Döppler

El efecto Döppler consiste en el cambio de frecuencia de una onda, cuando la fuente o el receptor de la onda se encuentra en movimiento. Es característico de este efecto que cuando una onda de sonido se mueve a velocidades importantes, la frecuencia de los sonidos que emite se perciben diferentes (más agudo al acercarse el emisor al observador, más grave al alejarse).


El Döppler lo manifiestan todas las ondas, incluso las electromagnéticas (como la luz, los rayos X y las ondas de radio). Para la luz el cambio de frecuencia se percibe como un cambio de color que en el caso de alejarse la fuente del observador da un tono más rojo de lo normal. Por este motivo los físicos saben que el universo se encuentra en expansión, la luz característica de las estrellas se 'corre al rojo'. Pero para que este efecto se note es necesario que la fuente se mueva a velocidades cercanas a la de la propagación de la onda (para el sonido en el aire es 340m/s, para la luz es 300000km/s). Por este motivo es imposible que nada vaya tan rápido en la Tierra como para que el Döppler se note en la luz.
La ecuación que determina la frecuencia resultante es de la forma:
f'= f.(V-Vo / V-Ve), donde f' es la frecuencia resultante, f la frecuencia emitida en reposo, V la velocidad de propagación del sonido en el aire, Vo la velocidad del observador y Ve la velocidad del emisor.

En el gráfico, A (rojo) se acerca a velocidad constante hacia B (azul) que se halla en reposo. Como se aprecia, las ondas que llegan a B tienen una mayor frecuencia (y menor longitud de onda) que las que se alejan.
Si f= 400Hz, Ve= 30m/s y Vo= 0 entonces se tiene que la frecuencia del sonido que escucha B es de 548.4Hz mientras que la que escucharía un oyente C detrás de A sería de 459.46Hz. Para determinar esto se utiliza una convención de signos que elige como sentido positivo el del avance del sonido, es decir, el sentido que va desde el emisor hasta el observador.

Pero ¿y si la velocidad del emisor fuera mayor a la de propagación del sonido? Entonces se rompería la barrera del sonido, llegando al observador todas las ondas al mismo tiempo, es decir, oiría una explosión, similar a la de un disparo o a un trueno.