3. Der Dopplereffekt im Alltag und seine Entdeckung

3.a. Entdeckung und Nachweis des Dopplereffektes



Der Dopplereffekt ist nach seinem Entdecker Christian Doppler benannt. Dieser stellte diesen Effekt erstmals 1842 in seinem Werk „Über das farbige Licht der Dopplersterne" vor. Seine Arbeit war rein hypothetischer Natur und rief vehemente Kritik hervor. Einer der nachhaltigsten Skeptiker war der Holländer Christoph Buys Ballot, der jedoch den Effekt durch einen Versuch selbst bestätigte.
Er stellte Musikanten entlang der Eisenbahnstrecke zwischen Utrecht und Maarsen auf und musikalisch geschulte Beobachter wurden am Frontteil der Lokomotive postiert. Die Zugmaschine fuhr nun mit einer Geschwindigkeit von 40 Meilen pro Stunde an den am Bahndamm aufgestellten Musikanten vorbei. Als der Zug sich den Musikanten am Bahndamm näherte wurde der Ton der Hornbläser von den Beobachtern am Zug um einen halben Ton höher gehört und einen halben Ton tiefer als sich der Zug von ihnen entfernte. Trotz dieser Bestätigung der Dopplerschen Theorie blieb Buys Ballot unverändert misstrauisch betreffend ihrer Anwendung auf Licht. Hippolyte Fizeau entdeckte den Effekt für die elektromagnetische Welle im Jahre 1848.


3.b. Verdeutlichung des Dopplereffektes

Theoretisch lässt sich der Dopplereffekt wie in dieser Abbildung gezeigt durch die Wellenfronten darstellen. Hier wird deutlich sichtbar, dass sich die „Bugwellen" für den Betrachter B verengen, da der Wellenurheber sich auf ihn zu bewegt.

Die gemeinhin häufigste Variante der praktischen Vorführung des Dopplereffektes begründet sich auf Notfällen, zu denen Einsatzkräfte mit Feuerwehrauto etc. anrücken. Diese Fahrzeuge machen sich durch das Martinshorn akustisch bemerkbar und fahren der Situation angepasst relativ schnell. Für den am Straßenrand stehenden Beobachter sind das ideale Vorraussetzungen, um den akustischen Dopplereffekt zu beobachten. Auch ohne musikalische geschultes Ohr ist der Tonunterschied zwischen dem „Tatütata" des herannahenden Fahrzeuges und jenem nach dem Überholen zu unterscheiden.
Allgemein jedoch ist diese Wellenerscheinung so gut wie immer und überall vorhanden und beobachtbar. Selten, dafür besonders auffällig sind dabei die Sonderformen, wie der Überschallknall bei Flugzeugen.
Für die Vorführung im Schulbetrieb eignet sich eine Kombination aus Pendel und Lautsprecher. Dabei sollte die Länge des Pendels recht groß sein, um eine ausreichend lange Schwingungsdauer zu gewährleisten.