EL EFECTO DOPPLER

Todos hemos sido testigos del cambio de altura de un sonido cuando la fuente que lo emite se acerca o se aleja: el motor de un  carro, el pito de una locomotora, el paso de un avión en vuelo bajo, entre otros ejemplos. Cuando el origen de las ondas se desplaza en un sentido causa que el ancho de banda de la onda se acorte en la dirección hacia adonde se esta moviendo y se alargue en el sentido contrario. De esta manera el tono del sonido cambia haciéndose mas alto en la dirección hacia donde el origen de la onda se acerca y de tono bajo hacia adonde se aleja

Christian Doppler, profesor de matemáticas en Praga, en 1948 postuló que la luz al viajar en forma ondulatoria también debía manifestar el fenómeno que ahora se conoce como Efecto Doppler en su honor. En este caso la variación de la amplitud de las ondas se detecta por cambios de color, de esta manera, cuando la fuente de luz se acerca a un observador se torna de color azul, corrimiento al azul (blueshift) por un ancho de banda mas corto y cuando se aleja se torna de color rojo, corrimiento al rojo (redshift) por un ancho de banda mas largo.

En astronomía el efecto Doppler tiene una importancia capital puesto que es mediante su uso que se puede calcular la dirección y la velocidad a la que se mueve un objeto celeste lejano. 

Para realizar estas mediciones el objeto debe estar en el mismo plano del observador, si el objeto tiene un movimiento tangencial o perpendicular no se producirá efecto Doppler o su medición no será exacta. Una vez tomado el espectro del sujeto en estudio se compara con el del material conocido en reposo, así se puede determinar hacia adonde hay corrimiento de las líneas espectrales y de acuerdo a la magnitud del cambio, determinar la velocidad que poseen con respecto al observador.

La fórmula de Doppler relaciona la velocidad radial de un objeto astronómico (la velocidad en la línea de visión) con el corrimiento de sus líneas espectrales. 

∆λ/λ0 = v/c

• λ: Longitud de onda de línea espectral observada
• λ₀: Longitud de onda de línea espectral de un objeto en reposo
• ∆λ: Cambio en longitud de onda en reposo y observada
• v: Velocidad medida a lo largo de la línea de visión
• c: Velocidad de la Luz

Ej.: Si la Longitud de onda observada en el laboratorio para el Hα es de 656.285 nm Pero el observado en Vega es de 656.255 la diferencia es 

∆λ= λ - λ₀= 656.255 - 656.285 = -0.030 nm

El resultado negativo indica que la luz de Vega tiene longitudes de onda mas corta (corrimiento al azul), al utilizar la formula Doppler:

v= c(∆λ/λ₀) = 3x10⁵ Km.(-0.030 nm/656.285 nm) = -13-7 Km./s

El signo menos indica que vega se acerca a la tierra con una velocidad de 13.7 Km./seg.