El efecto doppler

El efecto doppler es una de las curiosidades del mundo físico que más me gusta. Tiene que ver con la longitud de onda emitida por un cuerpo en movimiento. Lo más curioso es que Christian Doppler lo detectó en relación con la luz en 1842, pero poco después fue aplicado también al sonido. En realidad, puede descubrirse en todo tipo de ondas.

El efecto doppler sirve en astrofísica para saber si una estrella se está alejando o acercando, según la luz que emita, roja o azul (corrimiento al rojo o al azul). Es algo que no se puede observar a simple vista, pero sí con espectómetros. Si la estrella o galaxia emite un espectro rojo, es que se está alejando; si el espectro es azul, entonces se acerca. De este modo, Edwin Hubble descubrió que el universo se está expandiendo (o al menos el universo visible).

En lo que se refiere a las ondas sonoras, el ejemplo más conocido es el del sonido emitido por una fuente  emisora que se acerca a nosotros, por ejemplo un tren, que nos parece agudo. Pero, nada más pasar el tren junto a nosotros y alejarse, el sonido pasa a ser grave. La explicación tiene que ver con la velocidad de las ondas del sonido y con el movimiento de la propia fuente del sonido (por ejemplo el tren).

En este gráfico lo puedes ver para que resulte intuitivamente más sencillo:

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Aquí el tren (rectángulo rojo) se acerca a nosotros (rectángulo azul).
Como ves, las ondas de sonido (los círculos rojos) nos llegan
con muy poca separación entre ellas, comprimidas, lo que nos da la sensación de sonido agudo.


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En este caso, el tren ya nos ha dejado atrás, y ahora las ondas nos
llegan muy separadas unas de otras, lo que nos trasmite una sensación de sonido grave.

Pero no se trata de que suene más alto o más bajo. Obviamente, a medida que se acerca el tren lo oimos mejor y a medida que se aleja lo oimos peor. No se trata de eso, sino de la variación de la longitud de onda, que a simple vista (o a simple escucha) se detecta como un paso de un tono más agudo a uno más grave.

De hecho, lo que sucede es que la percepción del tono del sonido debido al movimiento de la fuente o al del observador (o al de ambos) hace que se perciba otro sonido que el que se percibe si la propia fuente está en reposo o en movimiento uniforme (y nosotros también junto a ella o dentro de ella, como cuando viajamos en un tren).

Años después de que Doppler hablara de este efecto, en Holanda se hizo un curioso experimento. Un grupo de trompetistas subieron en un tren descubierto y empezaron a tocar. En un andén del recorrido se situaron unos cuantos músicos con oído absoluto, capaces de distinguir cualquier nota con sólo escucharla. Y, en efecto, confirmaron que el efecto doppler se producía. Hace no mucho vi una fotografía de un experimento posterior con una orquesta de jazz en el metro de Nueva York, pero no la he encontrado. Muchos músicos han utilizado el efecto doppler en sus composiciones, especialmente en el jazz.

En el caso del viaje en bicicleta en Irlanda, del que hablo en Un viaje a Ahakista, la cosa se complicaba porque yo iba en bicicleta y había coches que venían desde atrás y desde el frente, por lo que hay que tener en cuenta el movimiento de la fuente que emite el sonido, el del observador (u oyente) y, además, el sentido del movimiento de ambos: acercarse a un coche que viene en sentido contrario no es lo mismo que ver cómo se aleja uno que venía en el mismo sentido y nos ha adelantado. Además, recuerdo que era un día tormentoso, por lo quey podían influir otros factores en la extraña sensación que tuve y que todavía recuerdo, mientras intentaba mantenerme en la carretera y al mismo tiempo ir experimentando con mis oídos.

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Dos buenas explicaciones del efecto doppler en galaxias o estrellas:

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Una entrada sobre mis experiencias doppler en Irlanda: El efecto doppler en bicicleta

[Publicado por primera vez en  julio/agosto de 2006]

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