Analisis gráfico unidad.

Análisis gráfico: Efecto Doppler

En esta sección has aprendido sobre el efecto Doppler en las ondas sonoras, ahora veamos un ejemplo de aplicación en las ondas electromagnéticas.
El desplazamiento al rojo es una medida de qué tan rápidamente se mueve un objeto celeste con relación a nosotros.
Si un objeto se mueve hacia nosotros, las ondas de luz que emite son comprimidas -la longitud de onda será más corta, de manera que la luz se volverá más azul. Si un objeto se aleja de nosotros, sus ondas luminosas serán estiradas y la luz se hará más roja. El grado de “desplazamiento al rojo” o “desplazamiento al azul” está directamente relacionado con la rapidez del objeto en la dirección en la que observamos.
Los astrónomos pueden medir el desplazamiento hacia el rojo o el azul de una galaxia determinada utilizando su espectro. Un espectro mide que tanta luz emite un objeto como función de la longitud de onda. Los espectros de las estrellas y las galaxias casi siempre muestran una serie de líneas discretas que se forman cuando ciertos átomos o moléculas emiten y absorben luz. Estas líneas espectrales de emisión y absorción aparecen siempre a las mismas longitudes de onda y por lo tanto constituyen un excelente marcador del desplazamiento al rojo o al azul.
Si un astrónomo observa una galaxia y ve una línea a una longitud de onda más larga que la que tiene en la Tierra, sabe que la luz está desplazada hacia el rojo y la galaxia está alejándose de nosotros. Si ve la misma línea a longitudes de onda más cortas, sabe que la luz está desplazada hacia el azul y que la galaxia está acercándose hacia nosotros.
Para medir un desplazamiento al rojo, los astrónomos siguen estos pasos:

1. Obtienen el espectro por ejemplo de una galaxia, que muestre líneas espectrales
2. Con base en el patrón de las líneas, identifican qué línea corresponde a cuál átomo, ion o molécula
3. Miden el desplazamiento de cualquiera de esas líneas con respecto a su longitud de onda esperada a partir de mediciones en laboratorios terrestres
4. Aplican una fórmula que relaciona el desplazamiento observado con la velocidad a lo largo de la línea de visión

Un ejemplo ayudará a mostrar cómo funciona esto. El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, y a menudo es observado en galaxias donde el gas es ionizado y brilla por fluorescencia. El espectro de dichas regiones muestra un patrón llamado serie de Balmer de líneas en emisión. Las longitudes de onda en reposo de las líneas de Balmer para el hidrógeno son las siguientes:

Tabla 1. Longitudes de onda en reposo de las líneas de Balmer para el hidrógeno
El desplazamiento al rojo, se simboliza por z, se define como