Doppler-Effekt

Beim Doppler-Effekt ännert Beweegung d’Frequenz, déi en Observateur empfänkt. Bei Schall muss ee Quell- an Observateurbeweegung trennen, well de Medium e Referenzsystem fir d’Welleausbreedung definéiert.

Eng beweegt Quell verännert d’Wellenofstänn

Quell beweegt sech →kompriméiertgestreckt
Eng beweegt Quell kompriméiert Wellefronten virun sech a streckt se hannendrun.

Beweegt sech d’Quell op en rouegen Observateur zou, ginn hannereneen Wellekäm méi no beieneen ausgesent: d’Wellelängt am Medium gëtt méi kleng an d’empfaange Frequenz méi grouss. Fir eng beweegt Quell a rouegen Observateur: f_obs = f_s v/(v − v_s) beim Zoukommen an f_obs = f_s v/(v + v_s) beim Ewechgoen.

En beweegten Observateur kräizt Wellefronten méi séier oder méi lues

Observateur beweegt sech op d’Wellen zouWellenofstand am Medium bleift gläich
Observateurbeweegung verännert d’Rate vum Kräize vun existente Wellefronten, net hir Distanz am Medium.

Bei enger roueger Quell a beweegtem Observateur gëllt f_obs = f_s(v ± v_obs)/v. Plus gëllt beim Beweegung op d’Quell zou. D’Wellenofstänn am Medium bleiwen dobäi onverännert; den Observateur trëfft se just mat enger anerer Rate.

Net all Formel mat „relativer Geschwindegkeet“ ass austauschbar

Fir Schall huet de Medium eng privilegiéiert Roll. Quell- an Observateurvitesse kënnen dofir net einfach zu enger eenzeger relativer Vitesse zesummegefaasst ginn. Fir Liicht am Vakuum gëlle relativistesch Dopplerformelen; astronomesch Rout- a Bloverrécklung däerfen net mat der klassescher Schallformel berechent ginn.

Wat den Doppler-Effekt ännert — a wat net

Déi empfaange Frequenz ännert sech, obwuel d’Quell selwer mat der selwechter interner Frequenz schwénge kann. Entscheedend ass déi radial Komponent vun der relativer Beweegung. Direkt säitlech Beweegung huet am klassesche Fall keng éischt-Uerdnung-Verrécklung laanscht d’Siichtlinn; beim Passéiere wiesselt déi radial Komponent d’Virzeechen, dofir héiert een d’charakteristesch héich-zu-niddreg Ännerung.

Geléist Beispiller

Beweegt Quell op den Observateur zou

Eng 600-Hz-Sirene kënnt engem rouegen Observateur mat 20 m s⁻¹ entgéint. v = 340 m s⁻¹.

Léisung

f_obs = 600[340/(340−20)] = 637,5 Hz.

Beweegten Observateur op d’Quell zou

Eng roueg 500-Hz-Quell; den Observateur geet mat 10 m s⁻¹ op si zou.

Léisung

f_obs = 500[(340+10)/340] ≈ 514,7 Hz.

Eng Quell passéiert laanscht

Firwat spréngt de Klang vun enger passéierender Sirene vun héich op niddreg?

Léisung

Virum Passéieren ass déi radial Beweegung haaptsächlech op den Observateur zou; duerno ewech. D’Quellfrequenz selwer muss net sprangen.