Efecto Doppler
En el caso del espectro visible de la radiación electromagnética, si el objeto se aleja, su luz se desplaza a longitudes de onda más largas, produciéndose un corrimiento hacia el rojo.
Si el objeto se acerca, su luz presenta una longitud de onda más corta, desplazándose hacia el azul.
Esta desviación hacia el rojo o el azul es muy leve incluso para velocidades elevadas, como las velocidades relativas entre estrellas o entre galaxias, y el ojo humano no puede captarlo, solamente medirlo indirectamente utilizando instrumentos de precisión como espectrómetros.
Doppler propuso este efecto en 1842 en su tratado Über das farbige Licht der Doppelsterne und einige andere Gestirne des Himmels (Sobre el color de la luz en estrellas binarias y otros astros).
[3] Hippolyte Fizeau descubrió independientemente el mismo fenómeno en el caso de ondas electromagnéticas en 1848.
En Gran Bretaña, John Scott Russell hizo un estudio experimental del efecto Doppler (1848).
[5] En física clásica, donde las velocidades del emisor (también denominado «fuente») y del receptor (o también «observador») con respecto al medio son inferiores a la velocidad de las ondas en el propio medio, la relación entre la frecuencia observada
En la fórmula anterior se supone que la fuente está acercándose (o alejándose) «directamente» del observador.
Sin embargo, si el lanzador se está moviendo hacia el hombre, este va a recibir las bolas con mayor frecuencia debido a que las bolas estarán menos espaciadas, ya que cada bola debe recorrer menos distancia que la anterior para llegar al receptor.
Para un observador en reposo respecto al medio, si una fuente en movimiento está emitiendo ondas con una frecuencia real dada
dada por: Un análisis similar para un observador en movimiento y una fuente estacionaria (en este caso, la longitud de onda se mantiene constante, pero debido al movimiento, la velocidad a la que el observador recibe las ondas, y por lo tanto la velocidad de transmisión de la onda [con respecto al observador] cambia) produce la frecuencia observada: Esto se puede generalizar en la ecuación que se presentó en la sección anterior: Un efecto interesante fue predicho por lord Rayleigh en su libro clásico sobre el sonido: si la fuente se acerca al observador a dos veces la velocidad del sonido, una pieza musical emitida por dicha fuente se oiría en el tiempo y tono correcto, pero al revés (es decir, las notas del final de la pieza llegarían al observador antes que las de su comienzo).
El astrónomo John Dobson explicó el efecto de este modo: En otras palabras, si la sirena se acercase al observador directamente (con velocidad constante), la frecuencia percibida permanecería invariable hasta que el vehículo lo alcanzara, para saltar inmediatamente a un nuevo tono más bajo en cuanto empezara a alejarse.
Por lo tanto, la velocidad de las ondas respecto del observador no será
, sino la siguiente: Sin embargo, como la velocidad del medio no cambia, la longitud de onda será la misma, por lo tanto, si: Pero, como se menciona en la primera explicación, el observador al acercarse a la fuente oirá un sonido más agudo; esto implica que su frecuencia es mayor.
Analícese el caso contrario: cuando el observador se aleja de la fuente, la velocidad será
Por tanto, la longitud de onda percibida para una fuente que se mueve con una velocidad
= 340 m/s Solución: Si el observador se acerca hacia la fuente, implica que la velocidad con que percibirá cada frente de onda será mayor, por lo tanto la frecuencia aparente será mayor a la real (en reposo).
Musicalmente hablando, el observador percibe el sonido con un tono más agudo del que se emite realmente.
Entre las estrellas más cercanas a la Tierra, las mayores velocidades radiales con respecto al Sol son +308 km/s (BD-15°4041, también conocida como LHS 52, situada a 81,7 años luz de distancia) y –260 km/s (Woolley 9722, también conocida como Wolf 1106 y LHS 64, situada a 78,2 años luz de distancia).
En algunas situaciones, el haz del radar se utiliza sobre otro automóvil en movimiento y, si se acerca al vehículo observado, entonces cada onda sucesiva recorre una distancia menor, produciendo una disminución de la longitud de onda.
Por otra parte, la espoleta de proximidad, desarrollada durante la Segunda Guerra Mundial, se basa en el radar Doppler para detonar explosivos en el momento adecuado en función de su altura sobre el suelo o su distancia al objetivo.
[14] El Leslie speaker, comúnmente asociado con los populares órganos Hammond, utiliza el efecto Doppler mediante el uso de un motor eléctrico que hace girar una bocina acústica alrededor de un altavoz, haciendo rotar 360° la orientación del sonido con cada vuelta.
Esto se traduce en el oído humano en que las frecuencias fluctúan rápidamente para cada nota del teclado.
Un nuevo somita se forma a la llegada de una onda al final anterior del mesodermo presomítico.
Este efecto Doppler contribuye al control del período de segmentación.
[15] Desde 1968, científicos como Victor Veselago han especulado sobre la posibilidad de un efecto Doppler inverso.
El experimento que afirmó haber detectado este efecto fue llevado a cabo por Nigel Seddon y Trevor Bearpark en Bristol, Reino Unido en 2003.
[16] Los investigadores de muchas universidades como la Swinburne University of Technology y la University of Shanghai for Science and Technology mostraron que este efecto también se puede observar en frecuencias ópticas.
Esto fue posible gracias a la generación de un cristal fotónico sobre el que proyectaron un rayo láser.
Esto hizo que el cristal se comportase como un superprisma, pudiendo observarse el efecto Doppler inverso.
