Efecto Doppler

Efecto Doppler

1. Este es

   • llamado así por el físico austríaco Christian Andreas Doppler, es el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador.1

2. Su descubrimiento

   • 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). El científico neerlandés Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot investigó esta hipótesis en 1845 para el caso de ondas sonoras y confirmó que el tono de un sonido emitido por ondas

3. Generalidades

   • con respecto al medio son inferiores a la velocidad de las ondas en el propio medio, la relación entre la frecuencia observada f y la frecuencia emitida f viene dada por:6

4. Situsónica y supersónicaación estacionaria, subsónica,

   • Una fuente de audio fija produce ondas de sonido a una frecuencia constante f, y los frentes de onda se propagan de forma simétrica alejándose de la fuente a una velocidad constante
   • La misma fuente de sonido está irradiando ondas de sonido a una frecuencia constante en el mismo medio. Sin embargo, ahora la fuente de sonido se mueve con una velocidad de υs = 0.7 c (Mach 0,7).
   • Ahora la fuente se está moviendo a la velocidad del sonido en el medio (υs = c, (es decir, a Mach 1). Los frentes de onda enfrente de la fuente están ahora todos acumulados en el mismo punto.
   • La fuente de sonido ya ha superado la velocidad del sonido en el medio, y se desplaza a 1,4 c (Mach 1.4). Puesto que la fuente se está moviendo más rápido que las ondas de sonido que crea, lo que realmente hace es dirigir el frente de ondas a medida que avanza.

5. Casos

   • Foco en reposo y observador en movimiento
     • Si el foco emisor de ondas está en reposo, la frecuencia aparente o frecuencia percibida por un receptor en movimiento aumentará cuando el receptor se aproxime al foco y disminuirá cuando se aleje según la expresión:
   • Fuente en movimiento y receptor en reposo
     • Si la fuente se aleja respecto a nosotros, cada pulso nos llega desde más lejos que el anterior, por lo que la longitud de onda aumentará de esta forma:
   • Casos de que los dos están en movimiento (fuente y observador)
     • Si la fuente y el receptor están en movimiento con relación al medio, el efecto Doppler resultara de la combinación de los dos casos anteriores (1 y 2) Podemos realizar el cálculo de dos formas sencillas:
       • EJEMPLOS
         • supongamos de nuevo el medio es el aire y la velocidad del sonido es 340 m/s. La fuente emite una frecuencia de 440 Hz y se mueve hacia un observador en reposo con una velocidad de 30 m/s. La frecuencia de la señal que mide el receptor es
           • Fo=f’=340340-30=440Hz=482.5Hz
             • Esta frecuencia no coincide con la que se obtuvo en el apartado anterior para el caso de un observador que se acerca hacia la fuente estacionaria a esta misma velocidad.
         • Un tren se desplaza a 100km/h su locomotora emite un sonido de 75Hz de frecuencia. Calcula la frecuencia del sonido que percibira un observador que viaja a 50km/h y se acerca
           • f= 75· (340 +13,9)/(340-27,8)= 85 Hz tienes que pasar los km/h a m/s y si se alejara a la misma velocidad? f= 75· (340 -13,9)/(340+27,8)= 66,5 Hz
         • OTROS INVESTIGADORES

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