Guía de uso - Relatividad Especial - Relatividad General - Visión histórica - Multimedia
RELATIVIDAD ESPECIALCHARLA I - CHARLA II - SECCIONES - ANEXOS
ANEXO 5: Efecto Doppler
Conocimientos previos:
Concepto de tono agudo y grave. Concepto de onda y frecuencia (aunque se
puede usar el texto para introducir estos conceptos).
Objetivos:
Que los alumnos conozcan ejemplos de la vida cotidiana del Efecto Doppler.
Que los alumnos conozcan el término espectro y líneas espectrales.
Que los alumnos conozcan el uso del Efecto Doppler en la astronomía.
¿Has oído pasar algún tren (o ambulancia)? ¿Has notado que el tono del pitido cambia según se acerca o se aleja? Cuando el tren se acerca, notamos un tono más agudo. Cuando se aleja, el tono se vuelve más grave. ¿Por qué se produce este cambio en el tono?
Imagen
superior: cuando
el tren se acerca, las ondas de sonido emitidas se comprimen
hacia el observador. Los
intervalos entre las ondas disminuyen, produciendo un aumento en
la frecuencia del sonido. Cuando
el tren se aleja, las ondas nos llegan más espaciadas, disminuyendo
la frecuencia del sonido.
Imagen inferior: cuando el observador está en el tren o se desplaza a su misma velocidad, el Efecto Doppler no se experimenta.
¿Qué hay de la luz? También le pasará lo mismo? En el siglo XIX, el matemático y físico Christian Doppler propuso que, como la luz también se propaga de forma ondulatoria, también debía manifestar este efecto, al cual se llamó Efecto Doppler, en su honor.
El conocimiento de este fenómeno ha sido fundamental en la investigación astronómica, pues ha permitido idear un método para medir la velocidad de muchos objetos celestes a partir de las emisiones luminosas de sus elementos químicos.
La luz está compuesta de colores. A la descomposición de la luz en sus colores le llamamos espectro. Cuando los astrónomos observan un objeto celeste, aparecen sobre su espectro rayas luminosas u oscuras que identificamos con la presencia de un determinado elemento químico.
Espectro del Sol: Sobre
el continuo del espectro (colores en los que se ha descompuesto
la luz blanca del Sol) cada elemento químico muestra una serie
de líneas características; a esas líneas las llamamos "líneas
espectrales".
En
la parte inferior, vemos a la izquierda el espectro del Sol y a la
derecha una huella dactilar. Los espectros sirven para identificar
los elementos
químicos de los astros, al igual que las huellas dactilares,
sirven para identificar a las personas.
Si tenemos el espectro de un objeto y volvemos a medir su espectro cuando está en movimiento, podemos comparar ambos espectros. Si el objeto se aleja de nosotros, veremos un corrimiento de las líneas espectrales hacia el rojo, y si se acerca, el corrimiento será hacia el azul.
En
la parte inferior de la animación tenemos el espectro del objeto
que estamos observando. Si el objeto se aleja de nosotros, veremos un corrimiento
de las líneas espectrales hacia el rojo, y si se acerca, el corrimiento
será hacia el azul.