Este documento resume el efecto Doppler y cómo calcular los cambios en la frecuencia de una onda de sonido debido al movimiento relativo de la fuente y el observador. Explica que el efecto Doppler causa que la frecuencia percibida sea mayor cuando la fuente y el observador se acercan y menor cuando se alejan. Proporciona la ecuación general para calcular la frecuencia percibida y analiza ejemplos donde la fuente o el observador se mueven. Concluye que el efecto Doppler solo ocurre cuando existe movimiento relativo y que no hay cambio en la f

1. Universidad Católica de la Santísima Concepción
Facultad de Medicina
Escuela de medicina
Biofísica
Apunte Seminario Efecto Doppler
Este apunte corresponde a una síntesis de lo más importante que fue mencionado en el
seminario del 30 de mayo, cuya web utilizada fue:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/doppler/doppler.html
Efecto Doppler: Es el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el
movimiento relativo entre la fuente, el emisor y/o el medio.
Al analizar la figura 1. Se ve que el observador 1 percibe el sonido generado por el emisor a
una frecuencia menor que la que percibe el observador 2. Esto se aprecia en las ondas
sinusoidales generadas de la simulación, la longitud de onda (λ) del observador 1 es mayor,
que la del observador 2. Como ejemplo, si el emisor emite sonido a una frecuencia de 1 Hz,
el observador 1 va a percibir esa frecuencia como menor a 1 Hz (por ejemplo 0,4 Hz) y el
observador 2 va a sentir una frecuencia mayor a 1 Hz (por ejemplo 1,7 Hz). Nótese que la
frecuencia del emisor no cambia, se mantiene constante para este ejemplo a 1 Hz, pero
como existe movimiento relativo en este caso del emisor, los observadores perciben
frecuencias diferentes.
Figura 1

2. Nomenclatura:
fS=frecuencia de la fuente
fL= frecuencia del oyente
vS= velocidad de la fuente
vL= velocidad del oyente
v= velocidad del sonido
Estrategia para resolver problemas Doppler.
1. Establecer sistema de coordenadas. Definir la dirección positiva como la que va
desde el oyente a la fuente, y tener presente los signos de todas las velocidades
pertinentes. Una velocidad en la dirección desde el oyente a la fuente es positiva;
una en la dirección opuesta es negativa. La rapidez del sonido relativa al medio, v,
siempre se considera positiva.
OYENTE --------(+)-----------> FUENTE
L S
2. Ver si el resultado final tiene sentido. Si la fuente y el oyente se están acercando, f L
siempre es mayor que fS; si se están alejando, fL < fS. Si la fuente y el oyente no
tienen movimiento relativo (misma velocidad, misma distancia), fL= fS.
3. La ecuación general del efecto doppler que incluye todas las posibilidades de
movimiento de la fuente y del oyente (relativas al medio) es:
Dado que v es positivo siempre y la frecuencia del emisor también, hay que fijarse en
los signos de las velocidades de vL y vS. Como se mencionó antes, estos signos
positivos o negativos dependerán del sistema de coordenadas que se utilice.

3. Ejemplo 1: Emisor sin movimiento y observadores con movimiento (figura 2).
Figura 2
Definir signos de velocidades: En base al sistema de coordenadas establecido, la velocidad
del observador 1 es positiva (ya que el sentido de la velocidad va desde el oyente a la
fuente), respecto a la velocidad del observador 2, su signo es negativo (el sentido de la
velocidad va desde la fuente al oyente). Luego la frecuencia a la cual percibe el observador
1 la frecuencia del emisor es:
Mientras que el observador 2 percibe una frecuencia de:
Luego se analizan los numeradores de ambas frecuencias, dado que los denominadores no
cambian y la frecuencia del emisor (fS) tampoco. De ahí se observa que fL1 > fL2 porque el
numerador del observador 1 (v+vL) es mayor que el del observador 2 (v-vL). Lo que
justifica el por qué a medida que se acerca el observador al emisor tiende a percibir una
frecuencia mayor (sonido más agudo), mientras que cuando este mismo observador se aleja
del emisor percibe una frecuencia menor (sonido más grave).

4. Ejemplo 2: Emisor sin movimiento y observadores sin movimiento (figura 3).
Cuando el emisor y los observadores no tienen movimiento se tiene que vL=0 y vS=0, luego
la única velocidad que existe es la del sonido y para el observador 1 se tiene:
Por lo tanto fL1=fS y no se presenta efecto doppler para el observador 1, dado que no existe
un cambio de frecuencia aparente, porque el observador 1 percibe la misma frecuencia que
la que emite el emisor.
Respecto al observador 2, ocurre lo mismo:
y fL2= fS.
Figura 3
La situación anterior también ocurre cuando tanto emisor como observador se mueven a
una misma velocidad en un mismo sentido (figura 4). Si por ejemplo vS = vL=0.5. Tanto
numerador como denominador son iguales y:

5. fL1=fS
Por lo tanto en ese caso tampoco existiría efecto doppler, dado que la frecuencia que
percibe el observador 1 es la misma que emite el emisor. No existiendo un cambio de
frecuencia aparente.
Figura 4
Como conclusión, el efecto doppler se manifiesta cuando existe movimiento relativo entre
las partes involucradas, si no hay movimiento relativo (vL=0, vS=0 o vL=vS) no se produce
tal efecto y la frecuencia del sonido producido por el emisor es percibida de igual forma en
los observadores.