Der Dopplereffekt
Wenn sich eine Schallquelle dir nähert, holt sie sich ein wenig zu ihren eigenen Schallwellen ein und drückt sie vorne enger zusammen — also hörst du eine höhere Tonhöhe. Wenn sie sich wegbewegt, dehnen sich die Wellen hinter ihr aus, also sinkt die Tonhöhe. Deshalb klingt eine Sirene höher, wenn sie sich nähert, und tiefer, wenn sie vorbeifährt und wegfährt.
f_obs = f · c / (c − v_s)
- f_obs — beobachtete Frequenz (Hz): die Tonhöhe, die du tatsächlich hörst
- f — Quellfrequenz (Hz): die Tonhöhe, die die Quelle abgibt, wenn sie stillsteht
- c — Schallgeschwindigkeit (m/s): wie schnell Schallwellen durch die Luft reisen
- v_s — Quellgeschwindigkeit (m/s): wie schnell sich die Quelle dir nähert
Ein Krankenhswagen-Sirene sendet einen stetigen 320-Hertz-Ton aus, während er sich mit 20 Metern pro Sekunde dir nähert. Schall reist mit 340 Metern pro Sekunde. Welche Frequenz hörst du?
- f = 320 Hz
- c = 340 m/s
- v_s = 20 m/s
- f_obs = f · c / (c − v_s)
- f_obs = 320 Hz · 340 / (340 − 20) = 320 Hz · 340 / 320
f_obs = 340 Hz