Efecto Doppler

INDICE

I. INTRODUCCION 1

II. CONCEPTO DE EFECTO DOPPLER 2

III. APLIACIONES DE EFECTO DOPPLER 6

a) El Radar 6

b) El Ecocardiograma. 7

c) Astrofísica. 8

IV. EJERCICIO RESUELTO 9

V. CONCLUSIONES 10

BIBLIOGRAFIA 10

I. INTRODUCCION

En 1842, Doppler descubrió que una onda que se mueve, con respecto a un observador fijo, se comprime si el movimiento es hacia el observador y se expande si el movimiento es en dirección contraria (alejándose del observador).

El mismo efecto se produce también para cualquier tipo de onda

independientemente del tipo y del medio en el que se mueven. Debido a que las radiaciones electromagnéticas se comportan como ondas, también son susceptibles de sufrir el efecto Doppler.

Si el objeto que emite las ondas electromagnéticas se aleja del observador, la longitud de onda de la radiación se hace más larga, en caso contrario, si el objeto se acerca, la longitud de onda observada se hace más corta.

Si tomamos por ejemplo un rayo de luz, emitido por una estrella amarilla que se está acercando a gran velocidad, lo vamos a ver con un color más azulado. Si esa misma estrella se aleja de nosotros a gran velocidad, la vamos a ver enrojecida.

II. CONCEPTO DE EFECTO DOPPLER

El efecto Döppler consiste en el cambio de frecuencia de una onda, cuando la fuente o el receptor de la onda se encuentran en movimiento. Es característico de este efecto que cuando una onda de sonido se mueve a velocidades importantes, la frecuencia de los sonidos que emite se perciben diferentes (más agudo al acercarse el emisor al observador, más grave al alejarse).

El Döppler lo manifiestan todas las ondas, incluso las electromagnéticas (como la luz, los rayos X y las ondas de radio). Para la luz el cambio de frecuencia se percibe como un cambio de color que en el caso de alejarse la fuente del observador da un tono más rojo de lo normal.

Por este motivo los físicos saben que el universo se encuentra en expansión, la luz característica de las estrellas se 'corre al rojo'. Pero para que este efecto se note es necesario que la fuente se mueva a velocidades cercanas a la de la propagación de la onda (para el sonido en el aire es 340m/s, para la luz es 300000km/s). Por este motivo es imposible que nada vaya tan rápido en la Tierra como para que el Döppler se note en la luz.

El efecto Doppler no es simplemente funcional al sonido, sino también a otros tipos de ondas, aunque los humanos tan solo podemos ver reflejado el efecto en la realidad cuando se trata de ondas de sonido.

El efecto Doppler es el aparente cambio de frecuencia de una onda producida por el movimiento relativo de la fuente en relación a su observador. Si queremos pensar en un ejemplo de esto es bastante sencillo.

Seguramente más de una vez hayas escuchado la sirena de un coche policía o de una ambulancia pasar frente a ti. Cuando el sonido se encuentra a mucha distancia y comienza a acercarse es sumamente agudo hasta que llega a nosotros.

Cuando se encuentra muy cerca de nosotros el sonido se hace distinto, lo escuchamos como si el coche estuviera parado. Luego cuando continúa su viaje y se va alejando lo que escuchamos es un sonido mucho más grave.

Esto ocurre ya que las ondas aparentan comenzar a juntarse al mismo tiempo que el coche se dirige hacia una dirección. La imagen de abajo explica mejor esta idea sobre las ondas y la velocidad de los coches.

La fórmula que se utiliza para efecto Doppler es:

Dónde:

f'  frecuencia resultante

f  frecuencia emitida en reposo

V  velocidad de propagación del sonido en el aire

Vo  velocidad del observador

Ve  velocidad del emisor

Regla: acercarse aumenta la frecuencia. Alejarse disminuye la frecuencia.

III. APLICACIONES DE EFECTO DOPPLER

El efecto Doppler posee muchas aplicaciones. Los detectores de radar lo utilizan para medir la rapidez de los automóviles y de las pelotas en varios deportes.

Los astrónomos utilizan el efecto Doppler de la luz de galaxias distantes para medir su velocidad y deducir su distancia.

Los médicos usan fuentes de ultrasonido para detectar las palpitaciones del corazón de un feto; los murciélagos lo emplean para detectar y cazar a un insecto en pleno vuelo. Cuando el insecto se mueve más rápidamente

...