Dacă sunteți fan al The Big Bang Theory și nu pierdeți un episod, vă puteți aminti când Sheldon s-a îmbrăcat în Efectul Doppler pentru a participa la o petrecere de costume găzduită de Penny. Nerdul a încercat chiar să explice blondei ce a însemnat ținuta, spunând că este „o schimbare aparentă a frecvenței unei valuri provocată de mișcarea relativă între sursa de undă și observator”, dar, ai primit explicația?

Sursa imaginii: Redare / Quo.es

Acest efect curios a fost descris pentru prima dată de fizicianul austriac Christian Johann Doppler - de unde și numele fenomenului - și este legat de modul în care un observator staționar percepe frecvența unui sunet emis de o sursă în mișcare. După cum știți, undele sonore sunt produse de vibrația unui corp, iar tonul unui sunet particular depinde de câte ori vibrează corpul pe secundă.

Astfel, cu cât vibrația este mai rapidă, cu atât sunetul va fi mai puternic sau mai tare. În schimb, cu cât vibrația este mai lentă, cu atât sunetul va fi mai mic (sau mai mic). Cu toate acestea, pentru a înțelege efectul Doppler, este de asemenea necesar să înțelegem cum se comportă undele atunci când sursa emitentă este în mișcare.

Astfel, atunci când un obiect care emite unde sonore este static, propagarea se produce simetric, îndepărtându-se de sursă la o viteză constantă și fără variații vizibile în frecvența sunetului.

Sursa imaginii: Reproducere / Daniel A. Russell

Cu toate acestea, atunci când obiectul care emite unde sonore circulă într-o anumită direcție, acesta comprimă aerul direct în fața ta. În acest fel, undele sonore emise de un corp în mișcare se acumulează în fața obiectului, ceea ce face ca frecvența sunetului să fie percepută ca fiind mai mare în față decât în ​​spate.

Sursa imaginii: Reproducere / Daniel A. Russell

Ambulâââââaaaaaa ...

Acum imaginați-vă că o ambulanță se apropie de voi. Pe măsură ce vehiculul se apropie, percepem sunetul sirenei ca fiind mai tare. Cu toate acestea, la scurt timp după ce ambulanța a trecut, tonul devine mai grav și mai scăzut. Același lucru este valabil și în cazul mașinilor care trec pe lângă noi, scoțându-le coarnele. Acesta este efectul Doppler!

Astfel, pe măsură ce ambulanța se apropie de un „ascultător”, undele sonore devin mai comprimate în fața vehiculului, determinând creșterea frecvenței sonore a sirenei. Și pe măsură ce ambulanța trece pe lângă observator, undele sonore se răspândesc, determinând ascultătorul să observe o scădere a frecvenței sirenei. Urmăriți videoclipul de mai jos, produs de Robert Krampf, pentru a înțelege mai bine acest fenomen:

Aeronave supersonice

Dar ce se întâmplă când sursa de sunet circulă cu viteze apropiate de cea a sunetului, la 340 de metri pe secundă? Gândiți-vă, de exemplu, la un plan supersonic. Valurile vor fi concentrate în nasul aeronavei, în același punct, formând o barieră de presiune care poate chiar distruge avionul.

Sursa imaginii: Reproducere / Daniel A. Russell

Odată ce obiectul traversează bariera sonoră - sau viteza supersonică - în interiorul aeronavei, nimic altceva nu va fi auzit, deoarece undele vor fi lăsate în urmă. Nici măcar în interiorul cabinei nu va fi posibil să auziți zgomotul aerului sau al motoarelor, doar zgomotele normale făcute de echipaj, întrucât sunetul vocilor pilotului nu este afectat de viteza avionului.

Cu toate acestea, un observator staționar va observa un accident puternic, în timp ce avionul traversează această barieră de presiune, concentrată în nasul aeronavei. Această manevră este interzisă în apropierea orașelor și clădirilor, deoarece provoacă o undă puternică de șoc care poate sparge sticla și poate provoca pagube structurale minore în clădiri.

Sursa imaginii: Reproducere / Daniel A. Russell

Curiozități despre efectul Doppler

Dar dacă credeți că Efectul Doppler este doar pentru a explica modul în care sirenele ambulante devin mai puțin enervante după ce ne trec sau pentru a ne transforma în costume amuzante, ne pare rău să vă anunțăm că vă înșelați! Verificați:

• Există radare meteorologice care se bazează pe efectul Doppler pentru a prognoza vremea prin măsurarea undelor electromagnetice;
• Astronomii se bazează pe acest fenomen pentru ca, după ce au observat abaterea în frecvența luminii, să descopere noi planete și stele binare și chiar să măsoare viteza altor corpuri cerești din cosmos;
• Ecocardiogramele combină ecografia și efectul Doppler pentru a permite cardiologilor să vizualizeze structurile inimii.