Derivación del efecto Doppler clase 12
Imagina que estás en la acera de una calle muy transitada. Oyes la sirena de una ambulancia que se acerca a ti. Una vez que la ambulancia pasa junto a usted, el tono del sonido, es decir, su frecuencia, cambia. El sonido parece “más bajo” al disminuir su frecuencia.
¿Por qué ocurre esto? Precisamente por el efecto Doppler. Doppler planteó la hipótesis de que si una fuente de ondas se mueve con respecto al observador, la frecuencia de estas ondas cambia (junto con su longitud de onda).
Analicemos un ejemplo más complejo de la ambulancia que se acerca. Usted va en bicicleta por la carretera, en la misma dirección que la ambulancia. Puedes oír la sirena de la ambulancia detrás de ti mientras ésta se acerca a ti. ¿Cuál es el cambio en la frecuencia del sonido después de que pase por delante de ti?
Efecto Doppler cuando la fuente y el observador se mueven en la misma dirección
Amanda ha enseñado ciencias en la escuela secundaria durante más de 10 años. Tiene un Máster en Fisiología Celular y Molecular por la Escuela de Medicina de Tufts y un Máster en Enseñanza por el Simmons College. También está certificada en educación especial secundaria, biología y física en Massachusetts.
El desplazamiento Doppler es un fenómeno que se produce cuando las ondas sonoras se acercan o se alejan del observador. Examina cómo la compresión de la frecuencia y el movimiento del observador se combinan para influir en el tono resultante que oye el oyente.
¿Qué es el efecto Doppler? ¿Qué ocurre cuando una ambulancia pasa a toda velocidad por delante de ti? ¿Cómo cambia el sonido de la sirena? Es cierto que se hace más fuerte a medida que se acerca, pero también cambia otra característica del sonido. El tono es más alto cuando se acerca a ti (piensa en un ruido de gemido), y más bajo cuando se aleja (piensa en una voz grave). Este cambio de tono tiene que ver con la frecuencia de las ondas, es decir, con el número de ondas que pasan por una zona por unidad de tiempo. En el caso de la ambulancia, usted está parado y la ambulancia se acerca a usted. Como las ondas sonoras se mueven hacia ti, se comprimen y la frecuencia aumenta, por lo que oyes un tono más alto. Sin embargo, cuando la ambulancia se aleja de ti, las ondas sonoras se separan más y la frecuencia disminuye, por lo que oyes un tono más bajo. Este cambio en la frecuencia de las ondas sonoras debido al movimiento se denomina desplazamiento Doppler, también conocido como efecto Doppler.
Derivación del efecto Doppler pdf
El sonido característico de una motocicleta que pasa zumbando es un ejemplo del efecto Doppler. En concreto, si estás parado en una esquina y observas una ambulancia con una sirena pasando a una velocidad constante, notas dos cambios característicos en el sonido de la sirena. En primer lugar, el sonido aumenta en intensidad a medida que la ambulancia se acerca y disminuye en intensidad a medida que se aleja, lo cual es esperable. Pero además, la sirena de tono alto cambia drásticamente a un sonido de tono más bajo. A medida que la ambulancia pasa, la frecuencia del sonido que escucha un observador inmóvil cambia de una frecuencia alta constante a una frecuencia más baja constante, aunque la sirena esté produciendo una frecuencia fuente constante. Cuanto más cerca pase la ambulancia, más brusco será el cambio. Además, cuanto más rápido se mueve la ambulancia, mayor es el desplazamiento. También se oye este cambio de frecuencia característico cuando pasan coches, aviones y trenes.
El efecto Doppler es una alteración en la frecuencia observada de un sonido debido al movimiento de la fuente o del observador. Aunque es menos conocido, este efecto es fácilmente perceptible para una fuente estacionaria y un observador en movimiento. Por ejemplo, si pasa un tren junto a una bocina de advertencia estacionaria, escuchará el cambio de frecuencia de la bocina de alta a baja al pasar. El cambio real en la frecuencia debido al movimiento relativo de la fuente y el observador se denomina desplazamiento Doppler. El efecto Doppler y el desplazamiento Doppler deben su nombre al físico y matemático austriaco Christian Johann Doppler (1803-1853), que realizó experimentos con fuentes y observadores en movimiento. Doppler, por ejemplo, hizo que unos músicos tocaran en un vagón de tren abierto en movimiento y también tocaran de pie junto a las vías del tren cuando éste pasaba. Su música se observó tanto dentro como fuera del tren, y se midieron los cambios de frecuencia.
Efecto Doppler pdf
El efecto Doppler o desplazamiento Doppler (o simplemente Doppler, cuando está en contexto)[1][2] es el cambio de frecuencia de una onda en relación con un observador que se mueve con respecto a la fuente de la onda[3] Recibe su nombre del físico austriaco Christian Doppler, que describió el fenómeno en 1842.
Un ejemplo común del desplazamiento Doppler es el cambio de tono que se escucha cuando un vehículo que toca la bocina se acerca y se aleja de un observador. En comparación con la frecuencia emitida, la frecuencia recibida es más alta durante la aproximación, idéntica en el instante de pasar, y más baja durante la recesión[4].
La razón del efecto Doppler es que, cuando la fuente de las ondas se desplaza hacia el observador, cada cresta de onda sucesiva se emite desde una posición más cercana al observador que la cresta de la onda anterior[4][5], por lo que cada onda tarda un poco menos en llegar al observador que la onda anterior. Por lo tanto, el tiempo entre las llegadas de las sucesivas crestas de las ondas al observador se reduce, provocando un aumento de la frecuencia. Mientras viajan, la distancia entre los sucesivos frentes de onda se reduce, por lo que las ondas se “agrupan”. Por el contrario, si la fuente de ondas se aleja del observador, cada onda se emite desde una posición más alejada del observador que la onda anterior, por lo que el tiempo de llegada entre las ondas sucesivas aumenta, reduciendo la frecuencia. La distancia entre los sucesivos frentes de onda aumenta entonces, por lo que las ondas se “dispersan”.