Significado de «efecto Doppler»

El efecto Doppler en física se refiere al cambio en la frecuencia de una onda, ya sea sonora o electromagnética, debido al movimiento relativo entre la fuente emisora de la onda y el observador. Este fenómeno fue descubierto por el físico Christian Doppler en 1842.

Cuando una fuente de ondas se acerca a un observador, las ondas se comprimen y la frecuencia aparente aumenta, lo que resulta en un tono más agudo. Por el contrario, cuando la fuente se aleja, las ondas se estiran y la frecuencia aparente disminuye, lo que produce un tono más grave.

El efecto Doppler tiene aplicaciones en diversas áreas de la física, como la astronomía (para determinar la velocidad de estrellas y galaxias), la medicina (en ultrasonidos y ecografías) y la detección de velocidad de objetos en movimiento, entre otros.

Es importante destacar que el efecto Doppler también se puede observar cuando el observador se mueve en relación a la fuente, o cuando tanto la fuente como el observador están en movimiento.

Ejemplos del efecto Doppler

Se denominan así los cambios en la frecuencia aparente de un tren de ondas, producidos, bien sea porque el foco se acerca o aleja del observador en reposo, ya por el desplazamiento del punto de observación respecto del manantial de ondas estacionario, o por el de ambos simultáneamente.

Cuando el manantial se desplaza, las ondas se estrechan por el lado del sentido de avance de aquél, en tanto que se enrarecen en el sentido opuesto.

El resultado es, respectivamente, un incremento y una disminución de la frecuencia.

Por ejemplo, si un silbido cuya frecuencia real es de 250 vibraciones por segundo, se aleja del que lo escucha a la velocidad de 4 m/s, como la velocidad media del sonido es de 340 m/s, la altura del sonido aparente se reducirá a 247 vibraciones por segundo, según la expresión general:

Este efecto llamado de Doppler puede ser fácilmente observado al escuchar el silbido de una locomotora que pasa veloz o, a la inversa, cuando viajando en un coche se escucha el tañido de una campana y se pasa por delante de ella.

Los efectos Doppler tienen un significado especial en el caso de la luz.

Las ondas luminosas también se acortan, si el foco emisor se aproxima al ojo y, por el contrario, se alargan al alejarse de él.

En cambio los movimientos del observador, por ser generalmente lentos producen efectos imperceptibles. De aquí que el espectro íntegro de un cuerpo luminoso en movimiento se desvíe hacia el violeta, o hacia el rojo, conforme aquél se acerque o aleje del observador.

Sin embargo, escapa a la observación el movimiento de un foco que emite un espectro absolutamente continuo, debido al simultáneo corrimiento del propio espectro, es decir, al pase a la zona de visibilidad de sus secciones previamente invisibles.

No obstante, las Rayas de Fraunhofer fueron usadas por Fizeau en 1848, como líneas de referencia, para la determinación de tales desplazamientos; las correspondientes rayas oscuras de los espectros estelares y las brillantes de las nebulosas galácticas se. han utilizado con el mismo objeto.

En 1868 Sir William Huggins demostró experimentalmente la posibilidad del método y veinte años más tarde, Vogel acrecentó mucho su grado de exactitud, fotografiando yuxtapuestos el espectro desviado del cuerpo celeste y un espectro terrestre en su posición normal.

Las velocidades radiales pueden medirse de esta manera con un error probable, que en circunstancias favorables, no llega a un cuarto de milla por segundo.

El efecto Doppler ha servido también para el cálculo de las velocidades rotacionales del Sol y de los planetas y para comprobar la constitución meteórica de los anillos de Saturno.