Qué es el efecto Doppler y en qué consiste

Imagínate que estás parado en la calle y una ambulancia pasa junto a ti con una sirena a todo volumen. Observa que el tono de la sirena cambia según la posición del vehículo. Si la ambulancia se dirige hacia ti , el tono suena muy alto. Si llega a tu lado, el sonido es como si estuviera parada. Si se aleja de ti nuevamente, el tono suena más profundo. Esto es exactamente lo que es el efecto Doppler que os explicamos con más detalle a continuación.

Qué es el efecto Doppler

El efecto Doppler, que debe su nombre a quien lo descubrió, el físico austriaco Christian Doppler, se corresponde con el cambio en la frecuencia de una onda . Este cambio de frecuencia depende del movimiento de un receptor o de la fuente. Si la distancia entre el receptor y el transmisor disminuye, la frecuencia de audio aumenta. Por otro lado, si la distancia aumenta, la frecuencia disminuye.

La frecuencia de audio percibida por el observador está relacionada con el cambio de movimiento de la fuente de sonido. Este es el efecto Doppler acústico . Un fenómeno análogo también se puede encontrar con las ondas electromagnéticas . Eso se llama efecto Doppler óptico o relativista.

En qué consiste

Cuando la cruceta de una onda , como las ondas de sonido de una ambulancia, se mueve hacia el observador, cada onda subsiguiente se emite desde una posición más cercana que la onda anterior. Por tanto, cada onda llega al observador en menos tiempo que la anterior. Así, el tiempo para alcanzar el objetivo de la onda disminuye , lo que equivale a un aumento de la frecuencia . Si la fuente de onda se aleja, el proceso es equivalente. Cada onda subsiguiente se emite desde una distancia mayor. Esto aumenta el tiempo que se tarda en llegar a la meta, lo que a su vez reduce la frecuencia .

Si una onda requiere un medio para propagarse, debe considerar los movimientos relativos de la fuente de la onda, el observador y el medio. Para todas las demás ondas, como las ondas electromagnéticas o las ondas gravitacionales , solo debe considerar la diferencia relativa de velocidad entre la fuente y el observador.

Efecto Doppler Óptico

Las ondas electromagnéticas también se propagan en el vacío. Sin embargo, si el receptor se mueve en relación con la fuente , la frecuencia también cambia en el vacío . Este es el efecto Doppler relativista u óptico . Esto se debe a que las ondas electromagnéticas se propagan con una velocidad máxima finita.

Ejemplos de efecto Doppler

El efecto Doppler se utiliza en muchos campos técnicos.

Un ejemplo es la robótica. La búsqueda de rutas dinámica y en tiempo real es importante para los robots que necesitan moverse en entornos complejos que cambian rápidamente. Aquí, entre otras cosas, se utiliza el efecto Doppler. Esto es particularmente importante en competiciones como el fútbol de robots.

El efecto Doppler óptico es particularmente importante en astronomía. Según el desplazamiento al azul o al rojo de las galaxias o estrellas, puede ver la velocidad a la que se alejan o se acercan a nosotros.