Calculadora del efecto Doppler

Calcula la frecuencia observada cuando se mueve la fuente de ondas, el observador o ambos.

Calcular la frecuencia con desplazamiento Doppler
Usa la ecuación clásica de Doppler para ondas que se propagan por un medio.

Introduce velocidades positivas cuando observador y fuente se acerquen; usa valores negativos cuando se alejen.

Acerca del efecto Doppler

El efecto Doppler es el cambio de frecuencia observada debido al movimiento relativo entre una fuente de ondas y un observador. Al acercarse, los frentes de onda llegan con mayor frecuencia y aumenta la frecuencia medida. Al separarse, las llegadas se espacian y la frecuencia baja. Esta calculadora usa la relación clásica f observada = f fuente × (c + vo) / (c - vs). Aquí c es la velocidad de onda en el medio, vo la velocidad del observador hacia la fuente y vs la velocidad de la fuente hacia el observador. Los signos indican la dirección en esta forma de la ecuación. Introduce una velocidad positiva del observador si se mueve hacia la fuente y una velocidad positiva de la fuente si se mueve hacia el observador. Usa un valor negativo para el objeto cuyo movimiento aumente la separación. Ambas velocidades deben medirse respecto al medio, no solo entre sí. Para el sonido, el aire en reposo es la referencia; el viento modifica la propagación y debe tratarse de forma coherente. En aire seco a unos 20 grados Celsius, la velocidad del sonido es aproximadamente 343 metros por segundo. Cambia con temperatura, humedad, composición del gas y altitud. El sonido viaja mucho más rápido en líquidos y sólidos, por lo que debes introducir la velocidad adecuada al medio. La expresión clásica exige que la velocidad de aproximación de la fuente sea inferior a la de la onda. Al acercarse a esa velocidad, la compresión se vuelve extrema y dejan de cumplirse los supuestos habituales; a esa velocidad o por encima se necesita un análisis de ondas de choque. La ecuación sirve para sirenas, bocinas, maquinaria en movimiento y problemas de ondas en clase. La ecografía médica y el radar también usan principios Doppler, pero los sistemas reales suelen incluir ondas reflejadas, ángulos y procesamiento especializado. La luz en el vacío no necesita medio y debe analizarse con la fórmula relativista cuando las velocidades relativas son importantes. Esta herramienta no incluye correcciones relativistas, duplicación por reflexión ni ángulo entre velocidad y línea de visión. Para movimiento oblicuo usa solo las componentes radiales, y para interpretación médica, navegación, control normativo o decisiones críticas de seguridad utiliza instrumentos calibrados y el modelo adecuado al ámbito.

Ejemplos del efecto Doppler

Onda y movimientoFrecuencia observadaConfiguración
1,000 Hz, fuente acercándose a 10 m/s1,030.030 HzObservador inmóvil, c = 343 m/s
1,000 Hz, observador acercándose a 20 m/s1,058.309 HzFuente inmóvil, c = 343 m/s
500 Hz, fuente alejándose a 15 m/s479.050 HzVelocidad de la fuente introducida como -15 m/s

Cómo calcular el desplazamiento Doppler

  1. Introduce la frecuencia emitida por la fuente en reposo.
  2. Introduce la velocidad de onda del medio correspondiente.
  3. Introduce velocidades positivas de acercamiento o negativas de alejamiento para observador y fuente.
  4. Selecciona Calcular frecuencia observada y compara el resultado con la frecuencia de la fuente.

Preguntas frecuentes

¿Por qué una fuente que se acerca suena más aguda?

Su movimiento comprime los frentes de onda sucesivos que tiene delante. El observador recibe más ciclos por segundo y mide una frecuencia mayor.

¿Qué signo debo usar para la velocidad?

Usa una velocidad positiva de fuente u observador si su movimiento reduce la distancia. Usa un valor negativo si el movimiento de ese objeto aumenta la separación.

¿Qué velocidad de onda debo introducir para el sonido?

Unos 343 m/s son adecuados para aire seco cerca de 20 grados Celsius. Usa otro valor medido o calculado si cambian la temperatura o el medio.

¿Se puede usar esta calculadora para la luz?

No cuando la relatividad es relevante, porque la luz sigue la relación Doppler relativista. Esta calculadora usa la forma clásica con medio, propia del sonido y ondas similares.

¿Qué ocurre a la velocidad del sonido?

El denominador se aproxima a cero en esta ecuación simplificada y el modelo deja de describir la realidad. Las fuentes sónicas y supersónicas generan ondas de choque que exigen otro análisis.