viernes, 16 de abril de 2010

El efecto Doppler

Si el anterior artículo finalizaba con una secuencia de la serie Big Bang Theory, éste empieza con otra secuencia de la misma serie, de la cual me he hecho un fiel seguidor:



Lo cierto es que el doctor Sheldon Cooper realiza la definición de libro totalmente correcta, ¿pero alguien ha entendido algo? Vamos a intentar explicarlo, y así de paso entender mejor el chiste.

El sonido es una onda mecánica, eso quiere decir que necesita un medio para propagarse, a diferencia de la luz, que es una onda electromagnética y no lo necesita. Así pues para poder viajar y llegar a nuestros oídos necesitará un medio, que podrá ser aire, agua, madera, etc...

Dependiendo del medio la velocidad del sonido será diferente, y también así su frecuencia puesto que está relacionada de forma directa. A mayor velocidad mayor frecuencia ( y por tanto sonido mas agudo). Así por ejemplo el sonido cuando se propaga por el aire a 20ºC tiene una velocidad de 340 m/s, mucho mayor en los líquidos (en el agua viaja a 1480 m/s) y muchísimo mayor en los sólido (en el acero sobre unos 5000 m/s). No nos ha de extrañar entonces que los indios escucharan a través del suelo sonidos que por el aire no podían apreciar.

Otro efecto curioso es el de los gases. La velocidad del sonido en los gases depende de su masa molecular, por esa razón cuando respiramos helio (que es un elemento mucho mas pequeño que el oxigeno o el nitrógeno, componentes del aire) la velocidad del sonido es mayor y se nos queda voz de pitufo.



¿Pero que es el efecto Doppler?

Imaginemos ahora que se emite un sonido y se propaga por el aire. Éste tendrá una velocidad de 340 m/s. Imaginemos ahora que el emisor del sonido se mueve y se acerca hacia nosotros, de manera que el sentido del movimiento sea el mismo el del sonido que nos llega y el movimiento del emisor del sonido. Ahora el sonido no viajará a 340 m/s, sino que se le tendrá que sumar la velocidad con la que se mueve el emisor. Al aumentar la velocidad aumentará también la frecuencia y el sonido se escuchará mas agudo. Este es el conocido efecto Doppler.

Si sucede el efecto contrario, y el emisor se aleja, la velocidad del sonido será la resta entre la velocidad del sonido en el aire y la velocidad del emisor, de este modo la velocidad disminuirá y también la frecuencia percibiendo el sonido mas grave.
Este efecto se puede explicar fácilmente con el sonido de un coche.



¿Que experimento proponemos?

El experimento consiste en hacer girar un aparato que emite un sonido. En el momento en que el aparato esté mas cerca de la cámara, el emisor se está acercando al oyente y la frecuencia aumenta, haciendo el sonido mas agudo. En el momento en que el emisor se aleja el sonido se hace mas grave, tal y como predice el señor Doppler. El experimento es del Dr. Carlson de Science Theater:



Un hecho curioso que me gustaría mencionar fue el que nos pasó en el último viaje de verano. Tuvimos la suerte de estar en Salzburgo, una preciosa ciudad de Austria, y allí pudimos encontrar la casa donde nació Christian Doppler. La ciudad le reconoce como hijo y al igual que rinde homenaje a Mozart con los famosos bombones Mozart, también rinde homenaje a Doppler con los bombones del efecto Doppler.





Al día siguiente en el viaje, hicimos la entrada en Italia y tras varias horas de autobús, entramos a Venecia por mar. Fue curioso encontrar en el primer momento en que desembarcamos y tan solo levantando la vista, un letrero.



Sergio

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