El efecto Doppler se trata de una de los fenómenos más fundamentales y utilizados en astronomía, entre otras aplicaciones. Se trata de una herramienta exquisita que nos permite descubrir y medir con precisión diversos aspectos y parámetros relacionados con el universo. Veamos pues, de qué se trata el efecto Doppler.
Para entender el concepto de una forma sencilla y representativa vamos a utilizar el ejemplo del silbato de un tren. El caso es que actualmente no resulta de una experiencia tan cotidiana como nos gustaría, ya que el ferrocarril no es un medio tan común como lo era hace unas décadas. De todas formas, describe a la perfección el hecho que nos proponemos analizar.
Lo primero de todo, dispongámonos a descubrir cuál es el objeto de estudio que nos interesa, es decir, veamos cuál es ese efecto del que hablamos y en qué consiste. De acuerdo, si alguna vez ha viajado o va a tener la posibilidad de viajar en este medio de transporte, podrá experimentar que el sonido del silbato de un tren es más agudo cuando este se aproxima que cuando se encuentra quieto frente a nosotros, y más grave cuando este se aleja. Este es el fenómeno que estudió el físico austriaco Christian Andreas Doppler, al cual se debe su nombre. En general, diremos que este efecto consiste en la variación de frecuencia de una onda debido al estado de movimiento de la fuente que la produce con respecto al observador concreto.
Ahora bien, ¿de qué explicación disponemos? ¿Qué significa y a qué se debe esa variación de la frecuencia de la que hablamos? Bien, para responder a estas preguntas debemos entender a grandes rasgos cómo funciona el sonido. En primera instancia, vamos a concluir que el sonido consiste en compresiones sucesivas del aire producidas por una onda mecánica. Dicho esto, la distancia entre una compresión y la siguiente correspondería con la longitud de onda del sonido. Como longitud y frecuencia son inversamente proporcionales, a mayor longitud de onda, menor será la frecuencia, y a menor longitud, más alta será la frecuencia.
Vaaaale, si hemos entendido estos conceptos básicos, lo que nos queda es combinar esta información con el movimiento de la fuente, es decir, del tren. Veamos qué ocurre.
Empecemos poniendo el caso de un tren en reposo. El sonido de su silbato producirá zonas de compresión sucesivas, y separadas por una longitud de onda constante. Perfecto, ahora pensemos que el tren se encuentra en movimiento y se acerca a un pasajero situado en la estación. Si seguimos con nuestro planteamiento como hasta ahora, podremos deducir que lo que ocurrirá es que el tren se moverá en dirección de las zonas de compresión producidas por el sonido del silbato. Lo que esto produce es que las compresiones se sucederán con una distancia menor que si el tren estuviera en reposo. En otras palabras, las zonas de compresión se producirán de manera que estén más apretadas. En conclusión, en el caso de que el tren se esté acercando al observador, la longitud de onda del sonido emitido será menor, y como consecuencia la frecuencia aumentará. El resultado es que se produce un sonido más agudo.
Propongamos entonces el caso contrario, el tren se aleja del pasajero esperando en la estación. En este caso, el tren no gana terreno a las compresiones como ocurría anteriormente, sino que se aleja de ellas. En definitiva, la distancia que separa las sucesivas zonas de compresión estará ahora aumentando, disminuyendo pues la frecuencia. Lo que experimentaríamos en este supuesto es un sonido más grave que si el tren estuviese quieto.
Así mismo, es fácil concluir que este efecto se verá acentuado cuanto mayor sea la velocidad de la fuente, en nuestro ejemplo, la velocidad del tren.
Resumiendo, cuando el tren se acerca, las ondas se suceden con mayor frecuencia y escuchamos un sonido agudo, mientras que cuando este se aleja, mayor será la separación de las ondas y por tanto, menor será la frecuencia, escuchando entonces un sonido grave.
¿Cuáles son las aplicaciones? Muchísimas, sin lugar a dudas, tan solo basta decir que el conocimiento de este efecto nos permite, sin más información que la variación de frecuencia debida al movimiento, saber si un cuerpo se aleja o acerca a nosotros y con la velocidad que lo hace. El resto cae a cuenta de su imaginación. Próximamente trataremos precisamente el tema de la utilización y las aplicaciones del efecto Doppler, más concretamente en el campo de la astronomía. Si te ha gustado y deseas apoyar al blog, puedes seguirme por redes sociales o hacer una suscripción vía email. Nos vemos en la siguiente y atrévete a comprender el Universo.