EFEITO DOPPLER E METROLOGIA

EFEITO DOPPLER E METROLOGIA

Dos carros ao Hubble

O efeito Doppler* – um fenómeno físico – constitui a base, o princípio metrológico, de uma técnica com muitos métodos de medição: do controlo/fiscalização da velocidade dos carros comuns (pelas autoridades rodoviárias) até à medição da expansão do Universo feita através do Hubble (o telescópio espacial).

Quando um comboio se aproxima de nós a apitar, ouvimos um som mais agudo (um desvio do som para o lado dos agudos) do que aquele que passamos a ouvir à medida que ele se afasta, depois de ter cruzado connosco.

Quando permanecemos numa estação de caminho de ferro, o som do apito de um comboio sensibiliza‑nos de modos diferentes quando se aproxima (som agudo, e tanto mais agudo quanto maior for a velocidade do comboio), e quando se afasta de nós (som grave, e tanto mais grave quanto maior for a velocidade do comboio): a frequência do som diminui (o comprimento de onda aumenta) depois do comboio passar por nós. Para quem está na plataforma a observar, tudo se passa como se a onda sonora (a proveniente do apito), quais pregas do fole de uma concertina, fosse comprimida quando o comboio se aproxima de nós, e fosse distendida, ou afastada, quando o comboio se distancia, com as consequências óbvias na frequência do som que nos chega aos ouvidos.

O mesmo fenómeno poderá ser observado também, por exemplo, com algumas ambulâncias que passem por nós.

Os cinemómetros usados, por exemplo, pelas autoridades policiais do trânsito**, baseiam-se neste princípio: o cinemómetro emite uma onda e o grau de contração desta onda refletida pela viatura sob controlo, ou sob medição, permite medir a velocidade da mesma (viatura).

Foi Doppler quem começou a estudar este fenómeno que está agora na base de funcionamento de muitos tipos de instrumentos de medição, incluindo, por exemplo, muitos sistemas instrumentais usados em exames clínicos.

O fenómeno é característico dos fenómenos ondulatórios, do som à luz***, entre outros.

* Christian Doppler [1803–1853], físico austríaco.

Todavia, o fenómeno foi também descoberto, de modo independente, por Hyppolyte Fizeau [1819–1896] e, por isso, o mesmo (fenómeno) é por vezes designado por “efeito Doppler-Fizeau”.

** Os cinemómetros (radares) utilizados pelas autoridades rodoviárias emitem uma onda que, refletida num veículo em movimento, é recebida (pelos mesmos cinemómetros) com diferente frequência da da emissão; a diferença (ou a razão) de frequências está diretamente relacionada com a velocidade do mesmo (veículo).

*** Com a luz, o efeito Doppler observa‑se na mudança de cor, para um lado ou outro do espetro eletromagnético.

Com as ondas eletromagnéticas, nomeadamente com as luzes provenientes de corpos celestes que se afastam, observa-se “desvios para o vermelho” (aumento do comprimento de onda da luz recebida) no espetro da luz recebida, proveniente, por exemplo, das galáxias observadas (e que se afastam). A luz dos objetos que se aproximam (do detetor, do telescópio Hubble, por exemplo) apresenta um deslocamento do espetro para o lado do azul (diminuição do comprimento de onda da radiação).

2021-09-16