Effetto Doppler: cos'è, suono, luce e formule

L'effetto Doppler è un fenomeno fisico correlato alla variazione di frequenza percepita di un'onda in movimento rispetto a un osservatore.

Questo effetto fu studiato dal fisico austriaco Christian Doppler (1803-1853) e la scoperta prese il nome da lui. quindi, effetto doppler.

L'effetto Doppler può essere osservato in tutte le onde elettromagnetiche, come la luce, o le onde meccaniche, come il suono.

effetto Doppler
Immagine illustrativa dell'effetto Doppler a riposo (a sinistra) e in movimento (a destra)

In questo modo si percepisce l'effetto dal movimento. All'avvicinarsi della sorgente del suono o della luce, la frequenza percepita aumenta e mentre ci si allontana dall'osservatore, la frequenza diminuisce.

Formule Effetto Doppler

È importante rendersi conto che la frequenza di propagazione dell'onda non varia. La formula si riferisce alla frequenza d'onda catturata dall'osservatore.

Formula classica (suono)

Pertanto, la formula classica dell'effetto doppler utilizzata per la sua relazione con il suono è:

f con p e r c e b i d un pedice fine del pedice uguale allo spazio f con r e un l pedice fine del pedice segno di moltiplicazione numeratore parentesi sinistra v con s o m pedice fine del pedice più o meno v con b s e r v a d o r pedice fine del pedice parentesi destra su denominatore parentesi sinistra v con s o m pedice fine del pedice più o meno v con font e pedice fine del pedice fine parentesi destra della frazione
  • Quando la sorgente e l'osservatore si avvicinano: + al numeratore e - al denominatore.
  • Quando la sorgente e l'osservatore si allontanano: - al numeratore e + al denominatore.

Nel caso del suono, più facile da osservare, si può notare che il suono tende ad abbassarsi man mano che la sorgente si allontana dall'osservatore.

effetto sonoro doppler
La frequenza percepita varia a seconda del movimento in relazione agli osservatori

Formula relativistica (leggera)

Nel caso della luce, man mano che si avvicinano, la loro frequenza tende all'ultravioletto (frequenza maggiore) e man mano che si allontanano tendono all'infrarosso (frequenza inferiore). Questa variazione è osservata dagli astronomi in relazione al movimento della luce nello spazio.

L'astronomo Edwin Hubble ha osservato che le galassie vicine quando osservate mostrano uno "spostamento verso il" rosso", che dimostra che la sua luce percepita è a una frequenza più bassa (tendenza al rosso) rispetto al rilasciato.

In questo modo, ha dedotto che le altre galassie si stanno allontanando dalla nostra, il che implica che l'universo si sta espandendo. La legge di Hubble si basava sull'effetto doppler.

A differenza del suono, la luce si propaga indipendentemente da un mezzo, la sua velocità sarà sempre. La sua formula si basa solo sulla velocità relativa tra la sorgente e l'osservatore.

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