Portal de Sonido

La física teórica tiene muchos conceptos difíciles de entender, pero la mayoría de las veces estos conceptos son más fáciles de comprender cuando nos ocurren en la vida cotidiana. Uno de estos ejemplos, es el Efecto Doppler, llamado así por el austriaco Christian Andreas Doppler en 1842. Este efecto consiste en el aparente cambio de la frecuencia del sonido de una fuente sonora producto del movimiento relativo de esa fuente respecto a un observador fijo. Algunos de los ejemplos típicos tienen que ver con astronomía, medicina, acústica submarina, mediciones de vibraciones, temperatura, perfiles de velocidad, radares, comunicación de satélites, entres otras, pero quizás el ejemplo más común que podemos observar en la vida cotidiana es uno relacionado con una sirena. Más de alguna vez nos hemos preguntado qué ocurre cuando oímos pasar una ambulancia con una sirena y percibimos que cambia su entonación o frecuencia antes, durante y después que pasa cerca de donde estamos escuchándola.

Lo primero que hay que comprender, es que una determinada frecuencia en Hertz tiene asociada una determinada velocidad del sonido que depende del medio en que se propaga la onda sonora, por ejemplo, el aire. Además, cada frecuencia requiere una determinada distancia en metros para que exista al menos una onda para esa frecuencia específica. Las frecuencias más bajas o graves, requieren de una longitud en metros mayor que una frecuencia aguda para poder conformar al menos un ciclo de la onda. La distancia en metros que hay entre un punto cualquiera de la onda, hasta que se vuelve a repetir el ciclo en el mismo punto, se conoce como longitud de onda (λ) y se mide en metros.

Longitud de onda de una onda sinusoidal

La explicación simple del Efecto Doppler, consiste en que si un objeto esta en movimiento (ej. una sirena de ambulancia) respecto a un receptor fijo (persona escuchando en un punto fijo) se produce una variación de las longitudes de onda que emite el objeto en movimiento producto del roce con él aire. Las ondas que van adelante del objeto en movimiento son levemente comprimidas (se reduce su longitud de onda por efecto del movimiento y resistencia del aire), lo que genera un sonido más agudo que el real ya que hay una deformación de las ondas. Por otra parte, las que van atrás del objeto en movimiento son menos comprimidas (longitud de onda más grande que la que se tiene adelante), por ende un sonido más grave. En conclusión, aunque la ambulancia vaya a una velocidad muy pequeña respecto a la velocidad del sonido (velocidad del sonido 1238 Km/H aprox.), percibiremos que la sirena emite un sonido más agudo cuando se acerca al observador, acercándose a la frecuencia real (en reposo) y gradualmente va siendo más grave a medida que se aleja del observador.

Animación del Efecto Doppler (imagen:wikipedia)

Este tipo de fenómenos ocurren cotidianamente, y muchas veces no conocemos su nombre, ni por qué ocurren, es por eso que ha sido incluido en una serie de televisión estadounidense que basa su guión en este tipo de temas, llamada The Big Bang Theory en que su personaje principal Sheldon Cooper se disfraza de Efecto Doppler, haciendo alusión a la variación de la densidad de ondas que ocurre con este fenómeno.

Sheldon Cooper (Personaje) se difraza de Efecto Doppler en The Big Bang Theory.

Tarde o temprano, todo fenómeno tiene una explicación lógica, es sólo cosa de observar y buscar ccómo explicarlo con herramientas matemáticas, visuales u otras, pero con palabras simples. Así como dijo el gran filosofo griego Aristóteles “Piensa como piensan los sabios, mas habla como habla la gente sencilla”.