Grundkurs Dopplereffekt

[Rudi Knoth]

Da es gestern Klärungsbedarf über dieses Thema im Rahmen des Themas "Doppelspalt-Experiment" gab, will ich dieses Thema generell hier erklären. Dabei beginne ich mit dem einfachen Fall, daß der Sender im Medium ruht und der Empfänger sich auf diesen hinzu bewegt. Dann bewegt sich der Empfänger zwischen zwei Wellenberge, die sich mit der Geschwindigkeit c bewegen mit der Geschwindigkeit v entgegen.

Wenn fs die Sendefrequenz ist dann ergibt sich für die Strecke zwischen den beiden Wellenbergen die Zeit:



Die Frequenz fe ist dann der Kehrwert von Te also



oder



Wie man sieht, hängt das Verhältnis der Frequenzen von dem Verhältnis der Geschwindigkeit des Empfängers zur Signalgeschwindigkeit ab. Also bei gleicher Geschwindigkeit des Empfängers deutlich von der Signalgeschwindigkeit.

Gruß
Rudi Knoth

[Kurt]

Da es gestern Klärungsbedarf über dieses Thema im Rahmen des Themas "Doppelspalt-Experiment" gab, will ich dieses Thema generell hier erklären. Dabei beginne ich mit dem einfachen Fall, daß der Sender im Medium ruht und der Empfänger sich auf diesen hinzu bewegt. Dann bewegt sich der Empfänger zwischen zwei Wellenberge, die sich mit der Geschwindigkeit c bewegen mit der Geschwindigkeit v entgegen.

Wenn fs die Sendefrequenz ist dann ergibt sich für die Strecke zwischen den beiden Wellenbergen die Zeit:



Die Frequenz fe ist dann der Kehrwert von Te also



oder



Wie man sieht, hängt das Verhältnis der Frequenzen von dem Verhältnis der Geschwindigkeit des Empfängers zur Signalgeschwindigkeit ab. Also bei gleicher Geschwindigkeit des Empfängers deutlich von der Signalgeschwindigkeit.

Laut deiner Formel liege ich falsch und die Empfangsfrequenz die der Empfänger sieht hängt von der Übertragungsgeschwindigkeit mit ab.
Da habe ich wohl einen Gedankenfehler drinnen.

Meine Hintergrundüberlegung.

Der Sender ruht und sendet, der Empfänger ruht in festem Abstand zum Sender und empfängt die Sendesignalfrequenz.

Nun bewegt sich der Empfänger auf einer bestimmten Strecke/Streckenlänge auf den Sender zu, die Strecke ist in der Fahrzeit überwunden.
Dabei empfängt er eine höhere Frequenz als die Sendesignalfrequenz.

Ob das Sendesignal nun schnell oder langsam übertragen wird hat keinen Einfluss auf die Dauer die der Empfänger braucht bis er die Fahrstrecke überwunden hat.
Er empfängt dabei die gleiche Anzahl an Schwingungen des Senders, unabhängig davon wie schnell diese ihm zugestellt werden.

Wo liegt mein Gedankenfehler?

Kurt

.

[Rudi Knoth]

Hallo Kurt

Ob das Sendesignal nun schnell oder langsam übertragen wird hat keinen Einfluss auf die Dauer die der Empfänger braucht bis er die Fahrstrecke überwunden hat.
Er empfängt dabei die gleiche Anzahl an Schwingungen des Senders, unabhängig davon wie schnell diese ihm zugestellt werden.

Je größer die Geschwindigkeit der Signale ist desto kleiner ist der relative Zuwachs durch die Bewegung des Empfängers gegenüber dem stehenden Empfänger. Daher der Ausdruck v/c in der Formal. Denn in der Zeit, in der die Welle t*c zurücklegt, legt der Empfänger t*v zurück. Also bei größerem c eine kleinere Strecke bei der gleichen Zeit t.

Gruß
Rudi Knoth

[Kurt]

Hallo Kurt

Ob das Sendesignal nun schnell oder langsam übertragen wird hat keinen Einfluss auf die Dauer die der Empfänger braucht bis er die Fahrstrecke überwunden hat.
Er empfängt dabei die gleiche Anzahl an Schwingungen des Senders, unabhängig davon wie schnell diese ihm zugestellt werden.

Je größer die Geschwindigkeit der Signale ist desto kleiner ist der relative Zuwachs durch die Bewegung des Empfängers gegenüber dem stehenden Empfänger. Daher der Ausdruck v/c in der Formal. Denn in der Zeit, in der die Welle t*c zurücklegt, legt der Empfänger t*v zurück. Also bei größerem c eine kleinere Strecke bei der gleichen Zeit t.

Der Sender steht, der Empfänger fährt auf den Sender zu.

Die Strecke die der Empfänger dem Sender entgegenfährt ist konstant, auch die Geschwindigkeit des Empfängers gegen diese Strecke.

Angenommen der Sender sendet während der Fahrzeit des Empfängers 1000 Schwingungen, der Empfänger empfängt in seiner Fahrzeit 1100 dieser Schwingungen.
Dabei ist es doch wohl egal wie schnell diese Schwingungen zum Empfänger unterwegs sind.
Während der Fahrzeit sendet der Sender 1000 Schwingungen, beim Empfänger kommen immer 1100 an.
Ich sehe keinen Fehler, wo liegt der?

Kurt

.

[Rudi Knoth]

Angenommen der Sender sendet während der Fahrzeit des Empfängers 1000 Schwingungen, der Empfänger empfängt in seiner Fahrzeit 1100 dieser Schwingungen.
Dabei ist es doch wohl egal wie schnell diese Schwingungen zum Empfänger unterwegs sind.
Während der Fahrzeit sendet der Sender 1000 Schwingungen, beim Empfänger kommen immer 1100 an.
Ich sehe keinen Fehler, wo liegt der?

Also deine Annahme ist schon mal unrealistisch. Wenn der Empfänger während diesen 1000 Schwingungen des Senders vom Startpunkt bis zum Sender fährt, dann empfängt er ebenfalls 1000 Schwingungen. Nur bei einer höheren Signalgeschwindigkeit durchfährt er weniger Wellenberge. Denn der Abstand zwischen den Wellenbergen ist dann größer. Und daher ist der Frequenzanstieg kleiner.

Gruß
Rudi Knoth

[Rudi Knoth]

Noch eine Idee:

Wenn die Signalgeschwindigkeit hoch ist, wird der Empfänger schon kurz nach dem Start von dem ersten Signal getroffen. Das heisst, daß alle 1000 Signale während der gesamten Fahrzeit empfangen werden. Wenn die Signale etwa mit derselben Geschwindigkeit wie der Empfänger sich bewegen, wird der Empfänger erst in der Mitte der Strecke getroffen. Also werden alle Signale in der halben Fahrzeit empfangen und damit hat man eine doppelt so hohe Frequenz. Daher ist dieses Verhältnis der Geschwindigkeiten wichtig.

Gruß
Rudi Knoth

[Kurt]

Angenommen der Sender sendet während der Fahrzeit des Empfängers 1000 Schwingungen, der Empfänger empfängt in seiner Fahrzeit 1100 dieser Schwingungen.
Dabei ist es doch wohl egal wie schnell diese Schwingungen zum Empfänger unterwegs sind.
Während der Fahrzeit sendet der Sender 1000 Schwingungen, beim Empfänger kommen immer 1100 an.
Ich sehe keinen Fehler, wo liegt der?

Also deine Annahme ist schon mal unrealistisch. Wenn der Empfänger während diesen 1000 Schwingungen des Senders vom Startpunkt bis zum Sender fährt, dann empfängt er ebenfalls 1000 Schwingungen.

Das kann keinesfalls richtig sein.
Wo bleibt da Doppler?

Nur bei einer höheren Signalgeschwindigkeit durchfährt er weniger Wellenberge. Denn der Abstand zwischen den Wellenbergen ist dann größer. Und daher ist der Frequenzanstieg kleiner.

Das kann auch nicht passen.
Grund: die Anzahl Wellnberge hängt von der Sendefrequenz und der Ausbreitungsgeschwindigkeit ab.
Langsamere Ausbreitungsgeschwindigkeit, kürzere Wellenlänge, mehr Schwingungen auf der Strecke die der Empfänger abfährt.

Die Strecke die der Empfänger dann abfährt sei 100 m lang
Die Geschwindigkeit des Empfängers auf dieser Strecke: 100 m/s
Der Empfänger braucht 1 sek bis er die Strecke überwunden hat.

Sendefrequenz 1000 Hz,
Ausbreitungsgeschwindigkeit_a: 300 m/s
Ausbreitungsgeschwindigkeit_b: 600 m/s

Auf der Strecke von 100 m befinden sich
- im Fall a) 1000 Schwingungen
- im Fall b) 1000 Schwingungen

Der Empfänger fährt diese Strecke ab und sammelt dabei die 1000 ein und zusätzlich diejenigen die während der Fahrzeit neu hinzugekommen sind.
Der Gedankenfehler liegt wohl darin das sich während der Fahrzeit unterschiedlich viele neue Schwingungen dazugesellt haben.
Das sind bei 300m/s weniger als bei 600 m/s.
Der Empfänger hat also bis zum Ende seiner Fahrt bei 300 m/s weniger neue Schwingungen festgestellt/gesammelt als dies bei 600 m/s der Fall ist.
Das ist der/mein Gedankenfehler.

Kurt

.

[Rudi Knoth]

@Kurt » Sa 4. Apr 2026, 16:36

Das kann keinesfalls richtig sein.
Wo bleibt da Doppler?

Siehe meinen Kommentar posting.php?mode=reply&f=15&t=1209#pr234052 heute um 16:19. Wenn der Sender bei Beginn der Fahrt vom Empfänger anfängt zu senden, dann bewegt sich der Empfänger eine gewisse Strecke, bis er das erste Signal empfängt. Je höher die Geschwindigkeit der Signale ist, desto früher empfängt der Empfänger alle Signale bis zum Erreichen des Senders. Die Zeit vom ersten bis zum letzten Signal ist dann je kleiner die Signalgeschwindigkeit ist entsprechend kleiner. Wenn diese gleich der Geschwindigkeit des Empfängers ist, dann empfängt der Empfänger die Signale in der halben Zeit und damit mit der doppelten Frequenz.

Gruß
Rudi Knoth

[Kurt]

@Kurt » Sa 4. Apr 2026, 16:36

Das kann keinesfalls richtig sein.
Wo bleibt da Doppler?
[/quote

Siehe meinen Kommentar posting.php?mode=reply&f=15&t=1209#pr234052 heute um 16:19. Wenn der Sender bei Beginn der Fahrt vom Empfänger anfängt zu senden, dann bewegt sich der Empfänger eine gewisse Strecke, bis er das erste Signal empfängt. Je höher die Geschwindigkeit der Signale ist, desto früher empfängt der Empfänger alle Signale bis zum Erreichen des Senders. Die Zeit vom ersten bis zum letzten Signal ist dann je kleiner die Signalgeschwindigkeit ist entsprechend kleiner. Wenn diese gleich der Geschwindigkeit des Empfängers ist, dann empfängt der Empfänger die Signale in der halben Zeit und damit mit der doppelten Frequenz.

Der sender ist schon lange vor der Empfängerfahrt aktiv.

Dasda:

Sendefrequenz 1000 Hz,
Ausbreitungsgeschwindigkeit_a: 300 m/s
Ausbreitungsgeschwindigkeit_b: 600 m/s

Auf der Strecke von 100 m befinden sich
- im Fall a) 1000 Schwingungen
- im Fall b) 1000 Schwingungen

kann auch nicht richtig sein, muss noch nachdenken.

Kurt

.

[Rudi Knoth]

Auf der Strecke von 100 m befinden sich
- im Fall a) 1000 Schwingungen
- im Fall b) 1000 Schwingungen

Gleichzeitig sind wegen der größeren Wellenlänge bei der größeren Ausbreitungsgeschwindigkeit weniger Wellenberge(Schwingungen). Daher durchfährt der Empfänger weniger zusätzliche Wellenberge bei der höheren Ausbreitungsgeschwindigkeit.

Nochmal zu diesem Punkt:

Der sender ist schon lange vor der Empfängerfahrt aktiv.

Wenn man diese Signale mit Zeitstempeln codiert, dann kann man feststellen, daß zwischen dem Start des Empfängers und der Ankunft am Sender weniger Zeit bei der niedrigeren Ausbreitungsgeschwindigkeit vergangen ist. Und daher der Frequenzzuwachs höher ist.

Gruß
Rudi Knoth