Doppler-Effekt-Simulator

Der Doppler-Effekt beschreibt die Frequenzverschiebung einer Welle bei relativer Bewegung zwischen Quelle und Empfänger. Bei Annäherung werden Wellenfronten komprimiert, was die Wellenlänge verkürzt und die beobachtete Frequenz erhöht: f' = f * (v + v_o) / (v - v_s). Dies führt zu höheren Tönen oder Blauverschiebung bei Licht.

Eine häufige Überraschung: Ein mit konstanter Geschwindigkeit herannahender Krankenwagen wird nicht immer höher — er hält einen hohen, gleichbleibenden Ton und springt in dem Moment, in dem er an dir vorbeifährt, auf einen tieferen, gleichbleibenden Ton. Die Tonhöhe ändert sich nur, weil die Bewegungsrichtung relativ zu dir von „auf dich zu" auf „von dir weg" umschlägt. Stelle die Quellgeschwindigkeit ein und starte: Der Wert des vorderen Beobachters bleibt beim Herannahen konstant und springt beim Vorbeifahren nach unten.

Beim Schall sind eine bewegte Quelle und ein bewegter Beobachter nicht gleichwertig, selbst bei identischer Annäherungsgeschwindigkeit. Eine Quelle, die sich einem ruhenden Zuhörer mit 34.3 m/s nähert, hebt 440 Hz auf f·343/308.7 ≈ 489 Hz; ein Zuhörer, der sich mit denselben 34.3 m/s einer ruhenden Quelle nähert, hört nur f·377.3/343 ≈ 484 Hz. Die Luft ist ein bevorzugtes Bezugssystem, daher verrät der Schall-Doppler heimlich, wer sich relativ zum Medium bewegt — etwas, das der Doppler-Effekt des Lichts ohne Medium niemals kann.