Doppler,das missbrauchte Wesen

[Lagrange]

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Bei:

Fall8: der Sender ruht zum Medium, der Empfänger kreist um den Sender.
Fall9: der Empfänger ruht zum Medium, der Sender kreist um den Empfänger.

Fall 8 und Fall9 ist es ebenso, trotzdem der Sender oder der Empfänger im Medium bewegt ist tritt kein Doppler auf.
Grund: der Abstand zwischen Sender und Empfänger ändert sich nicht.
Auch hier spielt die Wellenlänge keine Rolle, auch der Weg vom Sender zum Empfänger, bzw. umgekehrt, spielt keine Rolle.
Der Weg des Signals vom Sender zum Empfänger ist gerade, jedoch nehmen die einzelnen Phasen des Signals unterschiedliche Wege.

Kurt

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Falls Sender ein Laser oder ein Atom ist, dann ändert sich die gesendete Frequenz.

[Rudi Knoth]

Extra für Kurt:

Ein Radargerät errechnet die Relativgeschwindigkeit zwischen sich und einem Objekt mithilfe des Doppler-Effekts. Hier ist der grundlegende Ablauf:

1. **Aussenden eines Radarsignals**: Das Radargerät sendet elektromagnetische Wellen in Richtung des Objekts.

2. **Reflexion der Wellen**: Diese Wellen treffen auf das Objekt, werden dort reflektiert und kehren zum Radargerät zurück.

3. **Doppler-Effekt**: Wenn sich das Objekt relativ zum Radargerät bewegt, ändert sich die Frequenz der reflektierten Wellen:
- Bewegt sich das Objekt **auf das Radargerät zu**, ist die Frequenz der reflektierten Wellen **höher**.
- Bewegt sich das Objekt **vom Radargerät weg**, ist die Frequenz **niedriger**.

4. **Frequenzverschiebung messen**: Das Radargerät misst die Differenz zwischen der ausgesendeten und der reflektierten Frequenz. Diese Verschiebung nennt man **Doppler-Verschiebung**.

5. **Berechnung der Relativgeschwindigkeit**: Aus dieser Frequenzverschiebung kann die Relativgeschwindigkeit des Objekts berechnet werden. Die Formel, die hierbei verwendet wird, ist:



wobei:
- die Relativgeschwindigkeit ist,
- die Lichtgeschwindigkeit,
- die gemessene Frequenzverschiebung,
- die Frequenz des ausgesendeten Signals.

Durch diesen Prozess kann ein Radargerät die Geschwindigkeit eines Objekts relativ zu seiner eigenen Position genau bestimmen.

Volle Zustimmung bis auf eine kleine Anmerkung zu Formel der gemessenen Relativgeschwindigkeit. Diese gilt genau genommen nur bei i Vergleich zur Signalgeschwindigkeit kleinen Geschwindigkeiten. Dies ist bei Fahrzeugen auf der Erde sicher gegeben.

Gruß
Rudi Knoth

[Rudi Knoth]

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Bei:

Fall8: der Sender ruht zum Medium, der Empfänger kreist um den Sender.
Fall9: der Empfänger ruht zum Medium, der Sender kreist um den Empfänger.

Fall 8 und Fall9 ist es ebenso, trotzdem der Sender oder der Empfänger im Medium bewegt ist tritt kein Doppler auf.
Grund: der Abstand zwischen Sender und Empfänger ändert sich nicht.
Auch hier spielt die Wellenlänge keine Rolle, auch der Weg vom Sender zum Empfänger, bzw. umgekehrt, spielt keine Rolle.
Der Weg des Signals vom Sender zum Empfänger ist gerade, jedoch nehmen die einzelnen Phasen des Signals unterschiedliche Wege.

Kurt

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Falls Sender ein Laser oder ein Atom ist, dann ändert sich die gesendete Frequenz.

Das gilt genau genommen nur für den Fall 9. Im Fall 8 hat der Empfänger eine "niedrigere Resonanzfrequenz" was durch Experimente schon gemessen wurde. Allerdings gibt es zu Ergebnis neuerer Messungen noch eine Diskussion darüber, warum die Frequenzänderung um 30% von der nach der SRT berechneten abweicht.

Gruß
Rudi Knoth

Nachtrag, weil Lagrange hier eine Formal angegeben hat. Die Messungen zeigen eine um 30% größere Frequenzänderung. beim bewegten Empfänger.

[Kurt]

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Bei:

Fall8: der Sender ruht zum Medium, der Empfänger kreist um den Sender.
Fall9: der Empfänger ruht zum Medium, der Sender kreist um den Empfänger.

Fall 8 und Fall9 ist es ebenso, trotzdem der Sender oder der Empfänger im Medium bewegt ist tritt kein Doppler auf.
Grund: der Abstand zwischen Sender und Empfänger ändert sich nicht.
Auch hier spielt die Wellenlänge keine Rolle, auch der Weg vom Sender zum Empfänger, bzw. umgekehrt, spielt keine Rolle.
Der Weg des Signals vom Sender zum Empfänger ist gerade, jedoch nehmen die einzelnen Phasen des Signals unterschiedliche Wege.

Falls Sender ein Laser oder ein Atom ist, dann ändert sich die gesendete Frequenz.

Nur bei einem bestimmten Umständen.

Kurt

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[Lagrange]

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Das gilt genau genommen nur für den Fall 9. Im Fall 8 hat der Empfänger eine "niedrigere Resonanzfrequenz" was durch Experimente schon gemessen wurde. ...

Stimmt.

[Lagrange]

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Nachtrag, weil Lagrange hier eine Formal angegeben hat. Die Messungen zeigen eine um 30% größere Frequenzänderung. beim bewegten Empfänger.

Vielleicht müsste die Wurzel weg.

[Kurt]

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Bei:

Fall8: der Sender ruht zum Medium, der Empfänger kreist um den Sender.
Fall9: der Empfänger ruht zum Medium, der Sender kreist um den Empfänger.

Fall 8 und Fall9 ist es ebenso, trotzdem der Sender oder der Empfänger im Medium bewegt ist tritt kein Doppler auf.
Grund: der Abstand zwischen Sender und Empfänger ändert sich nicht.
Auch hier spielt die Wellenlänge keine Rolle, auch der Weg vom Sender zum Empfänger, bzw. umgekehrt, spielt keine Rolle.
Der Weg des Signals vom Sender zum Empfänger ist gerade, jedoch nehmen die einzelnen Phasen des Signals unterschiedliche Wege.

Kurt

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Falls Sender ein Laser oder ein Atom ist, dann ändert sich die gesendete Frequenz.

Das gilt genau genommen nur für den Fall 9. Im Fall 8 hat der Empfänger eine "niedrigere Resonanzfrequenz" was durch Experimente schon gemessen wurde. Allerdings gibt es zu Ergebnis neuerer Messungen noch eine Diskussion darüber, warum die Frequenzänderung um 30% von der nach der SRT berechneten abweicht.

Rie RT kennt die Ursache nicht, also rät sie einfach oder verwendet eine falsche Vorstellung über die Ursache der Änderung.

Kurt

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[Kurt]

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Nachtrag, weil Lagrange hier eine Formal angegeben hat. Die Messungen zeigen eine um 30% größere Frequenzänderung. beim bewegten Empfänger.

Vielleicht müsste die Wurzel weg.

Besser: die richtige Vorstellung über den Umstand warum der bewegte Part langsamer schwingt.
Es gibt zwei Umstände, den richtigen rausfinden können wir ev. hier.
Könnens ja mal versuchen.

Kurt

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[Skeptiker]

Diese gilt genau genommen nur bei i Vergleich zur Signalgeschwindigkeit kleinen Geschwindigkeiten.

Selbstverständlich, aber selbst das läst sich einfach korrigieren

Wenn die Relativgeschwindigkeit in den Bereich der relativistischen Geschwindigkeiten (also nahe an der Lichtgeschwindigkeit) geht, müssen die klassischen Berechnungen durch relativistische Korrekturen ersetzt werden, da Effekte der speziellen Relativitätstheorie (SRT) relevant werden. Der Doppler-Effekt muss dann unter Berücksichtigung der relativistischen Effekte berechnet werden.

### Relativistischer Doppler-Effekt

Der relativistische Doppler-Effekt berücksichtigt sowohl die Geschwindigkeit des Objekts als auch die Zeitdilatation. Die allgemeine Formel für den relativistischen Doppler-Effekt lautet:



### Berechnung der Relativgeschwindigkeit

Um nun die Relativgeschwindigkeit zu berechnen, wenn eine Frequenzverschiebung gemessen wird, kann die Formel umgestellt werden:



Diese Gleichung kann man nach v umstellen:



### Beispielrechnung bei v = 0,5c

Wenn das Objekt sich mit v = 0,5c bewegt und wir den Doppler-Effekt berechnen wollen, verwenden wir die obige Formel. Setzen wir v = 0,5c ein:



Die beobachtete Frequenz wäre also etwa 57,7 % der ausgesendeten Frequenz, wenn das Objekt mit halber Lichtgeschwindigkeit auf das Radar zufliegt.

### Fazit

In relativistischen Geschwindigkeitsbereichen wird die klassische Doppler-Verschiebung durch den relativistischen Doppler-Effekt ersetzt. Es treten Effekte wie die Zeitdilatation auf, was zu einer anderen Frequenzverschiebung und damit zu einer anderen Berechnung der Relativgeschwindigkeit führt.

Zeigt aber auch einmal mehr: es sind keine weiteren Angaben notwendig, so wie Kurt immer wieder behauptet.

[Lagrange]

Hier wird nicht relativistisch gerechnet weil alles im gleichen BS passiert.