ALUMNA: ELIZABETH NERI OSNAYA
FECHA QUE SE DEJO: 03-ENERO-2014
FECHA DE ENTREGA: 11-FEBRERO-2014
EXAMEN
2
2A SIGNIFICATIVO DEL
EFECTO DOPPLER
El cambio en la
frecuencia del sonido que resulta del movimiento relativo entre una fuente y un
oyente se denomina efecto Doppler, en honor a Christian Doppler (1803-1853).
Es posible demostrar
de manera gráfica el origen del efecto Doppler por medio de la representación
de las ondas periódicas emitidas por una fuente como círculos concéntricos que
se mueven en forma radial hacia afuera. La distancia entre cualquier par de
círculos representa la longitud de onda l del sonido que se desplaza con una velocidad V. La frecuencia con que estas ondas golpean
el oído determina el tono del sonido escuchado.
Consideremos en primer
lugar que la fuente se mueve a la derecha hacia un observador A inmóvil. A
medida que la fuente en movimiento emite ondas sonoras, cada onda sucesiva se
emite desde un punto más cercano al oyente que la onda inmediata anterior. Esto
da por resultado que la distancia entre las ondas sucesivas, o la longitud de
onda, sea menor que la normal. Una longitud de onda más pequeña produce una frecuencia
de ondas mayor, lo que aumenta el tono del sonido escuchado por el oyente A. Mediante un razonamiento similar se demuestra
que un incremento en la longitud de las
ondas que llegan al oyente B hará que éste escuche un sonido de menor
frecuencia.
V + vc
fo= f s
V – vs
|
Ecuación general del efecto Doppler.
V es
la rapidez del sonido.
Vo es
la rapidez del observador.
V s
rapidez de la fuente.
fs
frecuencia de la fuente.
fo
frecuencia escuchada por un oyente inmóvil.
Aplicaciones del Efecto Doppler:
Los detectores de radar lo
utilizan para medir la rapidez de los automóviles y de las pelotas en varios
deportes.
Los astrónomos utilizan el
efecto Doppler de la luz de galaxias distantes para medir su velocidad y
deducir su distancia.
Los médicos usan fuentes de
ultrasonido para detectar las palpitaciones del corazón de un feto; los
murciélagos lo emplean para detectar y cazar a un insecto en pleno vuelo.
Cuando el insecto se mueve más rápidamente que el murciélago, la frecuencia
reflejada es menor, pero si el murciélago se está acercando al insecto, la
frecuencia reflejada es mayor.
2B SONIDO
Se ha definido el
sonido como una onda mecánica longitudinal que se propaga por un medio
elástico. Los sonidos se producen por materia que se halla en vibración, el
aire es necesario para transmitir el sonido .Ésta es una definición amplia que
no impone restricciones a ninguna frecuencia del sonido. Los fisiólogos se
interesan principalmente en las ondas sonoras que tienen la capacidad de
afectar el sentido del oído. Por tanto es conveniente dividir el espectro del
sonido en 3 intervalos de frecuencias: sonido audible, sonido infra sónico y
sonido ultrasónico.
Estos intervalos se
definen como sigue:
·
Sonido
audible es el que corresponde a las ondas sonoras en un intervalo de
frecuencias de 20 a 20000 Hz.
·
Las
ondas sonoras que tienen frecuencias por debajo del intervalo audible se
denominan infra sónicas.
·
Las
ondas sonoras que tienen frecuencias por encima del intervalo audible se llaman
ultrasónicas.
2C EFECTO DOPPLER PARA
RAYOS GAMMA
El efecto Döppler lo manifiestan
todas las ondas, incluso las electromagnéticas (como la luz, los rayos X y las
ondas de radio). Para la luz el cambio de frecuencia se percibe como un cambio
de color que en el caso de alejarse la fuente del observador da un tono más
rojo de lo normal. Por este motivo los físicos saben que el universo se
encuentra en expansión, la luz característica de las estrellas se 'corre al
rojo'. Pero para que este efecto se note es necesario que la fuente se mueva a
velocidades cercanas a la de la propagación de la onda (para el sonido en el
aire es 340m/s, para la luz es 300000km/s). Por este motivo es imposible que
nada vaya tan rápido en la Tierra como para que el efecto Döppler se note en la
luz.
El efecto Mössbauer, también conocido como absorción resonante de
rayos gamma, es unfenómeno descubierto por el físico alemán Rudolf Ludwig Mössbauer a fines de la década del
50 [Mössbauer 1958], lo cual le
valió la obtención del Premio Nobel de Física en 1961.
Desde entonces, la técnica experimental que explota las propiedades de
este fenómeno se ha transformado en una herramienta muy utilizada
para el estudio de
la estructura atómica y nuclear de la materia, como así también de sus propiedades químicas
y magnéticas.
Cuando el núcleo emisor está en movimiento respecto del absorbente, los fotones emitidos
experimentan un corrimiento de energía. La energía de
un fotón emitido por una fuente que se
mueve a velocidad mucho
menor que la de la luz
puede expresarse como:
Eg
= E0 (1 + v/c)
E0
es la energía del fotón emitido por un núcleo en reposo,
v es la velocidad de la fuente respecto del absorbente y
c la velocidad de la luz.
Rudolph Mössbauer
descubrió que, para ciertos niveles de
energía, un fotón puede ser emitido desde un núcleo perteneciente a una red sólida, la cual retrocede como una única
masa rígida. En estas condiciones la energía perdida en el
retroceso es despreciable y el fotón
emitido puede excitar a un núcleo
absorbente idéntico que se encuentra en una red próxima
[Mössbauer 1958]. En estas circunstancias,
demostró que una fracción fLM de los
rayos gamma es emitida libre de retroceso, pudiendo ser absorbida por otro núcleo idéntico. La
fracción fLM, llamada fracción LambMössbauer, está dada por:
fLM=
e-k2[x2]
donde K=2p/l, les la longitud de onda del rayo gamma y [x2] es el valor cuadrático medio
del desplazamiento térmico del átomo.
2D EJEMPLO DE ESPACIO TIEMPO
Podría tomarse como
marco de referencia a la tierra, es decir que este en reposo, cuando salgo de
mi casa para ir a la escuela, al regresar a casa estaría volviendo al mismo
lugar, pero si ahora no tomo como marco de referencia a la tierra entonces no
regresaría al mismo lugar ya que la tierra está en constante movimiento.
COMENTARIOS
El efecto Doppler se
da por el cambio en la frecuencia del sonido, mientras mayor frecuencia se tenga
hacia un oyente será mayor el tono de sonido que percibe el oyente, y al
contrario mientras menor sea la frecuencia
el oyente escuchara menos el sonido, también este efecto se da por el cambio en la frecuencia de la radiación, sobre cómo se percibe el cambio de
frecuencia en la luz por el color, depende de los observadores, ya que todos
tenemos maneras diferentes de percibir las cosas. Hay que tener en cuenta que
este efecto quién lo sufre son los fotones.
BIBLIOGRAFÍA
·
Buffa
Anthony, Física, Quinta edición, Pearson Prentice Hall, México, 2003.
·
López
Vásquez Luis B., Temas de física, Editorial club universitario, España 2010.
·
Tippens
Paul, Física Conceptos y Aplicaciones, McGrawHill, Perú, 2011.
Table 1: Que signi
ca aberraciónon estelar de James Bradley 1928?
ca aberraciónon estelar de James Bradley 1928?
|
La aberración
estelar es sobre de:
|
SI o NO
|
|
La distancia de
astro desde Tierra
|
No
|
|
La posición
observada de astro
|
No
|
|
La posición real
de astro
|
No
|
|
Un movimiento real
de las estrellas
|
No
|
|
Un movimiento
aparente de las estrellas
|
No
|
|
Cambio de posición
de la Tierra
|
No
|
|
La velocidad de la
Tierra relativo a Astro
|
No
|
|
La velocidad de la
Tierra relativo a Sol
|
No
|
|
La velocidad de la
Tierra relativo
a su otro posición
en dos diferentes épocas del año
¿Estos son dos
marcos de referencias?
|
No
|
|
Naturaleza de la
luz, propiedad de la luz
|
Si
|
|
La dirección de
vector de velocidad de la luz
|
No
|
|
La dirección de
vector de velocidad de la luz
no es propiedad de
la luz
|
Si
|
|
La dirección de
vector de velocidad de la luz
es dependiente de
elección de marco de referencia
|
Si
|
|
|
|
Table 2: ¿Que significa
efecto Doppler en ondas electromagneticas?
|
Efecto Doppler
signi
ca que: |
SI o NO
|
|
El cambio de
frecuencia (sonido) es aparente
|
No
|
|
El cambio de frecuencia
(sonido) es real
|
Si
|
|
El movimiento de
fuente de ondas electromagneticas
(de onda de
sonora) con respeto al observador
|
No
|
|
Un movimiento real
de Astro (fuente)
|
No
|
|
Un movimiento
aparente de Astro (fuente)
|
No
|
|
La posición de la
Tierra se cambia
|
No
|
|
La velocidad de la
Tierra relativo a Astro
|
No
|
|
La velocidad de la
Tierra relativo a Sol
|
No
|
|
>Astro sabe quién
medio energía (color) de la luz?
>Ambulancia
sabe quién escucha sonido?
|
No
|
|
La velocidad de la
Tierra relativo
a su otro posición
en dos diferentes épocas del año
>Estos son dos
marcos de referencias?
|
No
|
|
cuál es la
Naturaleza de la luz, propiedad de la luz
|
Si
|
|
La energía de la
luz
no es propiedad de
la luz
|
Si
|
|
energía
(frecuencia) de la luz
es dependiente de elección
de marco de referencia
|
Si
|
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