efecto doppler relativista

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EFECTO DOPPLER RELATIVISTA

FISICA MODERNA

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CUENTOEfecto Doppler relativista


PREGUNTAS1. ¿Como entiende las física clásica el Efecto

Doppler?

2. ¿Cuáles son las limitaciones del Efecto Doppler en la física clásica?

3. ¿En que tipos de ondas se produce este efecto según la física clásica?

4. ¿Cómo explica la física relativista el Efecto Doppler ?


1. ¿Cómo es la naturaleza de las ondas para el efecto Doppler relativista?

2. ¿Cuáles son las diferencias entre el enfoque clásico y relativista?

PREGUNTAS


EFECTO DOPPLER CLASICO EJEMPLO GRAFICO

¿Alguna vez has visto pasar un avión sobre ti?


ANTECEDENTES•Christian Andreas Doppler, propuso este efecto en 1842 en una monografía sobre el Color de la luz en estrellas binarias y otros astros.

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.


La relación entre velocidad y longitud de onda se conoce como Efecto Doppler

EFECTO DOPPLER CLASICO


ALGEBRA DEL EFECTO DOPPLER


CLASIFICACION DEL EFECTO DOPPLER

ONDAS SONORAS:


De la figura anterior tenemos tres casos: Si A se mueve hacia una fuente B que se encuentra en reposo.

Tenemos las siguientes relaciones:

Donde: vo: velocidad de A

v : velocidad del sonido emitido por B f : frecuencia λ : longitud de onda


A se aleja de la fuente B:

0vvv −=′

:


Fuente B en movimiento y A en reposo:

(-) al acercarse y (+) al alejarse Ambos en movimiento:


ONDAS MECÁNICAS: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.


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.


EFECTO DOPPLER RELATIVISTA Es el cambio observado en la frecuencia de la luz

procedente de una fuente en movimiento relativo con respecto al observador.

EJEMPLO GRAFICO


CUMPLIENDO CON LOS POSTULADOS DE LA

RELATIVIDAD ESPECIAL

La figura nos muestra el caso en que la nave esta en movimiento y la estrella en reposo.

c

vcff

γ+= 0


La figura nos ilustra, en el caso en que la nave está en reposo y la estrella en movimiento.

vcc

ff−

= γ0


EFECTO DOPPLER PARA FUENTES DE LUZ


EFECTO DOPPLER PARA FUENTES DE LUZ

Mov. relativo de ALEJAMIENTO

Mov. relativo de ACERCAMIENTO

En ambos casos la fuente esta en movimiento relativo con respecto al observador.


CLASIFICACIÓN: ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

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.


La frecuencia medida por la fuente está en movimiento sería:

EFECTO DOPPLER OBLICUO


Cuando receptor es el que se mueve hacia la fuente la frecuencia sería:


ABERRACIÓN DE LA LUZComo vimos en las diapositivas anteriores las fórmulas mencionadas no son iguales, lo cual contradice al primer postulado de la relatividad.

Así la fórmula para corregir este error es:

El ángulo difiere según quien lo observe.


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.


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.

EFECTO DOPPLER LONGITUDINAL


CUADRO COMPARATIVO: EFECTO DOPPLER CLASICO Y

RELATIVISTA

La diferencia está en que nada puede viajar a mayor velocidad que la luz.


COMPARACIÓN GRÁFICA


APLICACIONES


PARADOJA DE LOS GEMELOS


CORRIMIENTO AL ROJO Y AL AZUL

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