EL EFECTO DOPPLER EN LA LUZ

 
     
 

El efecto Doppler  es una propiedad de los procesos ondulatorios causada por el movimiento relativo entre el foco emisor de las ondas y el receptor. Consiste en una variación de la frecuencia y la longitud de onda recibidas respecto de la frecuencia y la longitud de onda emitidas por la fuente. Fue propuesto por primera vez por Cristian Doppler (1803-1853) en 1842 en un trabajo llamado: "Sobre el color de la luz en estrellas binarias y otros astros".

Ueber das farbige Licht der Doppelsterne und einiger anderer Gestirne des Himmels (Trabajo de Doppler, disponible en Open Library. Se puede descargar en formato Pdf)

 

 
     
 

Ya hemos dicho que en 1848 Fizeau también descubrió, de forma independiente, el mismo fenómeno (en Francia se conoce como efecto Doppler-Fizeau).

 

 

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Para explicar el efecto Doppler hemos diseñado la animación adjunta, en la que un foco puntual emite ondas circulares de una determinada frecuencia y longitud de onda. La aplicación permite modificar la velocidad del foco y la longitud de onda emitida, comprobando el efecto que tiene sobre las ondas recibidas.

Mientras el foco emisor permanece en reposo, los frentes de onda son concéntricos alrededor de él y tienen la misma separación en todas las direcciones. En cualquier lugar, la longitud de onda y la frecuencia recibidas son iguales a las emitidas. No se produce efecto Doppler. Sin embargo, cuando el foco se desplaza va emitiendo los frentes de onda sucesivos desde diferentes posiciones. Como la velocidad de propagación de la onda es independiente de ese movimiento del foco, los frentes de onda dejan de ser concéntricos: se aprietan en el sentido hacia donde avanza el foco y se separan en el sentido desde donde se aleja dicho foco. En consecuencia, la longitud de onda recibida es mayor en las zonas que ven alejarse al emisor y es menor en las zonas que lo ven acercarse. Lo contrario le ocurre a la frecuencia.

 
     
 

Hemos visto que el espectro de luz visible por el ojo humano abarca una gama continua de colores desde el extremo rojo (mayor) hasta el azul-violeta (menor), según nos recuerda imagen situada debajo más a la izquierda.

 
     
 

   

En consecuencia, si, por ejemplo, una fuente que se está moviendo hacia la derecha, emite luz de color verde (corresponde a una longitud de onda, , que se sitúa aproximadamente en centro del espectro visible), el color de la luz que se recibe a la izquierda de dicha fuente se desplaza, por efecto Doppler, hacia el rojo y el color de la luz que se recibe a la derecha de dicha fuente se desplaza hacia el azul (figura situada más a la derecha).

 
     
 

En este documento, se deduce la ley del efecto Doppler. Si se conoce la frecuencia de la luz emitida por la fuente y la de la luz recibida por el observador, esta ley permite calcular la velocidad a la que dicha fuente se acerca o se aleja (según proceda) de dicho observador.

 
 

Debate histórico sobre la naturaleza de la luz (Volver al índice)

Departamento de Física y Química del IES "Leonardo Da Vinci"