Tabla de Contenidos
Efectul Doppler este modificarea frecvenței unei unde atunci când este percepută de un observator care se află în mișcare în raport cu sursa care emite unda . Acest efect se traduce printr-o creștere a frecvenței (și o scădere a lungimii de undă) pe măsură ce observatorul se apropie de sursă (sau sursa se apropie de observator) și o scădere a frecvenței pe măsură ce se îndepărtează unul de celălalt.
Putem observa acest efect în fiecare zi când observăm schimbarea înălțimii în sunetul unei mașini care se apropie de noi și apoi se îndepărtează de noi, cum ar fi într-o cursă de Formula 1. Sunetul este vizibil mai mare când mașina se apropie de noi decât atunci când trece prin față și apoi se îndepărtează.
Schimbarea de ton pe care o percepem poate fi cel mai palpabil exemplu al efectului Doppler în viața noastră de zi cu zi. Cu toate acestea, acest efect nu se aplică numai undelor sonore, ci și oricărui tip de undă, inclusiv undelor luminoase. Din acest motiv, efectul Doppler este de mare importanță în astronomie și în multe alte discipline științifice.
Formula cu efect Doppler
Efectul Doppler poate fi scris sub forma unei perechi de ecuații care raportează frecvența sau lungimea de undă observată cu cea a sursei. Aplicarea sa depinde de faptul dacă sursa undelor și observatorul se îndreaptă sau se îndepărtează unul de celălalt.
Când sursa se apropie de observator
În acest caz, ecuația sau formula de utilizat este:
În aceste ecuații, f obs reprezintă frecvența percepută de observator; f sursă este frecvența pe care o emite sursa; λ este lungimea de undă; v este viteza cu care unda se propagă în mediu, iar v sursă este viteza relativă cu care sursa se apropie de observator.
După cum se poate observa, ecuațiile prezic că frecvența percepută de observator va crește pe măsură ce crește viteza cu care se apropie sursa, în timp ce opusul se întâmplă cu lungimea de undă.
Când sursa se îndepărtează de observator
Aceste ecuații sunt echivalente cu cele anterioare, cu diferența semnului vitezei sursei:
Toate variabilele sunt aceleași ca în cazul precedent. Aceste ecuații prevăd că frecvența percepută de observator va scădea și lungimea de undă va crește pe măsură ce crește viteza cu care se retrage sursa.
redshift sau redshift
Lumina se comportă ca o undă electromagnetică care se propagă în vid cu o viteză constantă de aproximativ 300.000 km/s. Ceea ce determină culoarea luminii este lungimea de undă sau frecvența acesteia. Lumina vizibilă cu frecvență mai mare sau lungime de undă mai mică este o culoare între albastru și violet, în timp ce lumina cu lungime de undă mai mare și, prin urmare, frecvență mai mică este roșie.
Când efectul Doppler apare atunci când ne îndepărtăm de o sursă de lumină (sau când o sursă de lumină se îndepărtează de noi), percepem acea lumină cu o frecvență mai mică decât cea pe care o emite sursa. Această variație a frecvenței face ca culoarea luminii pe care o percepem să fie mai aproape de roșu decât era înainte în spectrul luminii vizibile. Din acest motiv, acest fenomen se numește deplasare sau redshift.
După cum se poate observa, deplasarea spre roșu are o mare relevanță în astronomie, deoarece cuantificarea ei ne permite să determinăm indirect viteza cu care alte corpuri cerești se îndepărtează de noi. Acest lucru se realizează prin determinarea deplasării de frecvență în liniile de absorbție atomică a luminii de la stele și nebuloase îndepărtate.
Trebuie remarcat faptul că faptul că se numește deplasare la roșu nu înseamnă că lumina în sine este roșie, ci mai degrabă că frecvența ei s-a deplasat în direcția sau sensul în care frecvența culorii roșii se găsește în spectrul electromagnetic.
Schimbarea sau schimbarea albastră
Blueshift este efectul opus al redshift-ului: se referă la creșterea frecvenței unei unde luminoase sau electromagnetice emise de o sursă care se apropie de noi.
Efectul deplasării sau trecerii la albastru este folosit, de exemplu, în vitezometrele cu pistol pe care poliția le folosește pentru a determina viteza cu care se mișcă o mașină, în special cele care funcționează cu tehnologia LIDAR (sistem de măsurare și detecție a obiectelor prin laser).
Referințe
- Juano, A. et al (sf). Efectul Doppler și trecerea la roșu și albastru . Preluat de la https://www.ucm.es/data/cont/docs/136-2015-01-27-El%20efecto%20Doppler.pdf
- Nuñez, O (sf). Efect Doppler: deplasare roșu și albastru . Recuperat de pe https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/4424/doppler-effect-shift-toward-red-and-blue-
- Serway, RA, Beichner, RJ și Jewett, JW (1999). Fizica: Pentru oameni de știință și ingineri (Seria Saunders Golden Sunburst) ( ed . a 5-a). Philadelphia, PA: Saunders College Pub.
