Efeito Doppler

Quando uma fonte de som, um ouvinte, ou ambos estiverem em movimento em relação ao ar, a altura do som, percebida pelo ouvinte, não será, em geral, idêntica à quando o ouvinte estivesse em repouso. Um exemplo clássico é quando observamos um ambulância (com a sirene ligada) vindo em nosso encontro depois partindo para longe, o som quando ela estiver vindo é diferente do que ela produz quando está indo. Ou ainda para sentir o Efeito Doppler é só movimentar um celular, tocando, rapidamente ao lado do ouvido.

Sejam Vl e Vs as velocidades de um ouvinte e de uma fonte em relação ao ar. Para simplificar o estudo iremos considerar o caso em que as velocidades estão ao longo da linha que une o observador e a fonte. Como são várias as situações possíveis para este caso iremos fazer uma convenção de sinais a serem adotados. Sentido positivo quando Vl e Vs vai da posição do ouvinte para a posição da fonte. A velocidade de propagação da onda será sempre positiva.

O ouvinte L está a esquerda da fonte S. Assim o sentido positivo é da esquerda para a direita. As duas velocidades serão positivas. A circunferência externa representa a superfície da onda emitida, num tempo t = 0 s. (O fato da onda ser originada de uma fonte em movimento não altera sua velocidade, que depende apenas do meio em que está inserida.

Num intervalo de tempo entre t = 0 e t = t, o número de ondas emitidas pela fonte é dado pela multiplicação entre freqüência da fonte e do período que a onda leva para ser emitida.

Essas ondas se amontoam no intervalo de S para O enquanto no intervalo de L para S se espalham. A freqüência da onda é dado por:

sendo que é a freqüência aparente sentida pelo ouvinte.

O cientista Fizeau, fez uma das primeiras constatações da validade do efeito Doppler para ondas eletromagnéticas. As radiações emitidas pelas estrelas nos permitem identificar a distância que elas estão em relação à Terra, bem como sua constituição, dependendo da freqüência da luz emitida.

Essas constatações estão de acordo com a teoria da expansão do universo, e em virtude do chamado deslocamento do vermelho pode-se constatar o afastamento das galáxias.

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