Physik

Doppler-Effekt


Dieser Effekt wird als eine Eigenschaft beschrieben, die bei Wellen beobachtet wird, die von sich bewegenden Quellen relativ zum Betrachter ausgesendet oder reflektiert werden.

Der Effekt wurde erstmals 1842 von Johann Christian Andreas Doppler theoretisch beschrieben, benannt nach dem Doppler-Effekt zu seinen Ehren.

Bei Schallwellen ist der Doppler-Effekt das Phänomen, bei dem ein Beobachter andere Frequenzen als die von einer Quelle ausgesandten wahrnimmt und aufgrund der relativen Geschwindigkeit zwischen der Schallwelle und der relativen Bewegung zwischen dem Beobachter und / oder der Quelle auftritt.

In Erwägung nachstehender Gründe:

Wir können eine allgemeine Formel zur Berechnung der vom Beobachter wahrgenommenen Frequenz, dh der scheinbaren Frequenz, bestimmen.

  • Angenommen, der Beobachter befindet sich in Ruhe und die Quelle bewegt sich:

Für den Fall, dass sich die Quelle dem Beobachter nähert, gibt es eine Verkürzung der Wellenlänge in Bezug auf die Relativgeschwindigkeit, und die reale Frequenz ist niedriger als die beobachtete, dh:

Wenn sich die Quelle bewegt, muss auch ihre Geschwindigkeit berücksichtigt werden, damit:

Ersetzen bei der Berechnung der beobachteten Häufigkeit:

Dh:

Für den Fall, dass die Quelle vom Beobachter abweicht, gibt es eine scheinbare Wellenlängenverlängerung. In diesem Fall ist der Abzug der Berechnung der beobachteten Frequenz analog zum vorherigen Fall.

Jedoch:

Also:

Wir können eine allgemeine Formel für Fälle schreiben, in denen sich die Quelle verschiebt und der Beobachter stillsteht, wenn wir verwenden:

Dies ist das negative Vorzeichen für den Fall, dass sich die Quelle nähert, und das positive Vorzeichen für den Fall, dass sich die Quelle entfernt.


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