El Efecto Dopppler

Estoy segura de que habéis estado cientos de veces parados en un paso de peatones esperando a que el semáforo cambiase su tonalidad, cuando de repente una ambulancia ha pasado velozmente a vuestro lado. Si congeláis el momento en vuestra cabeza y prestáis especial atención a los sonidos, aparecerán dos tipos de percepción sonora para un mismo sonido, la sirena de la ambulancia, estáis participando de un Efecto Doppler. 

Este efecto sonoro se basa en la variación de la frecuencia de una onda producida por un objeto que se encuentra en movimiento (ambulancia)  respecto de un receptor estático (peatón) y hace que que percibamos como agudo un sonido que se encuentra cerca y como grave cuando se aleja de nosotros.

¿Cuáles son los principios básicos en los que se basa este efecto?

Sónido es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas del movimiento vibratorio de un cuerpo. Es importante señalar que la velocidad en que las ondas viajen depende del medio en el que lo hagan, siendo el valor para el aire de 331.5 m/s.

Para entender bien este efecto es necesario conocer dos conceptos previos que se dan en la idea de onda:

- Longitud de Onda, λ: es la distancia real recorrida por la onda. Gráficamente podriamos decir que es la distancia entre dos máximo o dos mínimos consecutivos. La longitud de onda del sónido, en el intervalo en que los seres humanos pueden escuchar, oscila entre -2 cm y 17 metros.

- Frecuencia de Onda, f: Número de máximos que pasan por un punto determinado en un segundo. Si la velocidad de propagación es constante, la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia. Una longitud de onda más larga corresponde a una frecuencia más baja, mientras que una longitud más corta lo hará con una frecuencia más alta.

¿Cómo se aplican estos principios al Efecto Doppler?

Mientras el foco emisor permanece en reposo, los frentes de onda son concéntricos a su alrededor y la separación es la misma en todas las direcciones, ya que en cualquier punto la longitud de onda y la frecuencia recibidas son iguales a las emitidas. En este caso no se produciría Efecto Doppler.

Sin embargo, cuando el foco se desplaza va emitiendo frentes de onda sucesivos desde diferentes posiciones. Como la velocidad de propagación de la onda es independiente de ese movimiento del foco, los frentes de onda dejan de ser concéntricos, se masifican en el sentido hacia donde avanza el foco y se separan en el sentido desde donde se aleja. Mientras que la longitud de onda recibida es mayor en las zonas que se alejan al emisor y menor en las que se acercan, la frecuencia es justo al contrario.

Si aplicamos esto a nuestro ejemplo, cuando la fuente de sonido (ambulancia) se acerca al receptor estático (peatón) las ondas sonoras se comprimen, la longitud de onda se hace menor, la frecuencia aumenta y el sonido se percibe más agudo. Mientras que cuando la fuente de sonido (ambulancia) se aleja al receptor estático (peaton) las ondas sonoras se alargan, la longitud de onda se hace mayor, la frecuencia disminuye y el sonido se percibe más grave. 

Seguro que si a partir de ahora prestáis más atención a la percepción de los sonidos emitidos por objetos en movimiento os daréis cuenta que el Efecto Doppler se encuentra en nuestra rutina diaria más de lo que imaginamos. Por dar varios ejemplos típicos, podriamos hablar del silbato de un tren aproximándose cuando estamos esperando en la vía o el sonido de los automóviles en las pistas de carreras.

Nos vemos en la próxima entrada, hasta entonces... ¡¡¡¡¡ DISFRUTEN DE LA CIENCIA !!!!!