Aula - Efeito Doppler

Você certamente já observou que o som da sirene de uma ambulância que passa em alta velocidade lhe parece mais agudo quando ela se aproxima e mais grave quando ela se afasta. Este efeito é uma característica observada nas ondas quando emitidas ou refletidas por um objeto que está em movimento em relação ao observador.

Chama-se Efeito Doppler e foi nomeado em homenagem a Johann Christian A. Doppler, que o descreveu teoricamente pela primeira vez em 1842.

O efeito Doppler se caracteriza pela variação da frequência de uma onda quando percebida por um observador em movimento relativo em relação à fonte emissora da onda.

Vamos usar uma animação para verificar com se dá este efeito. Temos uma fonte de ondas circular ( círculo vermelho ) que pode ser colocada em movimento. No controle à direita temos um regulador da velocidade da fonte. A unidade usada é o número de March. Ele fornece a razão entre a velocidade da fonte e a velocidade da onda. Assim March 1.0 significa que a fonte tem velocidade igual a velocidade da onda.

À esquerda temos um medidor da frequência da fonte e da frquência detectada pelo microfone ( o observador ). Você deve clicar sobre ele e arrasta-lo. O número de "bips" por segundo fornece a frequência detectada.

Coloque a velocidade da fonte em zero e clique em ">". Mova o microfone para perto e ao redor da fonte. Você perceberá que os "bips" são emitidos no mesmo ritmo em qualquer posição do microfone. A frequência da fonte é a mesma que é detectada pelo microfone.

Coloque a velocidade da fonte entre 0,5 e 1.0 Mach. Mova o fone ao redor da fonte em movimento. Observe pelo som e pelo medidor que a frequência detectada é maior que a da fonte quando ele é colocado na frente da fonte e menor quando ele é colocado atrás dela. No caso da ambulância temos na frente som agudo ( maior frequência ) e atrás som grave ( menor frequência ).

Na animação coloque a velocidade em Mach 1.0 e, em seguida, note que a fonte tem a mesma velocidade da onda. Agora coloque a a velocidade acima Mach 1.0 e note a formação de um cone. Ele é chamado "Cone de Mach". É uma onda de choque que, no caso das ondas sonoras, nós percebemos como um estrondo quando um avião ultrapassa a barreira do som.