Doppler

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Ya es Agosto. El primer sábado del mes y aquí estoy. Tumbado buscando entre la cantidad de cosas que me gustaría contar que han ocurrido este año en Ciencia que son interesantes. Pero ninguna me convence. Quiero contar algo que sea sencillo y que se pueda experimentar en casa en una tarde de verano.  Y Manolo, el editor del periódico, esperando por mi columna. Ahora entiendo a los escritores y esa fobia que tienen al papel en blanco. De repente pasa un coche. Se oye perfectamente como se acerca. Cada vez más alto y más claro el sonido que produce. Pasa al lado de mi ventana y se aleja, cambiando ligeramente el sonido del motor y del rozamiento de las ruedas contra el asfalto. ¡Eureka! ¡Ya está! ¡Por fin he encontrado el tema que buscaba! ¿Saben a qué me refiero?

efecto dopplerSí, justo, voy a contar algo sobre el efecto Doppler. Como lo experimentamos todos los días, no somos muy conscientes del mismo. Los aficionados a la Fórmula 1 seguro que sí lo aprecian más. Ese sonido característico de los bólidos cuando se acercan, un poco agudo, que se  vuelve más ronco una vez que han pasado y se alejan. Lo que ocurre es que un vehículo como los coches de Fórmula 1 emite un sonido característico generado por las vibraciones de la carrocería, del motor, etc. Estas vibraciones mueven el aire circundante, generando ondas sonoras de las cuales ya hemos hablado antes en esta columna.

Cuando el vehículo viene hacia nosotros (a una velocidad constante), las ondas generadas en un instante de tiempo determinado y las inmediatamente posteriores, tienen esencialmente la misma frecuencia. Se dirigen hacia nosotros a una velocidad de 340 metros por segundo (más o menos, ya que depende de muchos factores como la temperatura del aire. De hecho, en el agua es casi cinco veces superior). Sin embargo, como el vehículo se está moviendo, las que se emitieron más tarde están un poco más cerca de nosotros. El resultado es que la distancia entre las dos ondas generadas se ha acortado respecto a la que tendrían si el coche estuviera parado. La frecuencia, es decir, el número de vibraciones por segundo, es por tanto mayor, al ser la distancia entre ellas menor. Como consecuencia, el sonido lo escuchamos más agudo de lo que realmente es.

Si has llegado hasta aquí, ya habrás comprendido porqué al alejarse el coche de Fórmula 1 el sonido es un poco más grave, más ronco. En este caso, el coche se aleja de nosotros. Las ondas sonoras se espacian más entre sí, disminuyendo la frecuencia. Nosotros las percibimos como un sonido más grave. Estos cambios de frecuencia que ocurren en función de la velocidad del objeto es lo que llamamos efecto Doppler. Son más evidentes en el sonido, ya que las velocidades de los vehículos son comparables a las de este (un coche a 120km por hora recorre 33 metros por segundo, es decir, casi un 10% de la velocidad del sonido en el aire). Pero también ocurre con la luz. Lo que pasa es que las velocidades de coches, trenes o aviones no son suficientes para que apreciemos el cambio de color. Si nos alejáramos suficientemente rápido, nuestra tez parecería un poco más roja. Si nos acercáramos muy rápidamente, nos verían un poco más azulados de lo que somos.

Como estamos en verano, seguro que tenemos tiempo para experimentar un poco con el sonido y quizá lleguemos a observar este efecto Doppler utilizando nuestro teléfono móvil. Este laboratorio portátil que llevamos encima tiene habitualmente un micrófono bastante sensible. Hay apps gratuitas para descargar que permiten ver la distribución de frecuencias del sonido (llamado espectro). También hay aplicaciones que generan sonidos con formas características y con frecuencias que podemos ajustar. Si usas dos teléfonos, uno para medir y otro para generar, en algunos casos podrás observar en el primero como se mueve ligeramente el pico de la frecuencia característica que generas en el segundo, según lo acercas o alejas rápidamente. O quizá algo más sencillo y para lo que solo necesitas un teléfono. Comparar la frecuencia que emiten los coches que pasan a tu lado. O simplemente, el espectro del silencio. O del viento agitando las hojas de los árboles. A fin de cuentas, estamos en verano y ya toca relajarse un poco. ¡Disfruta experimentando con tu móvil!

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