Efecto Doppler Relativista

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Efecto Doppler Relativista

  1. 1. EFECTO DOPPLER RELATIVISTA FISICA MODERNA
  2. 2. CUENTO Efecto Doppler relativista
  3. 3. PREGUNTAS <ul><li>¿Como entiende las física clásica el Efecto Doppler? </li></ul><ul><li>¿Cuáles son las limitaciones del Efecto Doppler en la física clásica? </li></ul><ul><li>¿En que tipos de ondas se produce este efecto según la física clásica? </li></ul><ul><li>¿Cómo explica la física relativista el Efecto Doppler ? </li></ul>
  4. 4. PREGUNTAS <ul><li>¿Cómo es la naturaleza de las ondas para el efecto Doppler relativista? </li></ul><ul><li>¿Cuáles son las diferencias entre el enfoque clásico y relativista? </li></ul>
  5. 5. EFECTO DOPPLER CLASICO <ul><ul><ul><li>EJEMPLO GRAFICO </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>¿Alguna vez has visto pasar un avión sobre ti? </li></ul></ul></ul>
  6. 6. ANTECEDENTES <ul><li>Christian Andreas Doppler, propuso este efecto en 1842 en una monografía sobre el Color de la luz en estrellas binarias y otros astros. </li></ul>Hippolyte Fizeau descubrió independientemente el mismo fenómeno en el caso de ondas electromagnéticas en 1848. En 1845 Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot, lo estudio para ondas sonoras.
  7. 7. EFECTO DOPPLER CLASICO La relación entre velocidad y longitud de onda se conoce como Efecto Doppler
  8. 8. ALGEBRA DEL EFECTO DOPPLER
  9. 9. CLASIFICACION DEL EFECTO DOPPLER <ul><li>ONDAS SONORAS: </li></ul>
  10. 10. <ul><li>De la figura anterior tenemos tres casos: </li></ul><ul><li>Si A se mueve hacia una fuente B que se encuentra en reposo. Tenemos las siguientes relaciones: </li></ul><ul><li>Donde: v o : velocidad de A </li></ul><ul><li> v : velocidad del sonido emitido por B </li></ul><ul><li> f : frecuencia </li></ul><ul><li> λ : longitud de onda </li></ul>
  11. 11. <ul><li>A se aleja de la fuente B: </li></ul>:
  12. 12. <ul><li>Fuente B en movimiento y A en reposo: </li></ul><ul><li>(-) al acercarse y (+) al alejarse </li></ul><ul><li>Ambos en movimiento: </li></ul>
  13. 13. <ul><li>ONDAS MECÁNICAS: </li></ul><ul><li>Supongamos que en el centro de un estanque hay un bicho moviendo sus patas periódicamente. Sí las ondas se originan en un punto, se moverán desde ese punto en todas direcciones. Finalmente, un observador en el punto A observaría la llegada de las perturbaciones con la misma frecuencia que otro B. </li></ul>
  14. 14. <ul><li>El bicho está moviéndose hacia la derecha a lo largo del estanque, así cada perturbación se origina en una posición más cercana a B y más lejana a A. El efecto neto del movimiento del bicho (fuente de las ondas) es que el observador hacia el cual se dirige observe una frecuencia mayor y el observador del cual se aleja perciba una frecuencia menor. </li></ul>
  15. 15. EFECTO DOPPLER RELATIVISTA <ul><li>Es el cambio observado en la frecuencia de la luz procedente de una fuente en movimiento relativo con respecto al observador. </li></ul><ul><ul><ul><li>EJEMPLO GRAFICO </li></ul></ul></ul>
  16. 16. CUMPLIENDO CON LOS POSTULADOS DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL <ul><li>La figura nos muestra el caso en que la nave esta en movimiento y la estrella en reposo. </li></ul>
  17. 17. <ul><li>La figura nos ilustra, en el caso en que la nave está en reposo y la estrella en movimiento. </li></ul>
  18. 18. EFECTO DOPPLER PARA FUENTES DE LUZ
  19. 19. EFECTO DOPPLER PARA FUENTES DE LUZ <ul><li>Mov. relativo de ALEJAMIENTO </li></ul><ul><li>Mov. relativo de ACERCAMIENTO </li></ul><ul><li>En ambos casos la fuente esta en movimiento relativo con respecto al observador. </li></ul>
  20. 20. CLASIFICACIÓN: ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS <ul><li>Es de naturaleza ondulatoria y su estudio resulta complejo en virtud de que intervienen tres actores: la fuente de ondas, la onda que se propaga y el observador. </li></ul>
  21. 21. <ul><li>La frecuencia medida por la fuente está en movimiento sería: </li></ul>EFECTO DOPPLER OBLICUO
  22. 22. <ul><li>Cuando receptor es el que se mueve hacia la fuente la frecuencia sería: </li></ul>
  23. 23. ABERRACIÓN DE LA LUZ <ul><li>Como vimos en las diapositivas anteriores las fórmulas mencionadas no son iguales, lo cual contradice al primer postulado de la relatividad. </li></ul><ul><li>Así la fórmula para corregir este error es: </li></ul>El ángulo difiere según quien lo observe.
  24. 24. EFECTO DOPPLER TRANSVERSAL Se denomina así al cambio de frecuencia de una onda que ocurre cuando la fuente de ondas se mueve en dirección transversal a la recta que une la fuente y el observador.
  25. 25. <ul><li>Se llama así al cambio de frecuencia de una onda que ocurre cuando la fuente de ondas se mueve en dirección longitudinal a la recta que une la fuente y el observador. </li></ul>EFECTO DOPPLER LONGITUDINAL
  26. 26. CUADRO COMPARATIVO: EFECTO DOPPLER CLASICO Y RELATIVISTA <ul><li>La diferencia está en que nada puede viajar a mayor velocidad que la luz. </li></ul>
  27. 27. COMPARACIÓN GRÁFICA
  28. 28. APLICACIONES
  29. 29. PARADOJA DE LOS GEMELOS
  30. 30. CORRIMIENTO AL ROJO Y AL AZUL
  31. 31. GRACIAS

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