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¿Qué es el efecto Doppler?

1. INTRODUCCIÓN

El efecto Doppler es la variación de la frecuencia de una onda producida por un móvil respecto de un receptor estático o en movimiento. Es utilizado para medir flujos sanguíneos en medicina (ecografía Doppler), movimientos de expansión de galaxias en astronomía (cambios Doppler) e incluso velocidades de vehículos*.

(*) El efecto Doppler es la base física sobre la que funcionan los radares de velocidad, denominados radares Doppler.
 

2. EJEMPLO ILUSTRATIVO DEL EFECTO DOPLER (CON VÍDEO)

El ejemplo más divulgado para explicar este fenómeno es el cambio de tonalidad del sonido que produce una ambulancia conforme esta se acerca y se aleja del observador (o viceversa). Una persona estática situada a una distancia determinada de una fuente de sonido también inmóvil, siempre percibe la misma sensación sonora. En cambio, conforme estas distancias van variando, el receptor del sonido recibe diferentes tonos. Antes de entrar en explicaciones más científicas, me gustaría que vierais un breve ejemplo audiovisual:

 

3. CONCEPTOS PREVIOS

3.1. Definición de longitud de onda y frecuencia de una onda

Para entender físicamente el efecto Doppler es imprescindible conocer el concepto de frecuencia y longitud de onda.

  • Longitud de onda (λ): distancia entre dos crestas consecutivas de una onda (máximos o mínimos):

Figura 1. Longitud de onda

  • Frecuencia de una onda (f): Número de crestas que pasan por un punto determinado en un segundo.

 

La frecuencia es inversamente proporcional a la longitud de onda. Como la frecuencia mide el número de crestas por unidad de tiempo, cuanto menor es la longitud de onda (distancia entre dos crestas consecutivas), mayor es la frecuencia y viceversa.

 

3.2. Relación entre tonalidad del sonido, frecuencia y longitud de onda

  • Mayor frecuencia = Menor longitud de onda = Sonido más agudo
  • Menor frecuencia = Mayor longitud de onda = Sonido más grave

 

4. ¿POR QUÉ SE PRODUCE EL EFECTO DOPPLER?

En el ejemplo del vídeo, uno de tantos, encontramos una fuente de sonido en movimiento y un receptor estático. Intentemos explicar por qué se produce el efecto Doppler:

  • La fuente de sonido se acerca al receptor: cuando el coche va acercándose al receptor, las ondas sonoras se comprimen como un muelle produciendo una distancia entre crestas muy pequeña (disminuye la longitud de onda). Como hemos dicho, cuando sucede esto, la frecuencia aumenta y el sonido se percibe más agudo.
  • La fuente de sonido se aleja del receptor: cuando el coche se aleja, las ondas sonoras se alargan (seguid pensando en un muelle), produciendo longitudes de ondas grandes, frecuencias pequeñas y por lo tanto sonidos más graves.

Espero que os haya resultado una explicación amena y sencilla.
 

5. REFERENCIAS

  • Baker,  J. (2009). 50 cosas que  hay que saber sobre física. Barcelona: Editorial Ariel
  • Soledad, E. (2010)La química y la teoría atómica. Química general (licenciatura y grado en química “UNED”), 15
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