Efecto Doppler

EFECTO DOPPLER Claudia Marcela García Pertuz [email protected] September 14 del 2009 Efecto Doppler En todo nuestro estudio acerca del movimiento ondulatorio hemos supuesto hasta ahora que el foco de la perturbación está en reposo en el medio a través del cual se propagan las ondas y también que la frecuencia y la velocidad de las ondas son medidas por un observador en reposo en el medio. Consideremos ahora como se modi…can las propiedades de las ondas, o cómo parecen modi…carse, cuando el foco o el detector se está moviendo a través del medio. Supongamos que el foco o el detector se está moviendo a lo largo de la misma coordenada que la onda en propagación, con una velocidad mucho menos que la de propagación de la onda. En este caso se obtiene el resultado de que la frecuencia parece ser mayor cuando el foco y el detector se están aproximando mutuamente y menor cuando se están alejando. Este fenómeno se denomina Efecto Doppler. Está de…nido por la ecuación: 0

o

=

s

Si se está observando la situación desde otro sistema en el cual el medio se mueve con velocidad vm , entonces la velocidad de la onda en este sistema es v + vm y la ecuación se convierte en: 0

=

+ +

m

o

m

s

donde: 0 = Frecuencia aparente = Frecuencia del foco = Velocidad de la onda sonora m = Velocidad del medio o = Velocidad del observador s = Velocidad del foco Obsérvese que incluso en el caso más general no se produciría ningún cambio en la frecuencia observada cuando el foco y el observador están en reposo relativo entre si, vo = vs . Estas ecuaciones son 1

validas también cuando los términos v son velocidades monodimensionales (positivas o negativas). El efecto Dopppler acústico se observa fácilmente en la subida de tono del silbato de un tren que se está aproximando. Como la luz se propaga a través del espacio vacío con propiedades análogas a las de las ondas mecánicas, existe también un efecto Doppler óptico que di…ere ligeramente del efecto acústico. Puede determinarse la velocidad de unos cohetes que se acercan usando el efecto Doppler que aparece en la frecuencia de las ondas de radar re‡ejadas por los mismos. La luz recibida procedente de las galaxias más lejanas aparecen con unas frecuencias más bajas que la luz de las mismas muestras de gases elementales incandescentes en el laboratorio. Este efecto conocido como "desplazamiento hacia el rojo", se cita como una prueba de que el universo se está expansionando en todas direcciones con gran velocidad.

References [Fisica: Mecánica, Ondas y Termodinámica. Editorial REVERTÉ S.A. (1983)]

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