Der Dopplereffekt

Kurz: Fährt ein Krankenwagen mit Sirene auf uns zu, klingt der Ton höher, fährt er weg, klingt er tiefer. Diese Tonänderung durch Bewegung heißt Dopplereffekt.

Genauer: Bewegt sich eine Schallquelle auf uns zu, werden die Schallwellen vor ihr zusammengedrängt: Die Wellenlänge wird kürzer, die Frequenz höher. Hinter der Quelle werden die Wellen gedehnt, der Ton wird tiefer. Benannt ist der Effekt nach dem österreichischen Physiker Christian Doppler.

Im Detail

• Alltagsbeispiel: Sirenen, vorbeifahrende Züge oder Rennwagen zeigen den Effekt deutlich. Der Sprung im Ton passiert genau in dem Moment, in dem die Quelle an uns vorbeifährt.
• Auch der Hörer zählt: Der Effekt tritt auch auf, wenn sich der Hörer bewegt und die Quelle stillsteht. Entscheidend ist die Bewegung relativ zueinander und zur Luft.
• Stärke: Je schneller die Quelle im Vergleich zur Schallgeschwindigkeit ist, desto stärker ändert sich die Tonhöhe.
• Überschallknall: Fliegt ein Flugzeug schneller als der Schall, holen die Wellen es nicht mehr ein. Sie überlagern sich zu einer Stoßwelle, die am Boden als Knall zu hören ist.
• Radar: Die Polizei nutzt den Effekt bei Radargeräten: Reflektierte Funkwellen kommen von einem fahrenden Auto mit veränderter Frequenz zurück, daraus ergibt sich die Geschwindigkeit.
• Medizin: Bei der Doppler-Sonografie messen Ultraschallgeräte, wie schnell und in welche Richtung Blut in den Gefäßen fließt.
• Wetter: Doppler-Wetterradare erkennen, wie sich Regentropfen bewegen, und helfen so, Wind und Wirbel in Gewittern zu erkennen.
• Licht von Sternen: Auch Licht zeigt den Effekt. Entfernt sich eine Galaxie, ist ihr Licht zum Roten hin verschoben, nähert sie sich, zum Blauen hin.
• Zusammenhänge: Der Effekt beruht auf den Eigenschaften von Wellen (schall-und-dezibel, echo-und-schallgeschwindigkeit, urknall-und-expansion-des-universums).