¿Por qué las ondas se acortan en la dirección del movimiento de su emisor?

Answer 1

En realidad, las balas aparecerán con una mayor tasa de repetición para alguien que esté delante de ti cuando dispares hacia delante contra alguien que esté detrás de ti cuando dispares hacia atrás. Las balas, en cierto sentido, son efectivamente doppler desplazadas. Supongamos que su ametralladora dispara diez disparos por segundo. Una bala sale del cañón cada 0.1 segundos. Supongamos que las balas salen del cañón a 100 m / s. Eso es un poco lento para las balas, pero es solo para hacer que las matemáticas sean un poco más fáciles. El concepto es el mismo. Supongamos que está pedaleando a 10 m / s. Entonces, si dispara hacia adelante, la bala irá a 110 m / s con respecto al suelo. Cada metro que avanza tiene otros 0,1 segundos y sale otra bala del arma. En esos 0.1 segundos, debes avanzar 1 m. En ese mismo período, la primera bala avanzó 11 m desde donde se disparó. Pero ahora estás a solo 10 m detrás de él. Sale la segunda bala. Las balas viajan a 110 m / s pero están separadas por 10 m. Entonces, para una persona que está delante de usted, ven balas que pasan a 110 m / s con una distancia de separación de 10 m. Eso significa que el tiempo de una bala a la siguiente es de 10 m / 110 m / s = .0909 segundos. Les estabas disparando a una bala cada 0.1 segundos. Por lo tanto, la frecuencia de las balas es más rápida para alguien que está delante de usted en el camino. La “longitud de onda” en este caso es de 10 m. Es lo mismo que sería si estuvieras quieto. Pero la frecuencia es mayor. La diferencia con la luz es que la velocidad de las “balas” de fotones de luz no se agrega a su velocidad. Estas balas especiales van todas a la velocidad de la luz. En su caso, la frecuencia también aumenta, como lo hizo para usted. Pero su velocidad no fue más rápida, por lo que la longitud de onda se acortó. Esa es una de esas cosas realmente extrañas sobre la relatividad. Pero en ambos casos, hubo un cambio Doppler. Un aumento de la frecuencia.

Me encanta esa pegatina roja que dice: “si esta señal se ve azul, viajas demasiado rápido”.

Answer 2

Para hacer una analogía entre las balas y las crestas y valles de una ola, debes imaginarte balas autopropulsadas, como pequeños drones, que tendrán una velocidad constante independientemente de si se “liberan” (en lugar de “disparar”) en el Dirección del movimiento u opuesta a esa dirección.

En ese caso, si está en una bicicleta (yendo a una velocidad constante) y está lanzando esas balas en la dirección de su movimiento, entonces, desde el momento en que una bala sale del cañón hasta el momento en que sale la siguiente bala, el la bicicleta habrá avanzado algo de distancia, y esta distancia se restará de la distancia que tendrían las balas si fueran lanzadas por un tirador estacionario.

Si, por otro lado, los libera hacia atrás en la dirección opuesta , entonces la distancia recorrida por la bicicleta entre disparos se agregará a la distancia entre las balas lanzadas por el tirador estacionario.

Entonces, más balas por segundo alcanzarán un objetivo frente a ti, como quizás

.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. , que un objetivo detrás de ti, como … -. -. -. -. -. -. – .—.

Si un automóvil toca la bocina mientras acelera frente a usted, la caída en el tono de la bocina es más que audible, a menudo es un tono musical completo (una sexta parte de una octava) o más.

Para balas normales disparadas desde un arma, el efecto para el observador estacionario sería el mismo, no de una diferencia en la distancia entre balas, sino de una diferencia en su velocidad, dependiendo de si la velocidad de la bicicleta se suma o se resta a la velocidad de las balas

Entonces, ya sea sobre objetos, ondas acústicas u ondas electromagnéticas, el observador las recibe en una frecuencia más alta cuando la fuente está cerca que cuando se está yendo.

Answer 3

En tu bicicleta, no experimentarías ningún cambio de ondas de sonido. Pero como usted sospecha, el observador que está parado a un lado de la carretera los recibirá, no más rápido, sino con un tono más alto.

Las ametralladoras no funcionan así porque no son perturbaciones en un medio como el sonido está en el aire. Las balas se medirían para viajar más rápido si la aeronave (o la bicicleta) se dirige hacia usted. Pero una ráfaga de un segundo es una ráfaga de un segundo.

Con la luz, la frecuencia aumenta si el objeto se está moviendo hacia ti. Pero “c” es la velocidad.