Efecto Doppler, Sheldon Cooper y radares de carretera

Sonido

El sonido es una onda, una onda de presión que se propaga por el aire (o cualquier otro medio pero no por el vacío). En sonido, al igual que el resto de ondas, se caracteriza por su frecuencia que a su vez se relaciona con el tono . Por ejemplo, la bocina de un tren tiene un tono muy agudo o, lo que es lo mismo, una frecuencia alta. Ahora hablemos del efecto Doppler, imaginaos que estáis en el andén de una estación y pasa un tren a toda mecha justo delante nuestro. Es decir:

¿Lo habéis oido?, ¿ese cambio en el tono de la bocina de agudo a grave? ¡Eso es el efecto Doppler! ¿Por qué sucede esto? Pensemos que estamos en un lago tirando piedras al agua, una por segundo. Cada vez que la piedra cae al agua se generan unas ondas y si contamos cuantas ondas nos llegan a la orilla, contará una por segundo como es lógico. Sin embargo, ahora imaginemos que estamos jugando a skipping stones (o cabrilla, o hacer la rana, o hacer sapito, o jugar a hacer rebotar piedras sobre el agua, en mi pueblo lo llaman hacer sopas pero no sé como lo llamaréis en el vuestro) y que la piedra toca el agua una vez por segundo, ahora cuando contemos las ondas que nos llegan a la orilla veremos que hay más de un segundo entre una y otra, es decir, la frecuencia de llegada de ondas ha disminuido. Pues es lo mismo con el sonido, si la fuente del sonido se mueve alejandose de ti cada vez que genera una onda (el término técnico sería frente de ondas), ésta tiene que recorrer un poquito más de espacio haciendo que llegue un poco más tarde y por tando disminuyendo su frecuencia. Si traducimos ésto al ejemplo del tren tenemos que si la fuente se acerca a ti oirás el sonido más agudo (frecuencia más alta) y  viceversa, si se aleja lo oirás más grave (frecuencia mas baja).

Luz

La cosa es que esto no se aplica sólo al sonido o a las ondas de agua, sino a todo tipos de ondas entre ellas la luz. Así como con el sonido la frecuencia se relacionaba con el tono, en la luz la frecuencia se relaciona con el color, por ejemplo el color violeta/azul viene de ondas electromagnéticas de frecuencia alta y el rojo de frecuencia baja y el resto de colores del arcoiris están entre medio. Ésto quiere decir que si vas en moto muy rápido puedes ver verde un semáforo que está en rojo (aunque tendrías que ir MUY rápido, ¡casi a la velocidad de la luz!).

Aplicaciones

Pues muy bien, bonita anécdota pero ¿y ésto para que narices sirve? preguntaréis. Paradójicamente ésto que os acabo de contar puede parecer una simple curiosidad pero la realidad es que tiene una importancia impresionante y se utiliza en multitud de situciones. Por ejemplo, una aplicación que todos seguramente conozcamos (desafortunadamente) son los radares de carretera: lo que hacen es lanzar una onda contra tu coche y recibirla cuando tu coche la refleja, dependiendo de la velocidad a la que fuese tu coche la frecuencia de la onda habrá cambiado más o menos y así es como saben si te pasas de la velocidad límite. Por otro lado es mediante efecto Doppler que sabemos que el universo está en expansión: cuando miramos a cualquier galaxia un poco lejana vemos que todas las ondas que recibimos son más rojas (tienen menos frecuencia) de lo que deberían ser y esto quiere decir que esa galaxia se está alejando. Y puesto que da igual en que dirección miremos todas las galaxias se alejan pues deducimos que es el universo que se está expandiendo. Y hay muchas otras aplicaciones, yo mismo lo utilizo a diario en el laboratorio para enfriar átomos pero eso ya es otra historia..