Efeito Doppler

Efeito Doppler

O Efeito Doppler

Um carro patrulha está estacionado em uma rodovia, com sua sirene de 1000 Hz ligada. Se outro veículo se encontra também estacionado, seus ocupantes ouviram o som na mesma freqüência, no entanto, se estiver se aproximando da patrulha, ouviram em uma freqüência maior (som mais agudo), e, caso o veículo esteja se afastando da patrulha, seus ocupantes ouviram um som de menor freqüência (mais grave). Esta variação na freqüência relacionada com estes movimentos são exemplos do Efeito Doppler, proposto em 1842 pelo físico austríaco Christian Doppler.

Quando uma fonte sonora e seu receptor estão em movimento relativo entre si, ocorre uma alteração aparente na freqüência da onda recebida a qual denomina-se freqüência Doppler. Suponhamos que uma fonte A emite 1000 ondas por segundo. Um observador O perceberá a passagem de 1000 ondas a cada segundo. Entretanto, se o observador se move na direção da fonte A, o número de ondas que ele encontra a cada segundo aumenta proporcionalmente à sua velocidade e a freqüência aparente (freqüência Doppler) será dada pela equação abaixo:

Onde: é a freqüência aparente, é a freqüência da fonte, é a velocidade do som no meio em questão e é a velocidade do observador. O sinal indica os dois casos possíveis, isto é, aproximação (+) e afastamento (-), demonstrando que a freqüência percebida será, evidentemente, mais alta para aproximação e mais baixa para afastamento.

A figura 1ilustra o efeito Doppler para o caso em que o observador se aproxima da fonte.

Figura 1

Também ocorrerá efeito Doppler caso a fonte esteja em movimento e não o observador. Neste caso a freqüência Doppler será dada pela equação:

, onde é a velocidade da fonte.

Neste caso, teremos o sinal (-) para aproximação e sinal (+) para afastamento. A figura 2 ilustra a situação.

Figura 2

O efeito Doppler estende-se não somente às ondas sonoras, mas também a todas as ondas do espectro eletromagnético, incluindo microondas, ondas de rádio, raios-X, luz visível etc.

Fontes:

Fundamentos da Física Vol 2, Halliday e Resnick.

http://www.eca.usp.br/prof/iazzetta/tutor/acustica/doppler/doppler.html

http://www.fisica-potierj.pro.br/poligrafos/doppler.htm

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