Calculadora de Efeito Doppler

Efeito Doppler: deslocamento de frequência pelo movimento

Quando fonte e observador se movem um em relação ao outro, a frequência que se percebe muda. É isso o efeito Doppler. Para o som, a conta fica f' = f · (v ± v_obs) / (v ∓ v_fonte), em que v é a velocidade do som (perto de 343 m/s no ar a 20 °C). Aproximar-se aumenta a frequência, afastar-se diminui. Dá para ouvir isso na sirene de ambulância: aguda enquanto vem, grave assim que passa. A 70 km/h essa ambulância produz um Δf por volta de 5-6%, e isso já se nota bem. A luz se comporta de outro jeito. No regime relativístico a fórmula passa a ser f' = f·√((1+β)/(1-β)) com β = v/c. E em escala cósmica, o redshift que Hubble descreveu em 1929 mostra que quanto mais distante a galáxia, mais sua luz escorrega para o vermelho, e é assim que sabemos que o universo está em expansão.

Aplicações

Os radares móveis de velocidade da polícia funcionam com Doppler de microondas. No ultrassom médico ele mede o fluxo sanguíneo, e é o que o Doppler colorido mostra na tela. A astronomia o usa para ler a velocidade radial de estrelas e até descobrir exoplanetas pela oscilação que provocam na estrela hospedeira. A meteorologia rastreia tornados e tempestades com radar Doppler, e o sonar também depende dele, tanto em submarinos quanto na pesca.

Perguntas frequentes

O meio importa? Para o som, sim. A onda precisa de algo por onde se propagar, e v varia com a temperatura e com o próprio gás. Com a luz é diferente: ela viaja no vácuo, então vale a fórmula relativística.

Qual a convenção de sinais? Quando o movimento é de aproximação, a velocidade do observador soma no numerador e a da fonte subtrai no denominador, o que empurra f' acima de f. Para afastamento, inverte os dois.

Por que a fórmula relativística é diferente? A luz não tem referencial preferencial. Entra a dilatação do tempo, e o que conta é só a velocidade relativa entre fonte e observador.