Intro Doppler

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Una introducción al efecto Doppler. Interesante la deducción de la fórmula

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Intro Doppler

  1. 1. Introducción al efecto Doppler Joaquín Sevilla Moróder Departamento Ingeniería Eléctrica y Electrónica Universidad Pública de Navarra Spt 2009
  2. 2. Índice <ul><li>El efecto Doppler (y Doppler) </li></ul><ul><ul><li>Idea general </li></ul></ul><ul><ul><li>La barrera del sonido </li></ul></ul><ul><ul><li>J.C. Doppler </li></ul></ul><ul><ul><li>Aplicaciones </li></ul></ul>
  3. 3. Interacción de las ondas sonoras con la materia Y Doppler
  4. 4. El efecto Doppler Si un observador se mueve con respecto al foco productor de ondas, la velocidad con que las observa propagarse no coincide con la velocidad intrínseca de propagación de las ondas, sino que está influenciada por la velocidad a la que se mueve el observador. Al ser distinta la velocidad de propagación observada, también lo será la frecuencia
  5. 5. Efecto Doppler
  6. 6. Índice <ul><li>El efecto Doppler (y Doppler) </li></ul><ul><ul><li>Idea general </li></ul></ul><ul><ul><li>La barrera del sonido </li></ul></ul><ul><ul><li>J.C. Doppler </li></ul></ul><ul><ul><li>Aplicaciones </li></ul></ul>
  7. 7. Efecto Doppler Vs = 0 Vs < C (Match 0,7) Vs > C (Match 1,4) 1,01 2,45
  8. 8. La barrera del sonido Frentes de ondas de choque En el momento exacto de pasar la barrera se puede sondensar vapor de agua
  9. 9. Índice <ul><li>El efecto Doppler (y Doppler) </li></ul><ul><ul><li>Idea general </li></ul></ul><ul><ul><li>La barrera del sonido </li></ul></ul><ul><ul><li>J.C. Doppler </li></ul></ul><ul><ul><li>Aplicaciones </li></ul></ul>
  10. 10. J. C. Doppler Johann Christian Doppler (1803-1853) Su experimento duro dos días y para ello contrató a un grupo de trompetistas que ubicó abordo de un tren de carga al que hacia desplazar a diferentes velocidades, acercándose o alejándose de otro grupo de refinados músicos vieneses cuyo trabajo consistía en registrar los tonos de la notas musicales producidas por los trompetistas. Este experimento probó eficazmente lo que Doppler había imaginado. Lo publicó en 1842 Fizeau extendió adecuadamente el efecto a las ondas luminosas. Ocurre en todo tipo de ondas
  11. 11. Deducción del desplazamiento Doppler d t = 0 Instante inicial. El emisor emite un máximo de la onda. Hay un emisor y un observador que se mueven con velocidades respectivas v e y v 0
  12. 12. Deducción del desplazamiento Doppler d V e P V 0 P t = 0 t = P Instante inicial. El emisor emite un máximo de la onda. Tras un período (del emisor) se emite un segundo máximo Hay un emisor y un observador que se mueven con velocidades respectivas v e y v 0
  13. 13. Deducción del desplazamiento Doppler d V e P V 0 P V e t V 0 t V s (t-0) t = 0 t = P t = t Instante inicial. El emisor emite un máximo de la onda. Tras un período (del emisor) se emite un segundo máximo Hay un emisor y un observador que se mueven con velocidades respectivas v e y v 0 En el instante t el observador recibe el primer máximo emitido
  14. 14. Deducción del desplazamiento Doppler d V e P V 0 P V e t V 0 t V 0 t’ V e t’ V s (t-0) V s (t’-P) t = 0 t = P t = t t = t’ Instante inicial. El emisor emite un máximo de la onda. Tras un período (del emisor) se emite un segundo máximo Hay un emisor y un observador que se mueven con velocidades respectivas v e y v 0 En el instante t el observador recibe el primer máximo emitido En el instante t’ el observador recibe el segundo máximo emitido (t’-t)=P’ período en recepción
  15. 15. Deducción del desplazamiento Doppler d V e P V 0 P V e t V 0 t V 0 t’ V e t’ V s (t-0) V s (t’-P) t = 0 t = P t = t t = t’ V s (t-0) = d + V 0 t
  16. 16. Deducción del desplazamiento Doppler d V e P V 0 P V 0 t’ V e t’ V s (t’-P) t = 0 t = P t = t t = t’ V s (t’-P) = d - V e P + V 0 t’ V e P d
  17. 17. Deducción del desplazamiento Doppler V s (t’-P) = d - V e P + V 0 t’ V s (t-0) = d + V 0 t V s t’- V s P = t (V s – V 0 ) - V e P + V 0 t’ V s t’ - V s P = t (V s – V 0 ) - V e P + V 0 t’ t’ (V s - V 0 ) - t (V s – V 0 ) = P (V s – V e ) (t’ – t) (V s - V 0 ) = P (V s – V e ) P’ (V s - V 0 ) = P (V s – V e ) Dado que la frecuencia es el inverso del período f (V s - V 0 ) = f ’ (V s – V e ) d = t (V s – V 0 ) V s (t’-P) = t (V s – V 0 ) - V e P + V 0 t’
  18. 18. Deducción del desplazamiento Doppler f (V s - V 0 ) = f ’ (V s – V e ) <ul><li>Es curioso notar que el resultado no es el mismo si quien se mueve es el emisor o si es el receptor (u observador). </li></ul><ul><li>Los signos de las velocidades son los necesarios para que se cumpla la observación fenomenológica: si emisor y receptor se acercan la frecuencia se percibe más aguda y viceversa </li></ul>
  19. 19. Índice <ul><li>El efecto Doppler (y Doppler) </li></ul><ul><ul><li>Idea general </li></ul></ul><ul><ul><li>La barrera del sonido </li></ul></ul><ul><ul><li>J.C. Doppler </li></ul></ul><ul><ul><li>Aplicaciones </li></ul></ul>
  20. 20. Efecto Doppler: aplicaciones 1.       En Astronomía se utiliza para observar y medir los movimientos de estrellas. De su utilización resultó la teoría de expansión del universo. 2.       Utilizando ondas electromagnéticas se construyen radares Doppler para uso en Servicios Meteorológicos, para el seguimiento de tornados y huracanes. 3.       La Policía de transito utiliza los Radares Doppler para detectar excesos de velocidad de automovilistas. 4.       El uso de instrumentos Doppler en la industria para la medición de fluidos. 5.       En aplicaciones médicas, como ya es conocido, se aplica en sistemas de diagnóstico por ultrasonidos para la evaluación de velocidades de flujos sanguíneos.
  21. 21. Radar Doppler meteorológico. Indica las posiciones de las tormentas

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