Efecto Doppler, un efecto de distorsión de las ondas

¿Alguna vez os habéis preguntado porque una sirena de un coche de policía se escucha diferente cuando ves venir al coche que cuando lo ves irse?

La respuesta a eso nos la da el denominado efecto Doppler. La primera vez que se observo este fenómeno fue por el físico austriaco Christian Andreas Doppler, en el año 1842 notó como el tono del silbido de una locomotora se hacía más agudo al acercarse y más grave cuando se alejaba. Posteriormente el físico francés Armand Hippolyte Louis Fizeau descubrió un fenómeno análogo en las ondas electromagnéticas , de ahí que al efecto Doppler también se le conozca como efecto Doppler-Fizeau.

Para entender que es el efecto Doppler primero debemos conocer como funcionan algunos principios básicos de la física y del sonido.

Primero vamos a explicar brevemente que es el sonido y como funciona. El sonido es un fenómeno en el cual intervienen las ondas de presión, generalmente a través de un fluido que genera el movimiento vibratorio de un cuerpo. Cabe aclarar que no todo el sonido es audible y que el sonido audible consta de ondas sonoras y ondas acústicas que son producidas debido a las oscilaciones de presión de aire y son convertidas en ondas mecánicas en el oído para ser percibidas posteriormente en el cerebro. El sonido funciona como cualquier onda mecánica y precisa de un medio para poder desplazarse.

El efecto Doppler no es sólo aplicable al sonido sino que también se puede aplicar a otro tipo de ondas pero los humanos solo podemos ver reflejado el efecto en la realidad en las ondas sonoras. El efecto Doppler es el cambio de frecuencia de una onda producida por el movimiento relativo de la fuente en relación a la persona que la observa. Aclaremos este efecto con un ejemplo sencillo de una fuente en movimiento y un observador en reposo. Imaginemos que por la derecha se acerca una ambulancia con la sirena , mientras que la ambulancia se acerca a nosotros se percibe el tono de la sirena más aguda debido a que la frecuencia de onda aumenta y conforme la ambulancia nos rebasa y se aleja de nosotros el tono de la sirena será más grave debido a que la frecuencia de onda disminuye.

Esto ocurre ya que las ondas aparentan comenzar a juntarse al mismo tiempo que el coche se dirige hacia una dirección como se puede observar en la imagen de arriba.

El efecto Doppler también es aplicable a la astronomía ya que la luz de las estrellas sigue los mismos principios que cualquier otra onda . En este caso, se puede aplicar el efecto Doppler para saber si una estrella se aleja o se acerca a nosotros.

Este mismo efecto es una de las pruebas importantes para la expansión del universo, gracias al corrimiento al rojo que presenta la luz de las estrellas distantes a la Tierra, aquellas externas a nuestra galaxia que presentan más desplazamiento hacia dicho color, lo cual indica que se están alejando de nosotros.

La explicación para esto es la misma que para el caso del sonido. Las ondas lumínicas se distancian unas de otras cuando el objeto emisor se mueve alejándose del receptor, provocando así un aumento de la longitud de onda, que traduciéndolo a la luz en el espectro visible supone una coloración más rojiza. En caso contrario se produciría un cambio de color hacia el violeta, con las ondas compactándose si un objeto luminiscente se aproximase a gran velocidad.

Por tanto, podemos ver que las aplicaciones del efecto Doppler son importantes, y pueden llevarnos a conclusiones fundamentales para la física moderna, además de otras tantas aplicaciones prácticas. De modo que, la próxima vez que escuchemos el curioso efecto sonoro de una sirena pasando a gran velocidad, entenderemos un poco más todo lo que implica este suceso.

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