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DopplerEffekt: + oder - in der Aufgabe verwenden

Universität / Fachhochschule

Tags: Dopplereffekt, Physik, Wellen

ElectricEngineers aktiv_icon

13:25 Uhr, 24.09.2018

Hallo Forum,

Ich komme mit dem Thema Doppler-Effekt in Physik nicht klar, wweil ich nicht weiß, ob ich in dieser Formel für Bewegte Quelle oder Empfänger

f_{E} = \frac{v + - v_{E}}{v + - v_{Q}} \cdot f_{Q}

Plus oder Minus verwenden soll. Gibt es da eine Regel?

Zum Beispiel bei einer Aufgabe vom Tipler:

"Eine Schallquelle mit einer Frequenz von 200 Hz bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von
80 m/s relativ zur ruhenden Luft auf einen ruhenden Beobachter zu.
a) Bestimmen Sie die Wellenlänge des Schalls im Bereich zwischen Quelle und Beobachter."

Wieso muss ich da bei der folgenden Formel

λ = \frac{v - v_{Q}}{v_{Q}} = (343 - 80) : 200 = 1, 32 m

343-80 rechnen und wieso nicht plus?

Danke

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."

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13:54 Uhr, 24.09.2018

Falls es hier keiner genau weiß,

www.physikerboard.de

Enano

16:47 Uhr, 24.09.2018

Hallo,

deine erste Gleichung deckt ja alle Fälle von Quellen- und/oder Beobachterbewegungen ab.

Angenommen, ein Schall wird von einer ruhenden Quelle aus, zu einem Körper, der sich auf die Quelle zu bewegt, emittiert.
Dann gibt es zwei Doppler-Effekte, weil einerseits die emittierte Welle auf den bewegten Körper trifft, der folgende Frequenz wahrnimmt:

f_{e} = \frac{v + v_{E}}{v} \cdot f_{Q}

und außerdem der bewegte Empfänger diese Welle mit der Frequenz

f_{e}

zurück wirft, was der Schallaussendung einer bewegten Quelle gleich kommt.

Damit ist die registrierte Frequenz:

f_{E} = \frac{f_{e}}{\frac{v - v_{Q}}{v}} = f_{Q} \cdot \frac{v + v_{E}}{v} / \frac{v - v_{Q}}{v} = \frac{v + v_{E}}{v - v_{Q}} \cdot f_{Q}

"Gibt es da eine Regel?"

Weil sich in diesem Fall der Körper auf Sender und Empfänger zu bewegt, muss sich beide Male die Frequenz erhöhen,

d . h

v_{E}

muss im Zähler zu

v

addiert und

v_{Q}

von

v

subtrahiert werden, weil es im Nenner steht.

Bei deiner zweiten Gleichung meinst du wohl:

λ_{N} = \frac{v - v_{Q}}{v} \cdot λ

"wieso nicht plus?"

Weil dann der Zähler und somit auch die Wellenlänge größer werden würde und damit die Frequenz kleiner.
Die Schallquelle bewegt sich aber auf den Beobachter zu und deshalb nimmt der Beobachter einen höheren Ton wahr.

ElectricEngineers aktiv_icon

16:50 Uhr, 24.09.2018

Perfekt Danke,
Also vorher immer überlegen ob sich die Frequenz oder die Wellenlänge verkleinern oder vergrößern. Alles klar, danke mach ich so

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