O efeito Doppler é a variação na frequência das ondas luminosas e sonoras. Neste artigo, aprenderemos as causas do efeito Doppler para observadores em movimento.
O efeito Doppler para observadores em movimento aumenta a intensidade e freqüência de ondas se a distância entre o observador e a fonte for reduzida e diminui a frequência das ondas se o observador estiver se afastando da fonte. Ocorre devido à mudança no tempo necessário para que as ondas cheguem aos ouvidos.
O efeito Doppler é usado para efeitos sonoros na orquestra, para estimar a velocidade dos corpos celestes, etc. Discutiremos ainda o fato de o efeito Doppler ser visto apenas quando os observadores estão se movendo e como o efeito varia se o observador estiver se movendo em direção e longe da fonte.
Por que o efeito doppler ocorre quando um observador está se movendo?
O efeito Doppler é experimentado apenas quando o observador está se movendo. Vamos entender a razão por trás desse efeito e entender o efeito Doppler em detalhes.
O efeito Doppler ocorre apenas quando o observador está em movimento porque há uma mudança na frequência da onda devido à atraso tempo para uma onda atingir o observador e a frequência é inversamente relacionada ao tempo. É visto se o observador está se afastando ou se aproximando da fonte, e a fonte está em movimento.
Efeito Doppler para o observador se movendo em direção à fonte
Enquanto o observador se move em direção à fonte, a frequência da onda aumenta. Vamos discutir sobre o efeito Doppler para o observador se movendo em direção à fonte.
O efeito Doppler intensifica a frequência da onda à medida que a distância entre a fonte estacionária e o observador diminui. A fórmula para calcular a frequência da onda é, fD = (v + vo)f/ v, aqui, fD é a frequência doppler, f é a frequência real, v é a frequência real velocidade e vo é a velocidade do observador.
A fórmula dada indica que a frequência Doppler para o observador se movendo em direção à fonte estacionária é proporcional à razão entre a soma das velocidades do observador e a velocidade da onda no meio para a velocidade da onda nesse meio.
Efeito Doppler para o observador se afastando da fonte
O observador se afastando da fonte aumentará a distância entre os dois. Vejamos como a distância em expansão irá gerar o efeito Doppler para o observador.
O efeito Doppler reduz a frequência da onda à medida que a distância entre o observador e a fonte aumenta. A expressão para a frequência da onda neste cenário é dada como fD = (v-vo)f/ v, aqui, fD é a frequência Doppler, f é a frequência real, v é a velocidade da onda no meio e vo é a velocidade do observador.
A frequência Doppler para o observador se afastando da fonte estacionária de ondas é proporcional à razão entre a diferença entre as velocidades do observador e a velocidade da onda no meio e a velocidade da onda nesse meio.
Fonte em movimento e efeito Doppler do observador em movimento
O efeito Doppler também é observado se o observador e a fonte estiverem em movimento. Vamos entender como a frequência será afetada devido ao movimento de ambos ao mesmo tempo.
O efeito Doppler é visto para uma fonte em movimento e o observador em movimento devido às variações na distância entre os dois que flutuam na frequência Doppler. É expresso pela fórmula: fD = (v ± vo)f/ (v ± vs), aqui, v é a velocidade no meio, vo é a velocidade do observador e vs é a velocidade da fonte.
Se o observador está se afastando da fonte, então sua velocidade é tomada como – vo e se estiver se movendo em direção à fonte, então é + – vo, e da mesma forma para a direção de movimento da fonte em relação ao observador.
Conclusão
Podemos concluir deste artigo que o efeito Doppler para observadores em movimento é visto devido à mudança frequente no intervalo de tempo. À medida que os nós de onda atingem o observador a partir da fonte, há uma distância variável. Se o observador estiver se afastando da fonte, o tempo necessário para uma onda atingir o observador aumentará.
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Olá, sou Akshita Mapari. Eu fiz M.Sc. em Física. Trabalhei em projetos como Modelagem numérica de ventos e ondas durante ciclones, Física de brinquedos e máquinas mecanizadas de emoção em parque de diversões baseado na Mecânica Clássica. Fiz um curso de Arduino e realizei alguns miniprojetos no Arduino UNO. Gosto sempre de explorar novas zonas no campo da ciência. Pessoalmente, acredito que o aprendizado é mais entusiasmado quando aprendido com criatividade. Além disso, gosto de ler, viajar, dedilhar violão, identificar rochas e estratos, fotografar e jogar xadrez.
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