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Dopplereffekt, Machkegel und Überschall

Zusammenfassung zum Dopplereffekt

Beim Dopplereffekt unterscheidet man drei verschiedene Fälle: ruhender Empfänger und bewegter Sender, bewegter Empfänger und ruhender Sender, bewegter Empfänger und bewegter Sender.

Dopplereffekt: ruhender Empfänger und bewegter Sender
Fährt ein Sender mit der Geschwindigkeit u S an einem Empfänger vorbei, so berechnet sich die Änderung der Wellenlänge bzw. der Frequenz aus der folgenden Formel:
λ E = λ S ( 1 u S c )
bzw.
ν E = ν S 1 u S c .
Die oberen Vorzeichen, in diesem Fall beide Minuszeichen, beschreiben den Fall der Annäherung, die unteren Vorzeichen, hier die Pluszeichen, den Fall der Entfernung.
Dopplereffekt: bewegter Empfänger und ruhender Sender
Fährt ein Empfänger mit der Geschwindigkeit u E an einem Empfänger vorbei, so berechnet sich die Änderung der Frequenz aus der folgenden Formel: ν E = ν S ( 1 ± u E c ). Das obere Vorzeichen, in diesem Fall das Pluszeichen, beschreibt den Fall der Annäherung, das untere Vorzeichen, hier das Minuszeichen, den Fall der Entfernung.
Doppler-Effekt bei bewegtem Sender und bewegtem Empfänger
Zur Berechnung der Änderung von der Frequenz benötigt man die folgende Formel:
ν E = ν S 1 ± u E c 1 u S c .
Die Indizes S und E geben an, auf wen sich die gegebene Größe bezieht, auf Sender oder Empfänger. Die einzelnen Geschwindigkeiten sind durch u und die einzelnen Frequenzen durch ν gegeben. Die oberen Rechenzeichen geben den Fall der Annäherung an und die unteren beschreiben den Fall der Entfernung von Sender und Empfänger.
Warnung
Diese Formeln gelten nur für den akustischen Doppler-Effekt. Beim optischen Doppler-Effekt gehen in die Änderung von Frequenz und Wellenlänge die Relativgeschwindigkeit von Sender und Empfänger und die Lichtgeschwindigkeit mit ein.
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