El efecto Doppler es el cambio de frecuencia aparente de una onda producida por un emisor en movimiento relativo respecto a un observador. Un ejemplo de esto ocurre cuando una fuente de sonido y un receptor están en movimiento relativo, la frecuencia del sonido que  escucha  el receptor no es la misma que la frecuencia original, si el emisor se acerca, se escuchara una frecuencia más alta, mientras que, si se aleja, se escuchara una frecuencia más baja.

Esta animación nos permite visualizar el efecto Doppler; notamos que para el objeto que se mueve con una velocidad menor a la del sonido (Mach 0.5), los frentes de onda, se agrupan más cercanos entre sí hacia el frente del objeto que se mueve, resultando en una frecuencia más alta, mientras que por detrás, ocurre lo opuesto

Puedes interactuar con el siguiente manipulable:

 


Si el emisor viaja tan rápido como la velocidad del sonido, se produce lo que es llamado onda de choque. En la animación (Mach 1) vemos que todos los frentes de onda se superponene en el frente del objeto que se desplaza, esto crea la onda de choque (sonic boom).

 

En la animación también se muestra un objeto que viaja con velocidad supersónica (Mach 2). En este caso, se forma un frente de ondas cónico en torno al objeto, hesto nos ayuda a visualizar como una persona en tierra escucha el sonido de un avión supersónico momentos después de que el avión pasa.

 

El Efecto Doppler tiene la siguiente fórmula para la frecuencia que percibe el receptor, según  las velocidades de la fuente y de el receptor:

Latex formula

Donde:

  • Latex formula Frecuencia según la percibe el emisor
  • c es la velocidad de las ondas
  • vr es la velocidad del receptor; positiva si el receptor se está moviendo hacia el emisor (y negativa en la dirección contraria);
  • vs es la velocidad del emisor; positiva si la fuente se aleja del receptor (y negativa en la dirección contraria).