Para los que no lo sepan, el efecto Doppler se llama así por haber sido un invento del físico y matemático austriaco Christian DOPPLER quien estableció el principio físico sobre las ondas sonoras en 1842. Se trata de un gran descubrimiento que revolucionará el mundo de las ciencias físicas. .
A partir de ahora, se hace posible la interpretación de las ondulaciones electromagnéticas y mecánicas que siempre habían sido fuente de misterio. El estudio físico abre una nueva dimensión, ya que se llevarán a cabo más investigaciones en profundidad. Entonces, ¿qué es el efecto Doppler? ¿Cómo se aplica? ¿Cuáles son sus usos según el campo?
No necesitas una enciclopedia de física para entender todo esto. Desde todocuriosidades te explicamos en este artículo, de forma simple, todo lo que hay que saber sobre el tema-
Efecto Doppler: ¿qué es?
En física, el efecto Doppler no es otra cosa que la variación temporal y circunstancial de la frecuencia de una onda emitida por una fuente sonora en movimiento, en comparación con una persona que la observa.
Hablamos de variación temporal, porque el transmisor de la onda está en movimiento, variando así en el tiempo de un segundo a otro. Es circunstancial porque la amplificación de la frecuencia de la onda dependerá del marco de emisión.
El efecto Doppler es por tanto el cambio en la frecuencia de una onda, cuando la fuente sonora que la emite y la que la recibe se mueven relativamente. En otras palabras, cambiar la frecuencia implica el período y la longitud de la onda, así como la velocidad a la que se mueven las dos fuentes.
Cuanto más se acerca el transmisor de la onda al receptor, más alta parece la frecuencia (la onda se hunde). Cuanto más se aleja la fuente de emisión del observador, más baja se vuelve la frecuencia (la onda se ensancha, evasiva).
Por ejemplo, por la misma razón, la sirena de un coche de policía se vuelve aguda cuando se acerca a ti, y más grave e hinchada cuando se aleja.
Calcula la frecuencia de una onda según el efecto Doppler
Calcular la frecuencia de una onda según el efecto Droppler parece muy complejo si no eres un aficionado al cálculo científico. En definitiva, el cálculo se realiza mediante una fórmula física específica del efecto Droppler.
Sea f la frecuencia de una onda emitida por una fuente sonora en desplazamiento de velocidad ( Vs ), que se propaga a una velocidad ( c ), hacia un receptor que también se encuentra en desplazamiento de velocidad ( Vr ). La fórmula de cálculo da: eD= f(C ±Vr/ C ±Vs) .
Pero cuando la fuente emisora se acerca al receptor durante un período T , la distancia d se determina a partir de la velocidad Vs de la fuente en movimiento. Entonces tendremos: D=Vs × T .
El efecto Doppler-Fizeau
Algunas personas preferirán escuchar sobre el efecto Doppler-Fizeau y preguntarse si hay alguna diferencia. No os asustéis, seguimos hablando de lo mismo, pero con algunos avances.
De hecho, el suplemento » Fizeau» proviene del extenso trabajo de investigación realizado por el físico Hyppolite Fizeau en 1848 sobre el efecto Doppler. Logró extender el alcance del fenómeno a las ondas de luz, lo que hoy en día hace que el uso del efecto Doppler sea muy popular en cosmología.
Los méritos del efecto Doppler
El uso del efecto Doppler se puede observar en varios campos y de varias maneras.
- En medicina
En medicina, el efecto Doppler se usa para medir la velocidad de circulación de la sangre en los vasos. Hablamos de la técnica de velocimetría Doppler-Fizeau . Esto se realiza gracias a los rayos ultrasónicos, que permiten despejar los obstáculos a la circulación normal de la sangre.
El mismo proceso se utiliza en la industria para conocer el caudal de un fluido en el interior de una tubería.
- En seguridad vial
¿Conoces ese instrumento que utilizan las patrullas policiales en las vías para determinar si tu velocidad de conducción es normal o excesiva? Es gracias al efecto Doppler que realmente hacen esto. Así, el efecto Doppler se utiliza para medir la velocidad de los vehículos en las carreteras. En cuanto se enciende el radar, los vehículos vuelven a doblar la onda producida por el radar, canalizando la frecuencia de esta onda en función de su velocidad. A continuación, la onda es canalizada por el radar, que calcula la velocidad del vehículo basándose en la fórmula del efecto Doppler.
- En astronomía
El efecto Doppler también se utiliza en astrofísica en la medida en que permite analizar el movimiento de las estrellas. Luego permite evaluar la velocidad con la que las estrellas se alejan y se acercan a la Tierra. Por supuesto, la técnica se perfeccionará gracias al trabajo de Fizeau.
A diferencia del efecto Doppler original, el efecto Doppler-Fizeau demuestra que los movimientos de las estrellas no se caracterizan por su color. Son más bien estimables a partir de las líneas de absorción de un elemento químico contenido en el espectro de la estrella. Por lo tanto, cambian de rojo a azul, según su posición en el espectro de colores de la estrella.
Los científicos también revelan que el efecto Doppler-Fizeau fue de gran utilidad a la hora de localizar el agujero negro detectado por los telescopios del proyecto Event Horizon Telescope (EHT) en la galaxia M87.
