Dopplereffekt berechnen
Hier können Sie den Dopplereffekt berechnen: Aus Sendefrequenz, Geschwindigkeiten und Schallgeschwindigkeit ergibt sich die gehörte Frequenz. Beispiel: Eine Sirene mit 700 Hz, die mit 90 km/h auf Sie zufährt, klingt wie 755 Hz, beim Wegfahren wie etwa 652 Hz.
Quelle: Wikipedia – Doppler-Effekt. Stand: .
So wird gerechnet
Der Dopplereffekt beschreibt, dass sich die wahrgenommene Frequenz einer Welle ändert, wenn sich Quelle oder Beobachter bewegen. Bei Schall hört man das an vorbeifahrenden Sirenen: Beim Annähern klingt der Ton höher, beim Entfernen tiefer.
Die Formel
Für Schall in ruhender Luft gilt f′ = f · (c + v_B) / (c − v_Q). Dabei ist f die Frequenz der Quelle, c die Schallgeschwindigkeit, v_Q die Geschwindigkeit der Quelle und v_B die des Beobachters. Nähert sich die Quelle, steht v_Q positiv im Nenner und verkleinert ihn, die Frequenz steigt; beim Entfernen kehrt sich das Vorzeichen um. Die Schallgeschwindigkeit in Luft ergibt sich aus der Temperatur: c = 331,3 m/s · √(1 + T / 273,15 K), bei 20 °C etwa 343 m/s.
Beispiel Sirene
Ein Rettungswagen mit 90 km/h (25 m/s) und einer Sirene von 700 Hz: Beim Annähern hört man 700 · 343,2 / (343,2 − 25) ≈ 755 Hz, beim Entfernen 700 · 343,2 / (343,2 + 25) ≈ 652 Hz. Die Vorbeifahrt-Tabelle zeigt beide Werte; der Sprung entspricht rund 2,5 Halbtönen.
- Die Quelle muss langsamer als der Schall sein; bei Überschall entsteht ein Machscher Kegel.
- Auch ein bewegter Beobachter hört eine andere Frequenz, selbst wenn die Quelle ruht.
- Dasselbe Prinzip nutzen Radar, Ultraschall-Doppler in der Medizin und Durchflussmessung.
Häufige Fragen
Wie berechnet man den Dopplereffekt?
Mit f′ = f · (c + v_B) / (c − v_Q): Quellfrequenz mal Schallgeschwindigkeit plus Beobachtergeschwindigkeit, geteilt durch Schallgeschwindigkeit minus Quellgeschwindigkeit. Bei Annäherung sind die Geschwindigkeiten positiv.
Warum klingt ein Martinshorn beim Vorbeifahren tiefer?
Beim Annähern werden die Schallwellen gestaucht und die Frequenz steigt, beim Entfernen werden sie gedehnt und die Frequenz sinkt. Beim Vorbeifahren springt der Ton deshalb nach unten.
Gilt die Formel auch für Licht?
Nein. Licht braucht kein Medium; für Licht gilt der relativistische Dopplereffekt, der zur Rot- oder Blauverschiebung führt. Dieser Rechner behandelt nur Schall.
Quellen und Rechtsgrundlagen
- Wikipedia – Doppler-Effekt
- Wikipedia – Doppler effect
- Wikipedia – Schallgeschwindigkeit (Luft, Temperaturabhängigkeit)
Stand: · So prüfen wir
Passende Werkzeuge
- Schallgeschwindigkeit berechnenSchallgeschwindigkeit berechnen aus der Lufttemperatur und daraus die Entfernung aus der Laufzeit, etwa Blitz bis Donner oder Echo. Mit Rechenweg, kostenlos.
- Wellenlänge berechnenWellenlänge berechnen aus der Frequenz oder die Frequenz aus der Wellenlänge, für Licht, Funk und Schall, in Luft, Wasser oder Glas, mit Photonenenergie.
- Frequenz in Note umrechnen und zurückFrequenz in Note umrechnen und umgekehrt: Hz zur nächsten Note mit Abweichung in Cent, MIDI-Nummer und Wellenlänge. Mit einstellbarem Kammerton, kostenlos.
- Dezibel messenLautstärke im Browser messen: Pegel in dBFS, grob geschätzte dB(A), Minimum, Maximum und Mittelungspegel Leq, Abgleich mit Messgerät. Ohne App und Aufnahme.
- km/h in mph umrechnenkm/h in mph umrechnen und zurück: 100 km/h = 62,14 mph. Dazu m/s, Knoten und ft/s – mit Rechenweg, Umrechnungstabelle und der Zeit für 100 km.
- Lichtgeschwindigkeit-RechnerLichtgeschwindigkeit-Rechner: Wie lange braucht Licht für eine Strecke, wie weit kommt es in einer Zeit? Für Vakuum, Luft, Wasser und Glasfaser, mit Beispielen.
- Taschenrechner onlineKostenloser Online-Taschenrechner: tippen oder klicken, Ergebnis sofort – mit Punkt-vor-Strich, Klammern, Prozent, Wurzel, Rechenweg und Verlauf.
- Lichtjahre in km umrechnenLichtjahre in km: Entfernung in Lichtjahren, AE, Parsec, Kilometern oder Meilen eingeben und alle Einheiten sehen – mit Beispiel und Tabelle.
- Notenspiegel berechnen: Durchschnitt der KlassenarbeitNotenspiegel berechnen für die Klassenarbeit: Anzahl je Note eintragen, sofort Durchschnitt, Prozentanteile, Median und Anteil der Fünfen und Sechsen sehen.