AHORA TODO TIENE SENTIDO
EL EFECTO DOPPLER
El efecto Doppler, llamado así por el austríaco Christian Andreas Doppler, es el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo entre la fuente, el emisor y/o el medio. Doppler propuso este efecto en 1842.
Hay ejemplos cotidianos de efecto Doppler en los que la velocidad a la que se mueve el objeto que emite las ondas es comparable a la velocidad de propagación de esas ondas. La velocidad de una ambulancia (50 km/h) no es insignificante respecto a la velocidad del sonido al nivel del mar (unos 1.235 km/h o 340 m/s ), por eso se aprecia claramente el cambio del sonido de la sirena desde un tono más agudo a uno más grave, justo en el momento en que el vehículo pasa al lado del observador.
Cuando un observador que escucha se mueve acercándose a alejándose de una fuente sonora que puede estar en reposo o en movimiento, la frecuencia del sonido que se percibe es diferente que cuando se encuentran en reposo. Por ejemplo, la frecuencia del sonido que emite una locomotora cuando se acerca al observador, es mayor que cuando se aleja.
Existe una relación entre la frecuencia emitida por una fuente y la percibida por el receptor, cuando uno se mueve con respecto al otro sobre la línea recta que los une. Tengamos en cuenta la siguiente relación para el análisis:
1. CUANDO EL OBSERVADOR SE MUEVE CON RELACIÓN AL MEDIO Y LA FUENTE PERMAMANECE EN REPOSO
Si el observador se encuentra en reposo, percibe un sonido cuya frecuencia es f. Si se mueve hacia la fuente va al encuentro de las ondas y percibirá una frecuencia de:
Si el observador se aleja de la fuente, la frecuencia percibida por el observador disminuye; porque Al alejarse el observador la cantidad de frentes de onda que lo alcanzan en la unidad de tiempo es menor y utilizamos la ecuación:
2. CUANDO LA FUENTE SE MUEVE CON RELACIÓN AL MEDIO Y EL OBSERVADOR PERMANECE EN REPOSO
Si la fuente se acerca al observador se produce un acortamiento de la longitud de onda y la frecuencia percibida por el observador será de:
Si la fuente se aleja su longitud de onda sufre un alargamiento y por lo tanto, la frecuencia percibida por el observador será de:
3. CUANDO EL OBSERVADOR Y LA FUENTE SE MUEVEN SIMULTÁNEAMENTE CON RESPECTO AL MEDIO
Si el observador y la fuente se dirigen uno hacia el otro, además de percibir una frecuencia adicional, la longitud de onda emitida varía, y por lo tanto la frecuencia percibida por el observador viene dada por:
Si el observador y la fuente se mueven alejándose uno del otro, la frecuencia percibida por el observador será:
EN RESUMEN
Para no complicarnos estableceremos que la siguiente fórmula general permite hallar la frecuencia que percibirá el receptor u observador:
Donde :
fo = frecuencia que percibe el observador (también se usa como fr o frecuencia de la señal recibida)
ff = frecuencia real que emite la fuente (también se usa como fe o frecuencia de la señal emitida)
vs = velocidad del sonido (340 m/s)
vo = velocidad del observador (también se usa como vr o velocidad del receptor)
vf = velocidad de la fuente (también se usa como ve o velocidad del emisor)
Debemos fijar la atención en los signos + (más) y – (menos) de la ecuación. Notemos que en el numerador aparece como ± (más menos) y en el denominador aparece invertido (menos más). Esta ubicación de signos es muy importante ya que usar uno u otro depende de si el observador se acerca o se aleja de la fuente emisora de sonido.
Para ampliar tu información acerca de este tema visita los siguientes links:
http://www.santillana.cl/fis1/fisica1u1t3.htm
http://www.angelfire.com/ia3/doppler/
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/doppler/doppler.html
Para comprender mejor este fenómeno, obsera los siguientes videos: