjadi? Jawabannya mudah dipahami jika Anda menyadari bahwa nada bergantung pada frekuensi getaran per detik dan Anda bisa menganalogikannya dengan paradoks koran yang disebutkan dalam artikel saya: Fisika untuk Hiburan 33 (Bunyi): Paradoks Kecepatan Bunyi.
Peluit dari lokomotif yang mendekat mengeluarkan bunyi yang sama dengan frekuensi tertentu. Akan tetapi, telinga Anda, menerima berbagai getaran, tergantung pada apakah Anda mendekat, diam, atau menjauh dari lokomotif itu.
Dengan cara yang sama seperti dalam perjalanan kereta api, ketika Anda membaca koran harian 2 kali sehari, saat mendekati sumber bunyi, Anda menangkap frekuensi getaran yang lebih besar daripada frekuensi normal peluit lokomotif.
Ini bukanlah ilusi pendengaran, namun telinga Andalah yang menerima peningkatan jumlah getaran dan Anda langsung mendengar bunyi nada dengan nada yang lebih tinggi.