En el caso del sonido:
- Si la fuente y el observador se alejan, el sonido se escucha más bajo con respecto al sonido con la fuente y observador en reposo.
- Si la fuente y el observador se acercan, el sonido se escucha más agudo con respecto al sonido con la fuente y observador en reposo.
Efecto Doppler en el Espectro Visible
- Si la fuente y el observador se alejan, la luz se desplaza a longitudes de onda más largas, esto es, desplazándose hacia el rojo.
- Si la fuente y el observador se acercan, la luz presenta una longitud de onda más corta, desplazándose hacia el azul.
El Sonido: Ondas de Compresión y Descompresión
- Cuando un objeto vibra en la atmósfera mueve las partículas de aire que se encuentran alrededor de él y esas partículas a su vez mueven a otras y así sucesivamente. De ésta manera es como se transmite el sonido a través de movimiento de compresión y descompresión de las partículas de aire.
- Lo que hace que unos sonidos se escuchen más graves o más agudos que otros, depende de la frecuencia a la cuál se mueven las partículas o en otras palabras que tan rápido se mueven y chocan entre ellas, y el volumen o que tan fuerte se escucha depende de la cantidad de partículas que se mueven.
- El oído humano escucha en el intervalo de frecuencias que va de los 20 Hz a 20000 Hz.
- El sonido en aire se desplaza a una rapidez aproximada de 333 m/s, esto es, 1222 km/h.
La luz y el sonido tienen la propiedad de que se componen de ondas con longitudes ? y frecuencia f. Estas cantidades se relacionan con la rapidez de propagación de la onda en un medio v por la relación:
f= v/?
El medio se supone en reposo y con respecto a él se da la rapidez de la fuente y del observador.
Asumiremos siempre que la rapidez de la fuente y del observador son menores que la de propagación la onda en el medio.
Consideramos al observador acercándose a la fuente con una rapidez Vo
Con respecto a la fuente en reposo el sonido tiene una frecuencia f una velocidad de propagación Vs y una longitud de onda ?.
El observador ve que la onda se acerca con rapidez:
Por lo tanto, la frecuencia que mide es:
Como el factor
entonces f ‘ es mayor a f.
Si el observador se aleja, entonces f ‘ es menor a f
Si el observador se aleja entonces él verá que la onda se acerca con rapidez
y la frecuencia que observa es:
Fluorescencia: Emisión de Luz Visible
La fluorescencia es la luz visible emitida por algunos materiales cuando son expuestos a radiación ultravioleta, rayos X o a rayos catódicos.
El tubo fluorescente común aplica el fenómeno de la fluorescencia.
- Dentro del tubo de vidrio hay un vacío parcial y una pequeña cantidad de mercurio.
- Una descarga eléctrica en el tubo causa que los átomos de mercurio emitan luz.
- La luz emitida se encuentra en el rango ultravioleta (UV), ésta es invisible, e inofensiva para la mayoría de los organismos vivientes.
- El tubo es revestido con una capa de un material fluorescente llamado el fósforo, el cual absorbe la luz ultravioleta y reemite luz visible.
Rendimiento Cuántico de la Fluorescencia
Este rendimiento va de 0 a 1.
Eficiencia Cuántica de la Fluorescencia
Rayos Catódicos y sus Descubridores
Julius Plücker: fue pionero en las investigaciones de los rayos catódicos que eventualmente condujeron al descubrimiento del electrón y al inicio de la mecánica cuántica
William Crookes estudió el comportamiento y los efectos de los rayos catódicos y descubrió que eran partículas y que:
- Se propagan en línea recta.
- Son desviados por campos eléctricos
- Son desviados por campos magnéticos.
- Tienen carga eléctrica negativa
- Producen efectos mecánicos, térmicos, químicos y luminosos
George Stoney: bautizó a estas partículas con el nombre de electrones, suponiéndolas como partículas elementales de la electricidad o como se dice en la actualidad cargas eléctricas elementales.
Wilhelm Roentgen descubrió los rayos X al observar que cuando los tubos de rayos catódicos estaban funcionando algunos materiales emitían fluorescencia (luz).
Debido a la naturaleza desconocida de esta radiación, Roentgen le dio el nombre de rayos X.
Los rayos X se generan en el proceso de frenado o desaceleración que los electrones experimentan al impactar la placa conductora ánodo.
Gustav Kirchhoff propuso las siguientes leyes:
- Un objeto sólido emite y absorbe luz con un espectro continuo
- Un gas emite y absorbe luz con líneas espectrales en longitudes de onda discretas
- Un objeto sólido a alta temperatura con un gas diluido a temperatura menor en su entorno emite un espectro continuo con la falta de algunas líneas discretas.
Joseph Von Fraunhofer observó que el espectro de luz que nos llega del Sol no es completamente continuo, sino que aparecen ciertas rayas de absorción.
Christian Doppler: Propuso que la frecuencia de una onda emitida por una fuente debe ser afectada por el movimiento de la fuente respecto a su observador y cuando el observador se mueve con respecto a la fuente.
Cristoph Ballot: Investigó la propuesta de Doppler en 1845 con ondas sonoras y confirmó experimentalmente el efecto.
Hippolyte Fizeau: Descubrió independientemente el mismo fenómeno en el caso de ondas electromagnéticas en 1848.