Efecto Doppler

En el siguiente vídeo podemos encontrar una magnifica explicación del efecto Doppler. Podemos darnos cuenta de lo cerca que lo tenemos sobre todo en las ciudades

Es decir, consiste en una variación de la frecuencia y la longitud de onda recibidas por un receptor respecto de la frecuencia y la longitud de onda emitidas por un emisor, y que es causada por el movimiento relativo entre el foco emisor de las ondas y el receptor.

La expresión matemática que determina la frecuencia percibida por el receptor es:

uando la fuente se acerque al observador se pondrá un (-) en el denominador, y cuando la fuente se aleje se lo reemplazará por un (+).

$f' = f \cdot\bigg( \frac{v \pm v_{o}}{v \mp v_{s}} \bigg)$

teniendo en cuenta que cuando la fuente se acerque al observador se pondrá un (-) en el denominador, y cuando la fuente se aleje del observador se usará el signo (+). Por otro lado debemos asegurarnos de que los signos $\pm$ y $\mp$ deben ser respetados de la siguiente manera. Si en el numerador se suma, en el denominador debe restarse y viceversa.

Ejemplo de aplicación:

Supongamos un circuito de velocidad en el que el piloto de un automóvil se mueve con una velocidad de 42 m/s hacia un trompetista en reposo que emite la nota La a 440 Hz. ¿Qué frecuencia percibirá el observador? (Dato: $\ v_{sonido} = 343 m/s$ ).

Como nuestro piloto se acerca hacia la fuente, implicará que la velocidad con que percibirá cada frente de onda será mayor, por lo tanto la frecuencia aparente será mayor a la real. Atendiendo al criterio de signos expuesto anteriormente tendremos,

$f' = f \cdot \bigg( 1 \pm \frac{v_{o} }{v} \bigg)$

$f' = 440 Hz \cdot \bigg( 1 + \frac{42 m/s }{343 m/s} \bigg)$

$\ f' = 493,88 Hz$

En este caso particular, el trompetista toca la nota La a 440 Hz, sin embargo el piloto percibe una nota que vibra a una frecuencia de 493,88 Hz, que es la frecuencia perteneciente a la nota Si. Musicalmente hablando, el observador percibe el sonido un tono más arriba del que se emite realmente.

Puedes encontrar más información en las siguientes webs, donde icluso puedes plantearte tus propios casos prácticos y comprobar lo mencionado:

http://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/doppler/doppler.html

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/dopp.html

Observa el siguiente enlace, podemos jugar con el efecto Doppler: