EFFETTO DOPPLER

Quando una sorgente si avvicina ad un osservatore fermo la frequenza percepita aumenta, invece quando si allontana diminuisce.

* Sorgente che si avvicina: la frequenza percepita dall'osservatore aumenta; * Sorgente che si allontana: la frequenza percepita diminuisce.

Osservatore fermo e sorgente in movimento

vs = velocità della sorgente sonora Legenda: v = velocità del suono vs = velocità della sorgente sonora fsfrequenza della sorgente sonora f= frequenza percepita dall'osservatore x = distanza percorsa dalla sorgente in un periodo

Se la sorgente fosse ferma la distanza tra due creste di onde sonore sarebbe: λ = v T Poiché l'auto si muove, in un periodo, la distanza tra due creste è minore: λ' = λ – x λ' = λ – vs T = v T - vs T = (v-vs) T ma la frequenza percepita dall'osservatore sarà quindi:

λ' = λ + x dividendo per v: sorgente che si avvicina Per la sorgente che si allontana: λ' = λ + x sorgente che si allontana

Esempio 1 Sorgente che si avvicina Quando la sorgente sonora si avvicina, la frequenza percepita dall’osservatore è maggiore della frequenza della sorgente. Esempio 2 Sorgente che si allontana Quando la sorgente sonora si allontana, la frequenza percepita dall’osservatore è minore della frequenza della sorgente.

Osservatore in movimento e sorgente ferma. In questo caso la distanza tra le creste successive dell'onda sonora non varia Cambia invece la velocità. Rispetto all'osservatore in avvicinamento, il suono emesso dalla sorgente sonora ferma ha una velocità di propagazione dove vo è la velocità dell'osservatore Frequenza dell’osservatore che si avvicina Quindi l’osservatore percepisce un suono più acuto

Se l'osservatore si allontana la velocità di propagazione dell'onda misurata dall'osservatore è: Frequenza dell’osservatore che si allontana Quindi l’osservatore percepisce un suono più grave

Anche le onde luminose sono soggette all’effetto Doppler Stella in allontanamento: sulla terra si riceve luce con frequenza minore (quindi lunghezza d’onda maggiore) rispetto alla luce emessa dalla stella (red shift) Stella in avvicinamento: sulla terra si riceve luce con frequenza maggiore (quindi lunghezza d’onda minore) rispetto alla luce emessa dalla stella (blu shift)

La luce emessa da galassie lontane è spostata verso il rosso (redshift) Ciò indica che le galassie sono in una fase di allontanamento Questo effetto potrebbe essere una prova a sostegno della teoria del big bang