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Wahrnehmung:

Frequenzverschiebung, Doppler-Effekt

Bewegt sich eine Quelle, die Wellen aussendet (beispielsweise Licht oder Schall), oder bewegt sich der Beobachter, dann ändert sich die empfangene Frequenz, wenn sich der Abstand von Sender und Empfänger ändert.
Verkleinert sich der Abstand, wird die Frequenz größer, im anderen Falle umgekehrt. Dies Phänomen wird mit Doppler-Effekt bezeichnet.
In der Astrophysik bestimmt man aus einer Linienverschiebung im Sprektrum von Sternen deren Geschwindigkeit relativ zur Erde.
Bei einer Verkehrskontrolle mit Radar kann man daraus die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges ermitteln

Bei Schallsignalen ist uns dieser Effekt bekannt, beispielsweise bei Vorbeifahrt eines lauten Motorrades oder eines Rennwagens. Bei der Annäherung ist die wahrgenomme Tonhöhe hoch, während sie beim Wegfahren niedriger erscheint, obwohl der Fahrzeugmotor mit konstanter Drehzahl läuft.

Frage zu dem folgenden Beispiel:
Ein Feuerwehrfahrzeug entfernt sich zunächst. Was macht die Frequenz des Martinshorns zunächst und später?

Abb. 01: Zwei Düsen blasen periodisch Luft auf eine Wasseroberfläche. Die entstehenden Ringsysteme überlagern sich. Die rechte Düse wurde kurz vor der Aufnahme nach rechts bewegt. Vor der Düse (rechts) schieben sich die Wellen zusammen, links davon auseinander. Ein Beobachter auf dem Wasser stellt rechts eine höhere und links eine niedrigere Frequenz fest. (FB)

Abb. 02: Bewegung umgekehrt und schneller als die Geschwindigkeit der Wasserwellen.
Wie beim Überschallknall eines Düsenjägers entsteht vor der Düse eine Kopfwelle mit hoher Intensität. (FB)

Abb. 03: Frequenzverschiebung durch bewegten Sender. Ein Feuerwehrfahrzeug fährt weg, es entfernt sich zunächst mit konstanter Geschwindigkeit. Was geschieht nach der fünften Sekunde? Tondatei (Wave-Datei 711 kB) (FB)