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Der Doppler-Effekt
2. Ruhende Schallquelle und bewegter Beobachter
Nehmen wir nun an, die Schallquelle ruhe wie im Beispiel mit dem Glockenturm, und ein bewegter, beispielsweise vorbeifahrender Beobachter nehme die ausgesandten Schallwellen wahr. Dann bleibt die Wellenlänge im Gegensatz zum vorigen Fall gleich, nämlich konstant , aber es ändert sich, aus Sicht des bewegten Beobachters, die Ausbreitungsgeschwindigkeit:
Solange er sich nämlich mit konstanter Geschwindigkeit v auf den Erreger zu bewegt, bewegt er sich den sich mit der Geschwindigkeit c ausbreitenden Wellenbergen entgegen, sie erreichen ihn somit früher. Ihre Geschwindigkeit ist aus Sicht des bewegten Beobachters nun auf
erhöht. Deshalb ist für ihn auch die Frequenz der Welle verändert, nämlich auf , also erhöht.
Ist der Beobachter nun an der Schallquelle vorbeigefahren und bewegt sich vom Erreger weg, flieht er vor den Wellenbergen, wodurch er deren relative Geschwindigkeit zu sich selbst auf
verringert. Dadurch ändert sich wiederum die Frequenz der gehörten Töne auf
zu einer geringeren Frequenz als f selbst.
Anmerkung: Die Betrachtung für Geschwindigkeiten v größer oder gleich c ergibt bei ruhendem Erreger und bewegtem Beobachter keinen Sinn, da keine Wellenfront mehr je den sich vom Erreger entfernenden Beobachter erreichen würde.
Im Unterschied zum ersten Fall ist also anzumerken:
Bei bewegtem Erreger und ruhendem Beobachter relativ zum Träger einer Welle ändert sich die Länge der Wellen, bei bewegtem Beobachter und ruhendem Erreger deren Ausbreitungsgeschwindigkeit.
Der Effekt bleibt jedoch in beiden Fällen qualitativ der gleiche:
Verkürzt sich der Abstand zwischen Erreger und Empfänger der Wellen, erhöht sich die vom Empfänger wahrgenommene Frequenz im Vergleich zu der vom Erreger ausgesandten, so daß Töne z.B. höher gehört als erzeugt werden.
Vergrößert sie sich deren Abstand jedoch, verringert sich die vom Empfänger wahrgenommene Frequenz, dies äußert sich beispielsweise durch eine Wahrnehmung tieferer Töne.
© René Kubach, rene@eDynamic.de. Alle Rechte vorbehalten. Alle Angaben ohne Gewähr.
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