Doppler-Effekt
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Doppler-Effekt:
- Veränderung der Frequenz einer Welle, wenn
sich Quelle und Beobachter zueinander bewegen
- Beispiel: Schallwellen beim vorbeifahrenden
hupenden Fahrzeug
- Verhältnisse unterschiedlich bei Bewegung von
Quelle oder Beobachter (wegen Medium)
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Bewegter Beobachter:
- Quelle in Ruhe
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Simulation:
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Geschwindigkeit vB des Beobachters auf die Quelle zu
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Zeit zwischen zwei Wellenbergen beim Beobachter:
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mit c = λ fQ folgt
- bei Bewegung von der Quelle weg: vB
negativ
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Bewegte Quelle:
- Beobachter in Ruhe
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Simulation:
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Geschwindigkeit vQ der Quelle auf den Beobachter zu
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in Zeit TQ hat sich Quelle um
vQTQ auf Beobachter zubewegt →
Wellenlänge ist kürzer:
- bei Bewegung vom Beobachter weg: vQ
negativ
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Überschallkegel:
- Quelle bewege sich mit vQ > c
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Simulation:
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Schallwellen treten nur auf innerhalb eines Kegels (Machscher Kegel):
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Öffnungswinkel α des Kegels
- außerhalb des Kegels nichts zu
hören
- bei Überschreiten des Kegelmantels hoher
Lautstärke-Unterschied (Überschallknall)
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Doppler-Effekt des Lichts:
- Ausbreitung elektromagnetischer Wellen
ohne Medium
- nur Relativgeschwindigkeit v zwischen Quelle und
Beobachter relevant
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Beziehung (folgt aus der speziellen Relativitätstheorie):
- Anwendung: Radarkontrolle
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Aufgaben: