Quando estudamos ondas Sonoras, identificamos que para os sons agudos as frequências características são maiores do que aquelas que relacionam os sons graves.

Também compreendemos que independente do meio e da velocidade a frequência de vibração para qualquer onda nunca mudará seu valor inicial.

Porém ao aplicarmos os conceitos de ondas sonoras ao Efeito Doppler compreendemos que a frequência observada para sistemas em movimento pode sofrer mudanças caracterizadas na percepção sonora da Fonte em movimento.

Devemos deixar bem claro, que o que ocorre com o Efeito Doppler é apenas uma mudança na percepção da manifestação sonora e que a frequência real não mudará, sendo mantidas as frequências de vibrações iniciais emitidas pela fonte.

 

 

 

 

 

 

Nesta animação o que ocorrerá com o som para o observador que se posicionar na esquerda terá a percepção do som agudo (frequência alta) e para o observador que se posicionar a direita terá a percepção do som grave (frequência baixa)

 

O Efeito Doppler não ocorre somente para ondas sonoras, o mesmo se aplica também a ondas luminosas e para fontes luminosas bem distantes como as galáxias neste caso o Efeito passa a ser denominado Efeito Doppler Relativístico. O estudo deste efeito tem contribuído de forma significativa principalmente nos estudos da Astronomia.

Você deve estar se questionando, se no Efeito Doppler Sonoro percebemos variação na entonação do Som (podemos destacar a mudança na entonação do som da sirene de uma ambulância em movimento)  como ocorrerá o Efeito Doppler Luminoso e o Relativístico? O Efeito Doppler Luminoso se caracteriza pela mudança de cor emitida por uma fonte em movimento e um observador em repouso, ou por uma fonte em repouso e um observador em movimento. Exemplo: Quando você esta no transito em movimento e avista o sinal do semáforo vermelho, até que você se aproxime do semáforo observará uma variação na cor vermelha, ou seja, quando você esta distante do semáforo enxergará uma cor menor nitidez do que quando você esta próximo do mesmo em repouso.

 

 

 

 

 

 

 

A direita o observador próximo da fonte luminosa enxerga a Lâmpada com mais nitidez do que o observador da esquerda.

 

Para o Efeito Doppler Relativístico é muito comum observá-lo na Astronomia, com o estudo das velocidades das estrelas e outros objetos  em relação a terra ou ainda os espectros de luz de nebulosas e galáxias para identificar se o universo esta expandindo , ou ainda se determinada galáxia esta se aproximando de nós ou se afastando.

No caso do Efeito Doppler Relativístico  o que ocorre é uma mudança na identificação de cor  da emissão de luz de uma fonte muito distante da terra. Exemplo: O Astrônomo americano Vesto Melvin Slipher (1875- 1969) utilizando um espectógrafo acoplado a um telescópio de 24 polegadas estudou nebulosas espiraladas ou galáxias e no final de 1912 concluiu que  o espectro da luz que chegava de Andrômeda parecia ser mais azulado do que o normal. Mais ainda, a Nebulosa de Andrômeda estava aproximando-se do Sistema Solar com uma celeridade espetacular: 300 km/s³. Nos anos seguintes, Slipher continuou a medir as velocidades radiais das nebulosas espiraladas e descobriu que algumas afastavam-se e outras aproximavam-se do Sistema Solar. E as celeridades eram enormes, a nebulosa M1044 , por exemplo, afasta-se de nós com uma celeridade de 1000 km/s. A seguir uma foto da galáxia de Andrômeda.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A galáxia Andrômeda esta a 2,54 milhões de anos-luz da terra contem aproximadamente 1012 estrelas, acredita-se que Andrômeda tenha sido formada a 9 bilhões de anos e a colisão com a nossa galáxia ocorrerá em 3,75 bilhões de anos.

 

O afastamento e aproximação das galáxias é explicado da seguinte forma, as velocidades dos espectros de luz emitidos correspondem a velocidade da luz c=3x10^8 m/s, o espectro da luz recebida apresenta desvio para o vermelho (quando  a galáxia se afasta) e desvio para o violeta (quando a galáxia se aproxima). Como vimos o espectro de luz é a separação das cores, componentes dessa luz. Essa separação, ou dispersão, pode ser obtida com um prisma ou com outro dispositivo chamado rede de difração, do qual falaremos em outra oportunidade. A figura (a) representa o prisma e a decomposição das cores.  A figura (b) representa o espectro com os respectivos comprimentos de onda.

 

                                                                                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                   (a)                                                                                                 (b)

 

Fontes: http://www.if.ufrj.br/~pef/producao_academica/material_didatico/2014/Tort_DopplerRR.pdf

              http://www.seara.ufc.br/tintim/fisica/doppler/tintim1.htm