P 156: Von Sheldon Cooper, Trompetern und alten Dampfzügen, aktualisiert 24.2. (K)

 Teil 9: Der Dopplereffekt: Im Abitur, der Medizin und der Astronomie

 31. Dopplereffekt: Etwas nur für hochbegabte Nerds?

Im Anschlussvideo wird der Dopplereffekt erklärt, aber nur für einen bewegten Sender:

 

Nachtrag: Der letzte Teil des Filmes ist falsch. Sterne bewegen sich nicht von uns fort...die Autoren des Films haben das mit der sog. "Fluchtbewegung " der Galaxien verwechselt. Das ist aber auch keine Bewegung, sondern die Folge der Raumausdehnung zwischen den Galaxien. Dadurch werden auch die Wellen verlängert. Also kein Doppler-Effekt, sondern eine kosmische Rotverschiebung durch die Expansion.

 

Welche anderen Möglichkeiten gibt es noch einen Dopplereffekt nachzuweisen?

Wann bemerkt man ihn nicht? 

Ein einführendes Video: Das Himmelskarussell

32.  Ein historisches Transportphänomen

Christian Doppler (1803-1853) wollte eigentlich die Farben von Sternen in Doppelsternsystemen erklären...("Über das farbige Licht der Doppelsterne und einiger anderer Gestirne des Himmels").

 

Vor über 200 Jahren fotografiert

 Wenn sich einer der Sterne auf die Erde zubewegt, dann  kommen die Wellenberge öfters, die Frequenz steigt, die Wellenlänger wird kürzer: Der Stern erscheint blau.

Bewegt sich der andere Stern von der Erde fort, dann sinkt die Ankunftsfrequenz der Wellenberge, die Wellenlänge steigt, der Stern erscheint rot. So dachte Doppler.

In der Tat gibt es Doppelsterne, bei denen ein Stern rötlich und einer bläuchlich erscheint, wie Albireo im Schwan.

 

Heute wissen wir, dass die Farben der Sterne durch die Oberflächentemperatur (und bei Rotverfärbung durch den interstellaren Staub) bestimmt sind, nicht durch ihre Bewegung. Dieser Bewegungseffekt ist zu klein. Wir haben das Wiensche Verschiebungsgesetz kennengelernt: Blaue Sterne sind heiß, etwa 20 000 K), rote kühl (etwa 3000 K).

Wien und die Farben der Sterne

Den akustischen Effekt konnte man sogar mit einem auf einer Dampflokomotive (das war das Schnellste, was man damals hatte...) mitfahrenden Trompeter und einem Musiker, der den Tonunterschied am Bahndamm genau analysieren konnte, experimentell zu Dopplers Lebzeiten nachweisen.

Wir kennen das heute von vorbeifahrenden Autos mit eingeschalteter Sirene.

 Dieser Dopplereffekt hat nichts mit Wellen zu tun, er ist ein reines Transportphänomen.

Man merkt das bei einer Schneeballschlacht: Laufe ich auf die Gegner zu, werde ich von mehr Bällen getroffen, laufe ich weg, von wenigern. Genau das ist die Frequenzänderung: Man wird von mehr oder weniger Wellenbergen getroffen...

Das wissen die meisten intuitiv...ich laufe weg, und die Gegner auf mich zu....

Und so werden wir viele seltsame Beispiele kennenlernen:

Hunde, die ein Schäfer aussendet.:Dopplereffekt an einer Hundekette

leifiphysik

Kuchen, die auf einem Transportband durch die Gegend reisen...:Dopplereffekt in einer Großbäckerei

Packen wirs an...