Si eres fanático de The Big Bang Theory y no te pierdes un episodio, quizás recuerdes cuando Sheldon se vistió con efecto Doppler para asistir a una fiesta de disfraces organizada por Penny. El nerd incluso trató de explicarle a la rubia lo que significaba el atuendo, diciendo que era "un cambio aparente en la frecuencia de una ola causada por el movimiento relativo entre la fuente de la ola y el observador", pero, ¿recibió la explicación?

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Este curioso efecto fue descrito por primera vez por el físico austríaco Christian Johann Doppler, de ahí el nombre del fenómeno, y está relacionado con cómo un observador estacionario percibe la frecuencia de un sonido emitido por una fuente en movimiento. Como sabes, las ondas sonoras son producidas por la vibración de un cuerpo, y el tono de un sonido particular depende de cuántas veces vibra ese cuerpo por segundo.

Por lo tanto, cuanto más rápida sea la vibración, más fuerte - o estridente - se producirá el sonido. En contraste, cuanto más lenta sea la vibración, más bajo (o más bajo) será el sonido. Sin embargo, para comprender el efecto Doppler, también es necesario comprender cómo se comportan las ondas cuando la fuente emisora ​​está en movimiento.

Por lo tanto, cuando un objeto que emite ondas sonoras es estático, la propagación ocurre simétricamente, alejándose de la fuente a una velocidad constante y sin variaciones notables en la frecuencia del sonido.

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Sin embargo, cuando el objeto que emite ondas de sonido viaja en cierta dirección, comprime el aire directamente frente a usted. De esta manera, las ondas de sonido emitidas por un cuerpo en movimiento se acumulan frente al objeto, lo que hace que la frecuencia del sonido se perciba como más alta en la parte delantera que en la parte posterior.

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Ambulâââââaaaaaa ...

Ahora imagina que se te acerca una ambulancia. A medida que el vehículo se acerca, percibimos el sonido de la sirena como más fuerte. Sin embargo, poco después de que la ambulancia haya pasado, el tono se vuelve más grave y bajo. Lo mismo es cierto para los autos que pasan por nosotros tocando la bocina. Este es el efecto Doppler!

Por lo tanto, cuando la ambulancia se acerca a un "oyente", las ondas de sonido se comprimen más en la parte delantera del vehículo, lo que aumenta la frecuencia de sonido de la sirena. Y a medida que la ambulancia pasa junto al observador, las ondas de sonido se extienden, lo que hace que el oyente note una disminución en la frecuencia de la sirena. Mire el video a continuación, producido por Robert Krampf, para comprender mejor este fenómeno:

Aviones supersónicos

Pero, ¿qué pasa cuando la fuente de sonido viaja a velocidades cercanas a la del sonido, a 340 metros por segundo? Piense, por ejemplo, en un plano supersónico. Las olas se concentrarán en la nariz del avión, en el mismo punto, formando una barrera de presión que incluso puede destruir el avión.

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Una vez que el objeto cruza la barrera del sonido, o la velocidad supersónica, dentro del avión, no se oirá nada más, ya que las olas se quedarán atrás. Ni siquiera dentro de la cabina será posible escuchar el ruido del aire o los motores, solo los ruidos normales de la tripulación, ya que el sonido de las voces del piloto no se ve afectado por la velocidad del avión.

Sin embargo, un observador estacionario notará un fuerte choque justo cuando el avión cruza esta barrera de presión, concentrada en la nariz del avión. Esta maniobra está prohibida cerca de ciudades y edificios, ya que causa una fuerte onda de choque que puede romper el vidrio y causar daños estructurales menores a los edificios.

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Curiosidades sobre el efecto Doppler

Pero si crees que el efecto Doppler es solo para explicar cómo las sirenas de las ambulancias se vuelven menos molestas después de pasarnos, o para convertirse en disfraces divertidos, ¡lamentamos decirte que te equivocas! Compruébalo:

• Hay radares meteorológicos que se basan en el efecto Doppler para pronosticar el clima mediante la medición de ondas electromagnéticas;
• Los astrónomos confían en este fenómeno para, después de observar la desviación en la frecuencia de la luz, descubrir nuevos planetas binarios y estrellas, e incluso medir la velocidad de otros cuerpos celestes en el cosmos;
• Los ecocardiogramas combinan el ultrasonido y el efecto Doppler para permitir a los cardiólogos visualizar las estructuras del corazón.