Un cambio en la frecuencia de una onda, a menudo debido al movimiento o la modulación.Un desplazamiento de frecuencia es un cambio en la frecuencia de una onda, a menudo causado por el movimiento relativo entre la fuente y el observador (efecto Doppler) o por la modulación temporal del medio. Este fenómeno es crucial en astronomía para detectar exoplanetas, medir la expansión del universo y estudiar la dinámica de estrellas y galaxias. En física, los desplazamientos de frecuencia también surgen en óptica no lineal, detección de ondas gravitacionales y sistemas cuánticos.
El efecto Doppler fue propuesto por Christian Doppler en 1842 para ondas sonoras y más tarde aplicado a la luz por Hippolyte Fizeau. El corrimiento al rojo gravitacional fue predicho por Albert Einstein en 1916 como consecuencia de la relatividad general.
Cuando una fuente de ondas se mueve hacia un observador, la frecuencia observada aumenta; cuando se aleja, la frecuencia disminuye. El desplazamiento es proporcional a la velocidad relativa a lo largo de la línea de visión. En relatividad general, los campos gravitacionales también causan desplazamientos de frecuencia: la luz que escapa de un pozo gravitacional se corre al rojo. En sistemas modulados, como una rejilla vibrante, la frecuencia de la luz transmitida puede desplazarse mediante la modulación de fase dependiente del tiempo.
Los desplazamientos de frecuencia se utilizan en radar y lidar para medir velocidades, en ultrasonido médico para imágenes de flujo sanguíneo, y en astronomía para medir velocidades radiales estelares y el dipolo del fondo cósmico de microondas.
Las mediciones más precisas de desplazamiento de frecuencia hoy en día pueden detectar cambios de velocidad de menos de 1 milímetro por segundo, lo que permite la detección de exoplanetas del tamaño de la Tierra alrededor de estrellas cercanas.
