The Doppler Effect


"... change in the wavelength (or frequency) of energy in the form of waves, e.g., sound or light, as a result of motion of either the source or the receiver of the waves; the effect is named for the Austrian scientist Christian Doppler, who demonstrated the effect for sound. If the source of the waves and the receiver are approaching each other (because of the motion of either or both), the frequency of the waves will increase and the wavelength will be shortenedsounds will become higher pitched and light will appear bluer. If the sender and receiver are moving apart, sounds will become lower pitched and light will appear redder. A common example is the sudden drop in the pitch of a train whistle as the train passes a stationary listener. The Doppler effect in reflected radio waves is employed in radar to sense the velocity of the object under surveillance. In astronomy, the Doppler effect for light is used to measure the velocity and rotation of stars and galaxies along the direction of sight. In the spectrum of nearly every star there are wavelengths, characteristic of atoms, that lie near but not quite coincident to the same wavelengths as measured in the laboratory. The small deviations or shifts are generally due to the relative motion of the celestial object and the earth. Both blue shifts and red shifts are observed for various objects, indicating relative motion both toward and away from the earth. Such shifts have been used to measure the orbital velocity of the earth, to detect binary stars and variable stars , and to detect rotation of other galaxies. The Doppler effect is responsible for the red shifts of distant galaxies, and also of quasars , and thus provides the best evidence for the expansion of the universe, as described by Hubble's law . In addition to observations of visible light, the Doppler effect for radio waves is utilized by astronomers to determine the velocities of dust clouds in the spiral arms of the Milky Way galaxy. These observations provided the first direct proof that our own galaxy is rotating. The Doppler shift in radar pulses reflected from the surfaces of Venus and Mercury have been analyzed to obtain new values for their periods of rotation about their axes."

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Christian Johann Doppler (1803 - 1853)

was born in Salzburg, Austria at No. 1 Makart Square (a few doors down from Mozart's place at No. 8) in 1803 as the second son of a master stone-mason. He became a math professor and presented his eponymous effect in a study on changes in color due to motion of double stars in 1842.



Christian Johann Doppler


Der Doppler-Effekt

Die beobachtete Veränderung der Wellenlänge einer Welle (z. B. Schallwelle oder elektromagnetische Welle) (siehe Wellenbewegung), wenn sich die Quelle der Wellen und der Beobachter relativ zueinander bewegen. Nähert sich die Quelle dem Beobachter, ist jeder Wellenzug näher beim vorhergehenden Wellenzug, als dies der Fall wäre, wenn sich die Quelle nicht relativ zum Beobachter bewegen würde. Dies wird als ein Steigen der Frequenz wahrgenommen, wobei der Grundton einer Schallquelle höher und die Farbe einer Lichtquelle blauer scheint. Wenn eine Schallquelle Schallgeschwindigkeit erreicht, erklingt ein Überschallknall. Entfernt sich die Quelle einer Welle vom Beobachter, wird jeder Wellenzug weiter weg von ihm abgegeben, als es sonst der Fall wäre. Der Grundton scheint daher tiefer und die Farbe röter zu sein als sonst (siehe Licht, Spektrum). Der nach Christian Johann Doppler (1803–1853) benannte Doppler-Effekt wurde zum ersten Mal im Jahre 1842 beschrieben und ist in der Astronomie von großer Bedeutung. Durch die Beobachtung von Sternspektren kann die relative Geschwindigkeit bestimmt werden, mit der sich Sterne auf uns zu oder von uns weg bewegen. Rotverschiebungen in den Spektren weit entfernter Galaxien werden im allgemeinen als Beweis interpretiert, daß sich das Universum als Ganzes ausdehnt (siehe Rotverschiebung).

Christian Johann Doppler

war ein österreichischer Physiker und Mathematiker. Doppler wurde am 29. November 1803 in Salzburg geboren. Nach erfolgreichem Studium am Polytechnischen Institut in Wien ging Doppler 1835 nach Prag und lehrte dort an der Technischen Lehranstalt Physik – er war außerdem als Mathematiklehrer tätig. 1847 folgte Doppler dem Ruf an die Technische Fakultät in Chemnitz (heute Technische Hochschule). Hier übernahm Doppler den Lehrstuhl für Physik. 1850 wechselte er zunächst an das Polytechnische Institut in Wien und wurde hier Professor für praktische Geometrie. Nur wenig später ernannte man ihn zum Direktor des Physikalischen Instituts der Wiener Universität. Berühmt wurde Doppler durch seine Arbeiten über die Frequenzänderungen von Wellen, die von einer bewegten Quelle ausgehen. 1842 beschrieb Doppler ein akustisches Phänomen, das heute Doppler-Effekt genannt wird: Die Schallfrequenz ändert sich mit der relativen Geschwindigkeit von Beobachter und Schallquelle (in der Alltagserfahrung z. B. bei vorbeifahrenden Zügen zu hören). Doppler übertrug diese Gesetzmäßigkeit auf ein vergleichbares Phänomen der Optik. Dadurch gelang es erstmals die Entfernung von Sternen zu bestimmen. Diese Erkenntnisse stellte der Physiker in seinem Werk Über das farbige Licht der Doppelsterne zusammen, das 1843 in Prag erschien. Doppler starb am 17. März 1853 in Venedig.

Quelle: Microsoft Encarta

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