Efecto Doppler

Un poco de teoría

El efecto Doppler se aprecia cuando una fuente de ondas se mueve. Para un observador en reposo la frecuencia de las ondas es mayor cuando la fuente se acerca y menor cuando se aleja. Por ejemplo, un coche en movimiento emite el sonido (ruido) del motor. Apreciamos un sonido más agudo (de mayor frecuencia) cuando se acerca y más grave (de menor frecuencia) cuando se aleja. Esto da lugar a ese sonido tan característico de los coches de Formula 1 cuando pasan frente a las cámaras.

En este applet se simula el efecto Doppler clásico para el sonido y relativista, cuando la fuente -en este caso luminosa- se mueve a velocidades próximas a la luz.

Efecto Doppler clásico

Es preciso ver que ocurre cuando la fuente emisora está en reposo y cuando se mueve cada vez más rápida. Conviene hacer varias simulaciones con distintas velocidades de la fuente sonora para apreciar que forma tiene los distintos frentes de onda.

Notar que los frentes que van delante de la fuente sonora están más apretados entre sí (menor longitud de onda y mayor frecuencia) que los frentes que se desplazan en sentido contrario al movimiento de la fuente.

El número que se muestra en la ventana inferior derecha (nº de Mach) es el cociente entre la velocidad de la fuente y la velocidad del sonido. De manera que para valores menores de 1, la fuente tiene una velocidad menor que la del vacío, cuando vale 1 la fuente se desplaza a la velocidad del sonido. para valores mayores que 1 la fuente tiene velocidad supersónica.

Es importante apreciar que para valores próximos o mayores que 1, los frentes de onda de agrupan dando lugar a una onda de choque que acumula una gran cantidad de energía.

Como curiosidad señalar que los aviones supersónicos producen dos ondas de choque, una proveniente del frente y otra de la cola del avión, que se superponen. Esto produce un gran aumento de presión seguido de una fuerte disminución, antes de que la presión vuelva a sus valores normales.

Efecto Doppler relativista

Es análogo al anterior, pero aplicado a las fuentes luminosos. La diferencia está en que nada puede viajar a mayor velocidad que la luz, por lo tanto el nº Mach debe ser siempre inferior a 1.

 

Este applet ha sido adaptado por Lorenzo Sánchez a partir de los Fislests creados en Davidson College y publicados en el libro "Fislets" de F. Esquembre y otros.

 

 

Fin de efecto Doppler