Cos'è effetto doppler?

Effetto Doppler

L'effetto Doppler (o spostamento Doppler) è il cambiamento di frequenza o lunghezza d'onda di un'onda in relazione a un osservatore che si sta muovendo rispetto alla sorgente dell'onda. Si osserva comunemente per onde sonore (come il cambiamento del suono di una sirena di un'ambulanza che passa) e onde elettromagnetiche (come la luce).

In sintesi:

• Se la sorgente si avvicina all'osservatore, la frequenza percepita aumenta e la lunghezza d'onda diminuisce (blueshift per la luce).
• Se la sorgente si allontana dall'osservatore, la frequenza percepita diminuisce e la lunghezza d'onda aumenta (redshift per la luce).

Applicazioni

L'effetto Doppler ha numerose applicazioni in diversi campi:

• Astronomia: Misurazione della velocità radiale di stelle e galassie attraverso lo <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/spostamento%20verso%20il%20rosso">spostamento verso il rosso</a> e il <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/spostamento%20verso%20il%20blu">spostamento verso il blu</a> della luce.
• Medicina: Ecografia Doppler per misurare il flusso sanguigno e diagnosticare problemi cardiaci.
• Meteo: Radar Doppler per rilevare la velocità e la direzione del vento e le precipitazioni.
• Autovelox: Utilizzo dell'effetto Doppler delle onde radio per misurare la velocità dei veicoli.
• Navigazione: Sistemi di navigazione che utilizzano l'effetto Doppler per determinare la velocità e la posizione.

Formula (Onde Sonore)

La formula per l'effetto Doppler per le onde sonore dipende dalla velocità della sorgente (vs) e dell'osservatore (vo) rispetto alla velocità del suono (v):

f' = f * (v ± vo) / (v ± vs)

Dove:

• f' è la frequenza percepita dall'osservatore.
• f è la frequenza emessa dalla sorgente.
• v è la velocità del suono nel mezzo.
• vo è la velocità dell'osservatore rispetto al mezzo (positiva se si avvicina alla sorgente, negativa se si allontana).
• vs è la velocità della sorgente rispetto al mezzo (positiva se si allontana dall'osservatore, negativa se si avvicina).

Importante: La scelta dei segni nella formula dipende dalla direzione relativa del movimento della sorgente e dell'osservatore.

Formula (Onde Elettromagnetiche)

Per le onde elettromagnetiche, come la luce, l'effetto Doppler è descritto da una formula leggermente diversa, che tiene conto degli effetti relativistici, specialmente a velocità prossime a quella della luce. Una versione semplificata (non relativistica) è:

Δf/f = v/c

Dove:

• Δf è la variazione di frequenza
• f è la frequenza originale
• v è la velocità relativa tra sorgente e osservatore
• c è la velocità della luce

Un trattamento completo richiederebbe l'applicazione delle equazioni relativistiche di Einstein. Per maggiori dettagli, consulta la pagina relativa alla <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/relatività%20ristretta">relatività ristretta</a>.

Limitazioni

Le formule descritte sopra sono valide sotto determinate condizioni. Ad esempio, nell'effetto Doppler sonoro, si assume che sia la sorgente che l'osservatore si muovano lungo la stessa linea. Inoltre, le formule non relativistiche sono una buona approssimazione solo quando le velocità coinvolte sono significativamente inferiori alla velocità della luce.