Calculadora del efecto Doppler: frecuencia percibida🌎

f' = f × (v ± v_o) / (v ∓ v_s). Donde v = 343 m/s es la velocidad del sonido en aire a 20 °C, v_o es la velocidad del observador y v_s la del emisor. Signo superior (+) cuando se acercan, signo inferior (−) cuando se alejan.

Porque al acercarse las ondas sonoras se comprimen (longitud de onda menor → frecuencia mayor). Una sirena a 700 Hz con la ambulancia a 108 km/h suena a 767 Hz acercándose y a 644 Hz alejándose — una diferencia de 123 Hz audible a oído desnudo (casi dos semitonos musicales).

Sí. Emiten microondas de ~24 GHz que rebotan en el vehículo en movimiento. La diferencia de frecuencia entre la onda emitida y la reflejada es proporcional a la velocidad. A 100 km/h (27,8 m/s) el shift es ≈ 4,4 kHz, detectable con precisión de ±1 km/h.

El eco-Doppler emite ultrasonido (2-10 MHz) que rebota en glóbulos rojos en movimiento. El shift de frecuencia mide la velocidad de la sangre. Sirve para detectar estenosis arteriales, trombosis venosas, insuficiencias cardíacas y el ritmo cardíaco fetal.

El efecto Doppler aplicado a la luz: las galaxias que se alejan muestran sus líneas espectrales desplazadas hacia el rojo. Hubble (1929) midió este desplazamiento en 46 galaxias y dedujo que el universo está en expansión. A 1.000 km/s de recesión, Δλ/λ ≈ 0,0033 (redshift z ≈ 0,003).

Se forma una onda de choque cónica (cono de Mach). La fórmula Doppler clásica deja de ser válida cuando v_s ≥ v. El ángulo del cono es sen(θ) = v / v_s = 1/M, donde M es el número de Mach. A Mach 1 el denominador se anula → el observador escucha el bang cuando el cono lo cruza.

La temperatura cambia la velocidad del sonido: v = 331 × √(1 + T/273) m/s. A 0 °C: 331 m/s. A 20 °C: 343 m/s. A 40 °C: 355 m/s. Un cambio de 20 °C mueve el resultado ≈ 3,5%. En cálculos de alta precisión (radar, medicina) siempre ingresar la temperatura real.

Para sonido, NO es simétrico. Importa si se mueve el emisor o el observador porque el aire es el medio de referencia. Una ambulancia a 30 m/s sobre observador estático da resultado distinto que el observador moviéndose a 30 m/s hacia una ambulancia estática. Para la luz, en cambio, solo importa la velocidad relativa (no hay medio preferencial — esto fue clave para la relatividad de Einstein, 1905).

Emiten chirps de 20-120 kHz y analizan el shift Doppler del eco reflejado por presas en movimiento. Con el shift, calculan velocidad y trayectoria relativa de la polilla en tiempo real. Algunos ajustan activamente su frecuencia de emisión para compensar su propio movimiento (compensación Doppler), logrando resolución de velocidad de ±0,1 m/s.