Efecto Doppler

Efecto Doppler: es la variación aparente en la frecuencia de una onda emitida por una fuente en movimiento respecto de un receptor estático o en movimiento

Como se muestra en la figura 1. Las ondas sonoras emitidas por la fuente móvil tienden a juntarse enfrente de la fuente y esparcirse atrás de ella. El corrimiento Doppler en frecuencia puede encontrarse suponiendo que el aire se encuentra en reposo en un marco de referencia. La rapidez del sonido en aire es v, y la rapidez de la fuente móvil es v_(s.) La frecuencia del sonido producido por la fuente es f_s. En un periodo, T=1/f_s, una cresta de onda se mueve una distancia d=vT=λ. Pero en un periodo, la fuente viaja una d_s=v_(s.) T antes de emitir otra cresta de onda. La distancia entre las crestas sucesivas de ondas se acorta entonces a una longitud de onda λ’:

El efecto doppler se aplica tanto para las ondas mecánicas como para las ondas electromagnéticas. Las ondas se apilan enfrente de una fuente móvil generando una mayor frecuencia. Ellas van detrás de la fuente, dando ahí una menor frecuencia.

Figura 1. Efecto Doppler

La frecuencia oída por el individuo f_(o,) está relacionada con la longitud de onda acortada por f_0=v/λ’, y sustituyendo λ^' resulta:

El efecto Doppler también ocurre con un observador en movimiento y una fuente estacionaria. Conforme el observador se mueve hacia la fuente, la distancia entre crestas sucesivas de onda es la longitud de onda normal, pero lo velocidad de onda media es diferente.

El efecto Doppler se produce por dos mecanismos:

la fuente de sonido se acerca al receptor: cuando las ondas sonoras se comprimen como un muelle produciendo una distancia entre crestas muy pequeña (disminuye la longitud de onda). Cuando sucede esto, la frecuencia aumenta y el sonido se percibe más agudo.

la fuente de sonido se aleja del receptor: cuando las ondas sonoras se alargan, produciendo longitudes de ondas grandes, frecuencias pequeñas, por lo tanto sonidos más graves.

El efecto Doppler tiene una amplia gama de aplicaciones, por ejemplo, en medicina, para medir flujos sanguíneos; en astronomía, movimientos de expansión de galaxias e incluso para determinar las velocidades de vehículos.

BIBLIOGRAFÍA

Hewitt, Paul G. (2004) Física Conceptual: , novena edición, editorial Pearson Education, México-México DF, pp 385-388

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