O Efeito Doppler é um fenômeno observado em frequências de ondas quando há um movimento relativo entre o emissor da frequência e o receptor / observador. Foi descoberto em 1842 por Johann Christian Andreas Doppler.
Com o movimento do emissor, as ondas sofrem uma variação, que é percebida pelo receptor. Isso pode ocorrer tanto nas frequências sonoras como na luz. O exemplo mais conhecido são os carros. Quando estão longe e vão se aproximando, o som emitido fica cada vez mais agudo, e, ao ultrapassar o observador, o som passa a ficar mais grave. Durante as corridas de Formula 1, percebemos nitidamente o Efeito Doppler aplicado ao som.
A luz, que também se propaga em ondas da mesma forma que o som, produz o Efeito Doppler. Por esse motivo é possível determinar a velocidade e direção do movimento das estrelas em relação à Terra. À medida que se afasta, a luz tende ao vermelho em que a frequência é menor, e ao se aproximar, tente ao azul, cor visível com frequência maior.
Para explicar melhor como funciona, vamos utilizar o som, mas lembrando de que também é aplicável ao espectro de luz. Quando uma fonte de frequência está estática, a frequência se propaga de forma constante e simétrica, considerando que não há interferências como paredes, casas e outros meios que podem interferir na propagação do som. Todos os observadores e receptores, indiferente da posição, irão receber a mesma frequência.
Caso esta fonte de frequência se mova, digamos da direita para a esquerda, e tenhamos dois observadores, o primeiro à direita da fonte e o segundo à esquerda, ocorrerá o seguinte: o observador da direita, perceberá que o som emitido torna-se mais grave, pois a fonte está se distanciando dele, quanto maior a distância, mais grave o som. Já o segundo observador, que está à esquerda da fonte passa a escutar o som mais agudo, já que a fonte está se aproximando do mesmo. À medida que ela se aproxima o som se torna cada vez mais agudo. Quando a fonte ultrapassa o segundo observador, este começará a perceber o som mais grave, sofrendo o mesmo efeito que o primeiro observador.
Quanto maior a velocidade do emissor, maior será a diferença na frequência percebida pelo receptor / observador. Caso o emissor ultrapasse a velocidade do som, em um momento, o observador verá a fonte emissora passar por ele e somente depois irá escutar o som das ondas emitidas pelo emissor.
Com relação à luz e cores ou o espectro luminoso, é o mesmo princípio do som. A diferença é que é necessária uma grande velocidade para observar uma mudança real na cor (cor mudando do vermelho para o azul, por exemplo), afinal, a frequência do espectro de cores visíveis é maior que a sonora. Com velocidades mais baixas, percebemos apenas mudança de nuances de cores, como em um sinal ou uma placa que, ao aproximarmos percebemos a mudança na tonalidade da cor.
Este princípio, mais conhecido como Redshift, é utilizado para determinar a distância das estrelas e planetas com relação à Terra. Se um planeta estiver se aproximando da Terra, ou nós deles, a luz emitida pela estrela observada, passará a ter uma emissão maior de altas frequências do espectro luminoso, tendendo a ficar azul. Quando ocorre o afastamento da estrela com relação à Terra, o espectro luminoso observado será o de baixas frequências, tendendo a luz emitida ficar vermelha. Assim, é possível determinar distâncias espaciais e é sobre esse conhecimento que cientistas embasam a teoria do universo em expansão, da teoria do Big Bang, entre outras.
O Efeito Doppler é utilizado também para fins mais “terrenos”. Aparelhos utilizando radio frequência ou lasers como medidores de nível de silos e tanques, radares de velocidade, exames de eco cardiograma são algumas aplicações deste fenômeno.
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