Effetto Doppler

Quando una sorgente di onde e un osservatore sono in moto relativo, la frequenza percepita non è più quella emessa: è l’effetto Doppler. Se sorgente e ricevitore si avvicinano, i fronti d’onda arrivano più fitti e la frequenza percepita cresce; se si allontanano, i fronti si diradano e la frequenza cala. Lo si sente ogni volta che un’ambulanza passa: la sirena è più acuta mentre si avvicina, più grave appena ci ha superato.

Effetto Doppler: quando la sorgente si muove, i fronti d’onda si comprimono davanti (frequenza più alta) e si dilatano dietro (frequenza più bassa).

Formula chiave — Legge dell'effetto Doppler

$\ev{f' = f\,\frac{c - v_R}{c - v_E}}$ dove $c$ è la velocità dell’onda nel mezzo, $v_E$ la velocità della sorgente (emettitore) e $v_R$ la velocità del ricevitore. Le velocità sono positive nel verso sorgente $\to$ ricevitore.

Convenzione dei segni

Se la sorgente si avvicina al ricevitore: $v_E > 0$, il denominatore diminuisce e $f'$ aumenta. Se il ricevitore si allontana: $v_R > 0$, il numeratore diminuisce e $f'$ cala. Sbagliare un segno inverte l’effetto: conviene sempre controllare che il risultato abbia il verso giusto (avvicinamento $\to$ suono più acuto).

Curiosità — Sirene e stelle

Il Doppler acustico spiega perché il suono di un’ambulanza è più acuto quando si avvicina e più grave quando si allontana. In astrofisica, il redshift (spostamento verso il rosso) della luce delle galassie lontane — scoperto da Hubble nel 1929 — è l’analogo ottico dello stesso effetto: dimostra che quelle galassie si allontanano da noi e che l’universo si sta espandendo.

Collegamenti

Argomenti: Onde Concetti: Effetto Doppler

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