Efeito Doppler

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O efeito Doppler é uma característica observada nas ondas quando emitidas ou refletidas por um objeto que está em movimento com relação ao observador. Foi-lhe atribuído esse nome em homenagem a Johann Christian Andreas Doppler, que o descreveu teoricamente pela primeira vez em 1842. A primeira comprovação foi obtida pelo cientista alemão Christoph B. Ballot, em 1845, em um experimento com ondas sonoras.

Em ondas eletromagnéticas, esse mesmo fenômeno foi descoberto de maneira independente, em 1848, pelo francês Hippolyte Fizeau. Por esse motivo, o efeito Doppler também é chamado efeito Doppler-Fizeau.
Ilustração das ondas sonoras emitidas de um objecto em movimento.
Ilustração das ondas sonoras emitidas de um objecto em movimento.

Características

O comprimento de onda observado é maior ou menor conforme sua fonte se afaste ou se aproxime do observador.

No caso de aproximação, a freqüência aparente da onda recebida pelo observador fica maior que a freqüência emitida. Ao contrário, no caso de afastamento, a freqüência aparente diminui.

Um exemplo típico é o caso de uma ambulância com sirene ligada que passe por um observador. Ao se aproximar, o som é mais agudo e ao se afastar, o som é mais grave. De modo análogo, ao trafegar em uma estrada, o ruído do motor de um automóvel que vem em sentido contrário apresenta-se mais agudo equanto ele se aproxima, e mais grave a partir do momento em que se afasta (após cruzar com o observador).

Nas ondas luminosas este fenómeno é observável quando a fonte e o observador se afastam ou se aproximam com grande velocidade relativa. Neste caso, o espectro da luz recebida apresenta desvio para o vermelho (quando se afastam) e desvio para o violeta (quando se aproximam).

Medição de velocidades

* O efeito Doppler permite a medição da velocidade de objectos através da reflexão de ondas emitidas pelo próprio equipamento de medição, que podem ser radares, baseados em radiofreqüência, ou lasers, que utilizam freqüências luminosas.

Muito utilizado para medir a velocidade de automóveis, aviões, bolas de tênis e qualquer outro objeto que cause reflexão, como, na Mecânica dos fluidos e na Hidráulica, em partículas sólidas dentro de um fluido em escoamento.

* Em astronomia, permite a medição da velocidade relativa das estrelas e outros objetos celestes luminosos em relação à Terra. Essas medições permitiram aos astrónomos concluir que o universo está em expansão, pois quanto maior a distância desses objetos, maior o desvio para o vermelho observado.

* Na medicina, um ecocardiograma utiliza este efeito para medir a direção e velocidade do fluxo sanguíneo ou do tecido cardíaco.

* O efeito Doppler é de extrema importância quando se está comunicando a partir de objetos em rápido movimento, como no caso dos satélites.


<-fim da parte da wikipedia->


agora por mim:

EFEITO DOPPLER
É a alteração na frequência aparente de uma onda devido ao movimento relativo entre fonte e observador.
desculpem-me o desenho tosco
<)))) ->v v'<- \o/
fonte em movimento observador
dedução básica da equação para calculo de frequência aparente para ondas mecânicas

observador em repouso e fonte em movimento

a figura da wikipedia lá em cima mostra uma fonte em movimento para a esquerda
Seja a fonte com um comprimento de onda L e frequência ƒ e com velocidade v e velocidade da onda V => V=L.ƒ(não sei escrever "lambda" nem "ni" sem ser no matlab, ou no matcad ou no wolfram)
imagine agora um observador parado a esquerda(aproximação) ou direita (afastamento) da figura, este receberá a onda como se fosse com um comprimento de onda L' mas com mesma velocidade
L'=(V+v)/ƒ
logo ƒ'=V/L'=V/[(V+v)/ƒ]=ƒ.[V/(V+v)] com sinal de v v>0 para afastamento e v<0 para aproximação

observador em movimento e fonte em repouso

agora com a fonte(V=L.ƒ) parada e o observador com velocidade Vo o observador percebe a onda com comprimento L mas com uma velocidade V'
V'=V+Vo
ƒ'=V'/L=(V+Vo)/L=(V+Vo)/(V/ƒ)=ƒ(V+Vo)/V com o sinal de Vo Vo>0 para aproximação e Vo<0

"* O efeito Doppler permite a medição da velocidade de objectos através da reflexão de ondas emitidas pelo próprio equipamento de medição, que podem ser radares, baseados em radiofreqüência, ou lasers, que utilizam freqüências luminosas.

Muito utilizado para medir a velocidade de automóveis, aviões, bolas de tênis e qualquer outro objeto que cause reflexão, como, na Mecânica dos fluidos e na Hidráulica, em partículas sólidas dentro de um fluido em escoamento."
nesses casos as velocidades relativas são muito menores q a velocidade da luz
esses medidores funcionam enviando uma onda de frequência definida ƒ q atinge o móvel com uma frequência ƒ' e volta para o receptor do aparelho com frequência ƒ''=ƒ'(1±µ/c)/[1-(µ/c)²]^½=ƒ(1±µ/c)²/[1-(µ/c)²] que aproximadamente ƒ''=ƒ(1±µ/c)²
sendo q o que deseja-se descobrir é o µ então teremos µ = c.{±[1-(ƒ''/ƒ)]}^½

"* Em astronomia, permite a medição da velocidade relativa das estrelas e outros objetos celestes luminosos em relação à Terra. Essas medições permitiram aos astrónomos concluir que o universo está em expansão, pois quanto maior a distância desses objetos, maior o desvio para o vermelho observado."
opa, tem erro ai(ou pelo menos uma ambigüidade). Não é quanto maior a distância, é quanto maior a velocidade de afastamento maior o desvio para o vermelho, por isso foi possível descobrir que o Universo está em expansão. caso estivesse se aproximando o desvio seria para o azul, o que explica a piada de Nerd 005, o asteróide está na direção da Terra.


me empolguei. algum dia escrevo sobre cones de mach