Efecto Doppler
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Efecto Doppler. Debe su nombre a, Christian Doppler, que fue quien dió origen a la idea en 1842. Es el aumento o disminución de la frecuencia de una onda sonora cuando la fuente que la produce y la persona que la capta se alejan la una de la otra o se aproximan la una a la otra.
Sumario
Explicación del fenómeno
El efecto doppler fue descubierto en 1842 por Christian Johan Doppler es un efecto de la física ondulatoria que ocurre cuando una fuente en movimiento emite ondas.
El pensaba que las ondas de sonido podrían acercarse entre sí, si la fuente del sonido se movía en dirección al receptor, de igual manera las ondas se alejarían, si la fuente del sonido se alejaba del receptor.
Ejemplo típico
Cuando un tren está en movimiento, sopla su silbato. A medida que pasa, puede escucharse un cambio de tonalidad en el silbato. Esto sucede igualmente con las sirenas de los autos de policía y con los autos de carrera. Piensa en las ondas de sonido como pulsaciones que se emiten a intervalos regulares.
Imagina que cada vez que caminas, emites una pulsación. Cada pulsación frente a tí representa un paso más que te acerca, mientras que, si estuvieses parado sin moverte, cada pulsación detrás tuyo, representaría un paso que te aleja. En otra palabras, la frecuencia de las pulsaciones frente a tí es mayor de lo normal y, la frecuencia de las pulsaciones detrás tuyo, es menor de lo normal.
Ejemplos cotidianos
Un observador que esté situado delante de la fuente observará como la frecuencia de las ondas es mayor que la realmente emitida, mientras que un observador situado detrás de la fuente observará una mayor distancia entre los frentes de onda y por lo tanto una menor frecuencia. Alguna vez al escuchar el sonido de una sirena de un vehículo; se recuerda cómo va cambiando el sonido a medida que el móvil se acerca, y especialmente el cambio del tono, en el momento que acaba de pasar. Quienes viajan en el coche no observa este cambio.
Confirmación de la teoría
En junio de 1845 un meteorólogo de Utrech, Christoph H.D.Ballot, confirmó el principio de Dopplert durante el trayecto en tren de Utrecht a Ámsterdam, para ello utilizó una locomotora para realizar sus observaciones. Colocó un grupo de músicos en un ferrocarril y les indicó que tocaran la misma nota musical mientras que otro grupo de músicos, en la estación del tren, registraba la nota musical que oían mientras el tren se acercaba y alejaba de ellos sucesivamente. Una idea engorrosa, pero brillante. Es curioso que el ejemplo clásico para ilustrar el efecto Doppler es el silbato de una locomotora en movimiento acercándose y luego alejándose de un observador inmóvil; el no tuvo en cuenta este hecho en su experimento.
Luego el físico francés Armand Hippolyte L. Fizeau en el año de 1848, determinó que los cuerpos celestes que se acercan hacia la Tierrason vistos de color azul y los que se alejan se ven de color rojo. Esto, en términos generales, significa que las ondas de luz, cuando se aproximan hacia el observador se dirigen hacia el extremo ultravioleta del espectro y cuando se alejan, se aproximan hacia el extremo infrarrojo del espectro, es decir, que sus ondas, al igual que las sonoras, se vuelven más altas cuando se aproximan y más bajas cuando se distancian.
Aplicación en la práctica
Sus ideas originales fueron el germen de otras que tendrían que desarrollarse más tarde. Así, su principio se empleó en medicina en el siglo XX. Lo hizo de la mano de otro principio de acústica, el ultrasonido.
El examen de los ultrasonidos es muy conocido en la actualidad. Su uso durante el embarazo es prácticamente universal dado que es inócuo y muy fiable.
La técnica del Doppler está basada en un aparato que emite ultrasonidos (sonidos cuya frecuencia es superior a los 20.000 Hz, es decir, que están por encima del límite de audición humana). Cuando se sitúa un objeto frente al aparato, los ultrasonidos chocan contra la estructura objeto de estudio y regresan al aparato, donde un ordenador los interpreta y transforma cada ultrasonido en un punto luminoso. Esta operación repetida millones de veces, da lugar a millones de puntos luminosos que, en conjunto, forman una imagen. Los ultrasonidos avanzan, pues, según los principios de las ondas mecánicas, es decir, sufren fenómenos de atenuación, dispersión y reflexión ("rebote") dependiendo de las propiedades físicas de las estructuras que encuentran a su paso.
Se considera que una de las primeras publicaciones sobre el empleo de ultrasonidos en medicina la hizo K. T. Dussite en 1942. En 1955, el escocés Ian Donald, médico que durante la Segunda Guerra Mundial trabajó para la Royal Air Force (RAF) en asuntos de radar y sonar, asociado con un técnico llamado Tom Brown, de la compañía Kelvin & Hughes de Instrumentos Científicos, empezó a trabajar en el desarrollo de los ultrasonidos. Tres años más tarde demostró la utilidad de la nueva técnica al identificar una masa ovárica en una paciente diagnosticada erróneamente de cáncer inoperable.
En 1964, Callagan y sus colaboradores aplicaron el principio de Doppler a la investigación de flujo de sangre fetal lo que permitió su estudio con detalle.
Pourcelot, de Francia, en los años sesenta contribuyó también con sus trabajos sobre el flujo de sangre logrando el desarrollo del primer equipo de Doppler para la vigilancia del sistema cardiovascular de astronautas en el espacio.
En ese periodo el pediatra y fisiólogo americano Robert F. Rushmer, investigaba instrumentos que le permitieran evaluar funciones cardiovasculares en animales sin necesidad de operar. Estaba interesado en determinar las dimensiones cardiovasculares, las presiones intravasculares y el flujo sanguíneo por medio de técnicas incruentas. Tres miembros de su equipo de técnicos, Dean Franklin, Dick Ellis y Donald Baker lograron desarrollar un “Flujómetro” multicanal de tránsito-tiempo que permitía detectar el flujo en un vaso sanguíneo por medio del Doppler al hacer incidir una onda sonora sobre los glóbulos rojos en movimiento dentro del vaso y luego recoger la señal de eco devuelta por esas mismas células.
En el año de 1965, la primera aplicación comercial de la tecnología Doppler recibió el nombre de Doptone, un dispositivo que permitía la auscultación del latido fetal.
Fuente
- Hatheway, Becca. El Efecto Doppler. Publicado: 11 de junio de 2010. Consultado: 30 de septiembre de 2012.
