¿Qué es el efecto Doppler?

Existe un movimiento relativo entre la fuente de sonido y el observador; cuando la fuente de sonido se aleja del observador, la longitud de onda de la onda de sonido aumenta y el tono disminuye cuando la fuente de sonido se acerca al observador; La longitud de onda de la onda sonora disminuye y el tono aumenta. El cambio de tono está relacionado con la relación entre la velocidad relativa entre la fuente de sonido y el observador y la velocidad del sonido. Cuanto mayor sea la relación, más evidente será el cambio, que es el efecto Doppler.

El nombre efecto Doppler puede confundir a muchas personas, pero en realidad es un fenómeno que vemos a menudo en nuestra vida diaria. Cuando una fuente de sonido se acerca a nosotros, el sonido que escuchamos se vuelve cada vez más alto; por el contrario, cuando la fuente de sonido se aleja de nosotros, el sonido que escuchamos se vuelve cada vez más bajo; Es fácil entender este fenómeno cuando piensas en los constantes gritos de una ambulancia o un coche de policía.

Pero algo tan simple despertó el interés del físico Doppler, quien propuso su propia teoría al respecto. Además, los lectores que se han sometido a exámenes físicos deben estar familiarizados con las máquinas de ultrasonido en color. De hecho, el principio de aplicación del ultrasonido en color es también el efecto Doppler. Por tanto, el efecto Doppler está muy relacionado con nuestra vida.

Aplicaciones del efecto Doppler en la vida

Velocímetro de radar

Los velocímetros de radar que comprueban la velocidad de los vehículos a motor también utilizan este efecto Doppler. La policía de tránsito emite ondas electromagnéticas de frecuencia conocida, generalmente infrarrojas, a los vehículos en movimiento y mide la frecuencia de las ondas reflejadas. Basándose en el cambio de frecuencia de la onda reflejada, se puede conocer la velocidad del vehículo. Los coches de policía equipados con velocímetros Doppler a veces se detienen al costado de las carreteras, toman una fotografía del número de placa del vehículo mientras miden su velocidad e imprimen automáticamente la velocidad medida en la foto.

La aplicación del efecto Doppler en medicina

En la práctica clínica, la aplicación del efecto Doppler está cada vez más extendida. En los últimos años, los instrumentos Doppler de pulso ultrasónico se han desarrollado rápidamente. Cuando la fuente de sonido o la interfaz reflectante se mueve, como cuando los glóbulos rojos fluyen a través de los grandes vasos sanguíneos del corazón, la frecuencia del sonido difundido por su superficie cambia. cambio de frecuencia, se puede conocer el flujo sanguíneo. Si los glóbulos rojos se mueven hacia la sonda, según el principio Doppler, la frecuencia del sonido reflejado aumenta; si los glóbulos rojos se alejan de la sonda, la frecuencia del sonido reflejado disminuye;

El médico emite ondas de ultrasonido de frecuencia conocida en el cuerpo. Las ondas de ultrasonido son reflejadas por el flujo sanguíneo en los vasos sanguíneos y luego recibidas por el instrumento que mide el cambio en la frecuencia de la onda reflejada. aprender la velocidad del flujo sanguíneo. (Este método a menudo se denomina "ultrasonido en color" y se puede utilizar para examinar lesiones en el corazón, el cerebro y los vasos sanguíneos del fondo de ojo.

Aplicación del Doppler color cardíaco: cuando el corazón mira en dirección a la persona , la frecuencia aumenta, el tono se vuelve agudo; cuando el corazón se aleja de la persona, la frecuencia disminuye y el tono se vuelve áspero. Este fenómeno de cambio de frecuencia es causado por el efecto Doppler cardíaco que aplica este principio. están integrados en uno, que representan cambios sutiles en el flujo sanguíneo cardíaco, lo que lo convierte en el equipo de diagnóstico por ultrasonido más avanzado del mundo.

El Doppler color cardíaco es una de las tecnologías importantes para el examen no invasivo de enfermedades cardíacas. Es indoloro y no dañino para los pacientes, fácil de realizar exámenes repetidos, tiene imágenes claras, alta precisión diagnóstica y es fácil de popularizar y promover. Se ha convertido en una herramienta de diagnóstico indispensable para la medicina clínica moderna y es una herramienta importante para el diagnóstico del corazón. Enfermedades, especialmente cardiopatías congénitas. Un método eficaz. Se ha convertido en una herramienta de diagnóstico indispensable en la medicina clínica moderna.

3. en constante movimiento (Midiendo la frecuencia de las ondas de luz emitidas por ciertos elementos en el planeta y luego comparándolas con las frecuencias de las ondas de luz emitidas por estos elementos cuando están estacionarios en la Tierra, se puede calcular la velocidad a la que viaja el planeta. se acerca o se aleja de nosotros En la década de 1920, el astrónomo estadounidense Sliver Mientras estudiaba la frecuencia de las ondas de luz emitidas por ciertos elementos en la Tierra, el astrónomo Slipher descubrió por primera vez el fenómeno del corrimiento al rojo en el espectro cuando estudiaba el espectro emitido por la distante Nebulosa Cirrus. , y se dio cuenta de que la Nebulosa Cirrus se alejaba rápidamente de la Tierra.

En 1929, Hubble resumió la famosa ley de Hubble basándose en el corrimiento espectral al rojo: la velocidad de movimiento v de una galaxia es proporcional a su distancia r. desde la Tierra, es decir, v=Hr, H es la constante de Hubble.

Basándose en la ley de Hubble y en mediciones posteriores del corrimiento al rojo de más objetos, se pensó que el universo se había estado expandiendo y que la densidad de la materia había ido disminuyendo durante largos períodos de tiempo. De ello se deduce que la estructura del universo no existía antes de cierto momento y sólo podía ser producto de la evolución.

Por ello, en 1948, G. Gamow y sus colegas propusieron el modelo del universo del Big Bang. El modelo del Big Bang ha sido ampliamente aceptado desde la década de 1960 y los astrónomos lo llaman el "modelo estándar" del universo.

El efecto Doppler-Fisher permite estudiar el movimiento de los cuerpos celestes a cualquier distancia de la Tierra analizando el espectro de la luz recibida. En 1868, el astrónomo británico W. Huggins utilizó este método para medir la velocidad aparente de Sirio, es decir, la velocidad con la que el objeto se aleja de nosotros, y obtuvo un valor de 46 km/s.