Efecto Doppler

Esta vez hablaremos del efecto doppler. Como todas las cosas tienen un nombre que ha salido de algún sitio, a este efecto le viene de Johann Christian Andreas Doppler. (También se conoce como efecto Doppler-Fizeau en Francia y en los Países Bajos como efecto Doppler-Gestirne).

Johann Christian Andreas Doppler

Hombre de procedencia austríaca que propuso este efecto en su tratado "Über das farbige Licht der Doppelsterne und einige andere Gestirne des Himmels", es decir: "Sobre el color de la luz en estrellas binarias y otros astros."

Éste, es otro efecto del que dudo que cualquiera de vosotros no se haya percatado nunca. El característico sonido de una ambulancia o un coche de policía cuando nos pasa de largo.

Imagen desde Física 1M

Bien, este aparente cambio de frecuencia (de la onda del sonido en este caso) dado por el relativo movimiento del emisor de la misma con respecto a el/los receptor/es es lo que se conoce como EFECTO DOPPLER.

Hay que decir que Doppler expuso su hipótesis refiriéndose a las ondas en general. Fue otro científico, neerlandés en esta ocasión, Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot, quien investigó, tres años
después de la publicación del tratado de Doppler, esta hipótesis  para las ondas de sonido, confirmando así que el tono de un sonido es más agudo cuando el emisor se está aproximando al receptor y más grave cuando se está alejando de él.

Armand Hippolyte Louis Fizeau descubrió por su cuenta que esto también se manifestaba en las ondas electromagnéticas en 1848; y de ahí que su apellido tenga lugar en el nombre del efecto en Francia.

En el espectro visible de la radiación electromagnética, si el cuerpo emisor de luz se aleja del observador, vemos que las líneas se desplazan hacia el rojo, que corresponde a longitudes de onda más amplias; sin embargo, si se acerca, se desplazarán hacia el azul, correspondiente longitudes más cortas. Un dato importante es que, para estos casos, esta desviación es mínima por muy elevada que sea la velocidad del
cuerpo emisor por lo que es imperceptible para el ojo humano y por ello utilizamos aparatos de precisión como los espectrómetros.

Esto ocurre porque la velocidad a la que se mueve la luz es muchísimo mayor que la velocidad a la que se mueve el cuerpo que la emite; pero si, como mencionamos antes, ponemos el caso de un móvil emisor de ondas sonoras, sí podemos apreciarlo con el oido ya que esta diferencia no es tan significativa.

Para entenderlo un poco mejor. Pongamos el caso de la ambulancia y pensemos que, si la ambualancia está inmóvil ante nosotros con la sirena puesta, el sonido de ésta se desplazará en todas direcciones de modo uniforme con lo que su amplitud de onda no varía y no notaremos cambios. Pero si esta ambulancia nos pasa de derecha a izquierda  cuando estamos parados en un semáforo, aunque el sonido también se emita en todas direcciones de modo uniforme, el móvil que lo produce se está "alejando de ese sonido" por un lado y  acercándose a el por el opuesto.

Como el móvil "persigue" las ondas que "emite hacia adelante" ya que ambos se mueven en el mismo sentido y, a su vez, "escapa" de las que "emite hacia atrás", teniendo en cuenta que en este caso el móvil se aleja de la onda y la onda del móvi por moverse en la missma dirección pero en sentidos opuestos.

Si pensamos en esto, nos daremos cuenta de que el hecho de que un móvil atraviese la barrera del sonido no es más que que haya conseguido "adelantar" a la onda sonora que emitía en su desplazamiento.

F/A-18 rompiendo la barrera del sonido

Explicación gráfica

Cómo siempre, aquí os dejo un enlace relacionado:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/doppler/doppler.html


Cita: "Las matemáticas convierten lo invisible en visible." Keith Devhin