La primera prueba del efecto Doppler

Todos hemo oído hablar alguna vez del efecto Doppler y lo hemos experimentado en multitud de ocasiones, ya sea al oír un tren que pasa pitando por una vía, el claxon de un coche por la calle, etc. pero, ¿alguna vez te has preguntado cómo se demostró por primera vez, a principios del s. XIX, cuando todos los instrumentos que hoy tenemos para medirlo no existían?

Una pista: hay trenes y trompetistas 😉

Empecemos por el principio. El sonido viaja a una determinada velocidad por el aire. Esta velocidad depende de múltiples factores (temperatura, humedad, presión, etc.), pero dentro de eso es fija, no podemos acelerar o frenar el sonido.

 Si un objeto se acerca a nosotros a mucha velocidad, las ondas sonoras se juntarán más por delante de él y se separarán por la parte trasera, tal y como se puede ver en la figura.

El pitch, o la nota a la que suena un sonido, depende de la frecuencia de estas ondas sonoras. Cuanto más juntas estén, más aguda será la nota que oiremos. Dado que las ondas se juntan por delante del objeto en movimiento, éstas sonarán más agudas que por su parte de atrás, donde están más separadas y producirán por tanto una nota más grave. Según el objeto pasa por delante de nosotros, oiremos todo el rango de notas, desde las más agudas a las más graves.

Christian Doppler (1803-1853)

Pero ahora vámonos a 1842, cuando no eran muchos los objetos capaces de moverse a una velocidad lo suficientemente grande como para que una persona pudiese apreciar el efecto del cambio de la frecuencia. En esta época, el matemático austriaco Christian Doppler postuló que este cambio de frecuencia podía ser algo más que una mera curiosidad, y que se podía utilizar para medir el movimiento de cualquier objeto.

Unos años después, en 1845, Christophe Ballot, un meteorólogo holandés, realizó una demostración pública para demostrarlo. Para ello utilizó una línea de ferrocarril que pasaba por delante de su casa, y consiguió que el tren llevase un vagón abierto en el que colocó a unos cuantos trompetistas. Al mismo tiempo, también dispuso otros trompetistas en el andén de la estación. Tras afinar correctamente los instrumentos, todos los músicos tocaron exactamente la misma nota mientras el tren circulaba por la estación a la vertiginosa velocidad de unos 65km/h.

Aunque todos los músicos estaban tocando la misma nota, a medida que el tren se acercaba, el sonido de las trompetas que iban sobre él parecía tener una nota más aguda, que se volvió más grave cuando el tren pasó de largo. Todos los asistentes a la demostración pudieron observar el efecto y así se reconoció finalmente una de las herramientas más útiles de la física.

Unos años más tarde, el físico francés Armand Hippolyte Louis Fizeau, generalizó el trabajo de Doppler aplicando su teoría no sólo al sonido sino también a la luz.

Hoy en día son multitud las aplicaciones del efecto Doppler. Se utiliza para realizar predicciones meteorológicas, en los sistemas de radar y sonar, para medir el movimiento de las estrellas (es parte esencial de la teoría del Big Bang), para el diagnóstico de enfermedades cardiovasculares, y cómo no, para medir la velocidad de los coches en las carreteras.

Vía io9.com

Imágenes: Wikimedia Commons

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