Efecto Doppler

En este artículo se explica qué es el efecto Doppler en física. Así pues, encontrarás el significado del efecto Doppler, ejemplos del efecto Doppler, su fórmula y aplicaciones reales del efecto Doppler.

¿Qué es el efecto Doppler?

El efecto Doppler es un fenómeno físico que ocurre cuando el emisor u el receptor de una onda se desplaza uno respecto del otro. En concreto, el efecto Doppler consiste en un cambio de la frecuencia aparente de la onda debido al movimiento relativo entre el emisor y el receptor.

Por ejemplo, el efecto Doppler se produce cuando una ambulancia avanza con la sirena en marcha. La ambulancia avanza emitiendo un sonido, en consecuencia, debido al efecto Doppler, la frecuencia percibida es diferente a la frecuencia de las ondas sonoras que percibiríamos si la ambulancia estuviera quieta.

Como puedes ver en la siguiente imagen, la frecuencia percibida de la onda depende de la posición del receptor respecto a la ambulancia. La ambulancia se desplaza de izquierda a derecha, de modo que la onda se comprime en este sentido. Así pues, a la izquierda de la ambulancia la frecuencia es baja y la longitud de onda alta, por tanto, se percibe un sonido grave. Mientras que a la derecha de la ambulancia la frecuencia es alta y la longitud de onda pequeña, por lo que se percibe un sonido agudo.

El efecto Doppler recibe este nombre en honor al físico austríaco Christian Andreas Doppler, quien descubrió este fenómeno en 1842. Más tarde, en 1848, el físico francés Hippolyte Fizeau descubrió independientemente el mismo fenómeno para las ondas electromagnéticas, por eso también se llama efecto Doppler-Fizeau.

Ejemplos del efecto Doppler

Ahora que ya sabemos en qué consiste el efecto Doppler, vamos a ver ejemplos de la vida cotidiana de este fenómeno físico para entender mejor el concepto.

Ejemplos del efecto Doppler:

1. El sonido de una ambulancia mientras avanza.
2. Un coche de policía que hace sonar la sirena mientras persigue a alguien.
3. Un ciclista en movimiento pasa por delante de un altavoz que emite música.
4. El ruido que emite un avión cuando se aleja de un trabajador que está en tierra.
5. Un coche que hace sonar el claxon mientras se mueve.

Fórmula del efecto Doppler

El efecto Doppler establece que la frecuencia observada es igual a la frecuencia emitida multiplicada por la suma de la velocidad real de las ondas más la velocidad del receptor partido por la velocidad real de las ondas más la velocidad del emisor.

Por lo tanto, la fórmula del efecto Doppler es f=f₀(v+v_r)/(v+v_s):

Donde:

• es la frecuencia observada.
• es la frecuencia emitida.
• es la velocidad de propagación de las ondas en el medio.
• es la velocidad del receptor. Si el receptor se mueve hacia el emisor, es positiva. Pero si el receptor mueve en sentido opuesto, es negativa.
• es la velocidad del la fuente. Si la fuente se aleja del receptor, es positiva. Pero si la fuente se acerca al receptor, es negativa.

En conclusión, la frecuencia observada aumenta cuando la fuente y el receptor se acercan entre sí, sin embargo, si la fuente y el receptor se alejan la frecuencia observada disminuye.

Aplicaciones del efecto Doppler

El efecto Doppler tiene varias aplicaciones en la ciencia, a continuación puedes ver algunas de ellas:

• Radar: el efecto Doppler se utiliza en los radares para medir la velocidad a la que se desplaza un coche. El radar está quieto y emite una onda que se refleja en el coche y vuelve al radar con una frecuencia ligeramente distinta. De este modo se puede determinar la velocidad de un coche y saber si supera el límite de velocidad.
• Astrofísica: el efecto Doppler se usa para saber si una estrella se aleja o se acerca a nosotros. La frecuencia de un rayo de luz está relacionada con el color que la percibimos, por lo tanto, si cambia el color con el que percibimos una estrella, significa que también se modifica la frecuencia percibida. Así pues, aplicando el efecto Doppler podemos averiguar si la estrella se está alejando o acercando.
• Ecoradiografías: si se emiten ultrasonidos a la sangre, los glóbulos rojos reflejan los rayos con una frecuencia ligeramente diferente según la velocidad que lleven. Así pues, gracias al efecto Doppler se puede determinar la velocidad del corriente sanguíneo y analizar si el cuerpo tiene alguna patología.