¿Quién no se ha preguntado cómo un mamífero volador ciego puede moverse sin chocar con los árboles?

El fundamento físico que responde a esa pregunta es el efecto Doppler. C. A. Doppler (1803-1853) fue un científico austriaco que destacó por descubrir un efecto ondulatorio fundamental para la tecnología de los siglos venideros. Demostró que las propiedades ondulatorias varían según si el emisor o el receptor están o no en movimiento, “…en su obra1 sugería que el color aparente de algunas estrellas era causado por el movimiento de la Tierra…” (Barrón, Barols, Torres, Murillo, Stoopen 2003, p.2). Pero ante la imposibilidad de registrar sus espectros, optó por medir las ondas sonoras para explicar este fenómeno. Propuso la siguiente experiencia “…en una estación de ferrocarril colocó a varios trompetistas fijos en la estación y otros en un vagón del tren. Pidió a ambos grupos que tocaran la misma nota en el momento en que el tren se puso en movimiento. Cuando el tren pasó por la estación pudo percibir que la nota emitida por los músicos colocados en el vagón en movimiento era diferente a la emitida por los músicos estáticos (figura 1). Este experimento comprobó su hipótesis…” (Barron et al., 2003, p.3)

Figura 1. Recreación del experimento ideado por Doppler. (Barron et al., 2003, p.3)

Actividad

El objetivo principal de la actividad es comprender el fenómeno ondulatorio así como ver las posibles aplicaciones actuales de un descubrimiento científico.

  1. A los alumnos se les presenta la ecuación del efecto (figura2) y se repasan los conceptos de física ondulatoria necesarios para comprenderla (frecuencia, longitud de onda, etc.)

ν’=(ν±νo)ν/[ν±(-νs)]

Figura 2. Ecuación general del efecto Doppler.

  1. El profesor debe ir paseándose por la clase y mediante el uso de un objeto sonoro, acercándolo y alejándolo de los alumnos, deberá recrear la experiencia que propuso Doppler y corroborar las mismas observaciones, a la vez que se interpretan dichas observaciones con la fórmula (símil con ambulancia).
  1. Él dividirá la clase en seis grupos dónde cada uno recibirá una imagen similar a las listadas:
    • Delfín
    • Ballena
    • Murciélago
    • Barco
    • Submarino
    • Ecografía

Los alumnos debatirán cómo relacionar el efecto Doppler y las imágenes. Visualizando los fenómenos ondulatorios, interpretando cómo variaría la fórmula (signos de observador y fuente, introducción del índice de refracción, etc.) con la ayuda de comentarios del profesor.

4. Cada grupo escogerá a un representante que expondrá las conclusiones. El profesor intervendrá y resolverá magistralmente un pequeño problema dónde el enunciado tenga que ver con los protagonistas de las imágenes.

5. Expondrá la importancia del efecto Doppler en astronomía e imagen médica, y recalcará el hecho de que Doppler observase un fenómeno del que no podía tomar medidas y se las ingeniase para buscar una alternativa (de ondas electromagnéticas a ondas sonoras).

1.Über das farbige Licht der Doppelsterne, 1842

Referencias bibliográficas

Barrón Vargas, A., Barrols Boullard, V., Torres Vega, A. C., Murillo Balderas, S., Stoopen, M. E. (2003). Christian Andreas Doppler (1803-1853). Anales de Radiología México, 2:101-105. Recuperado de http://www.medigraphic.com/pdfs/anaradmex/ arm-2003/arm032g.pdf

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