Doppler-Effekt

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Doppler-Effekt
« am: 29. August 2005, 00:13:24 »
Hallo,
ich habe gerade wieder einen Artikel über den Doppler-Effekt gelesen. Soweit habe ich verstanden, dass ein sich näherndes Objekt das Licht ausstrahlt *blauer* erscheint, da die Lichtwellen stärker *zusammengepresst* werden.
Ich denke der gleiche Effekt tritt auch aus der Perpektive des Beobachters auf: Bewegt sich der Beobachter schneller auf ein Stationäres Objekt zu, so nimmt die Wellenlänge des Lichtes des stationären Objektes ab - vermindert sich also um einige Nanometer.
Aber wie ist es, wenn ich mich mit sehr hoher Geschwindigkeit einem Objekt nähere: Eigentlich würde doch *harmloses (sichtbares) Licht* zu Röntgen- und Gammastrahlen werden.
Andersrum, wenn ich mich als Beobachter von einem Objekt entferne, so könnte ich Licht in den Infrarot oder Mikrowellen-Bereich verschieben.
Dementsprechend könnte man, würde man mit Lichtgeschwindigkeit (oder noch wesentlich schneller) fliegen nichts sehen wenn man nach vorne aus dem Fenster guckt da alle Strahlen in ein nicht mehr von menschliches Auge erfassbares Spektrum verschoben wurden.
Ich habe schon öfter darüber nachgedacht und bin mit meinem Wissen immer wieder zum selben Schluss gekommen. Vielleicht wisst ihr mehr als ich und könnt das gegenteil behaupten :)

Würde mich auch über Spekulationen freuen,
grüße
Tobias
« Letzte Änderung: 29. August 2005, 00:14:20 von Tobias_Kolkmann »

Lunik

  • Gast
Re: Doppler-Effekt
« Antwort #1 am: 30. August 2005, 21:52:18 »
Wenn Du mit annähernd Lichtgeschwindigkeit fliegst, dann kannst Du beim Blick nach vorn noch immer etwas erkennen. Du siehst aber andere Objekte. Z. B. scheint aufeinmal eine schwache Infrarotquelle als blaues Leuchten. Andere Objekte, die sichtbar waren, verschwinden im unsichtbaren Bereich der kurzwelligen Strahlung. Dein Sichtfeld wird außerdem kleiner. Durch die entstehende Krümmung der Strahlen rücken Objekte, die vorher am Rande Deines Sichtbereiches lagen, mehr ins Zentrum.

Licht und EM-Wellen
« Antwort #2 am: 31. August 2005, 00:07:44 »
Ja stimmt, hatte vergessen dass Infrarot und Radiowellen in den sichtbaren bereich rücken. Aber demnach müsste es ja so sein, wenn ich mich mit einfacher Lichtgeschwindigkeit bewege, würden die ungefähr Wellenlängen halbiert werden. Sichtbares Licht liegt im Bereich von 320-750nm. Würde ich mit Lichtgeschwindigkeit fliegen, so würde Licht, dass im *stehenden* Raum sichtbar ist für mich ins Violett bzw Ultraviolett *rutschen* (160-375nm).

Wenn ich hier nachrechne bemerke ich, dass man millionenfache Lichtgeschwindigkeiten erreichen müsste, damit beispielsweise Radiowellen mit dem Auge wahrgenommen werden könnten (die Wellenlänge also auf 350-700nm sinkt)- dabei stelle ich mir jedoch eine andere Frage: Radiowellen haben eine Wellenlänge von ca. einigen Zentimetern bis einem Kilometer. Die Radiowellen haben auch eine demenstsprechende "Wellenhöhe", die eigentlich nicht beeinflusst wird indem ich mich einem Objekt schnell nähere - die "Wellenhöhe" des sichtbaren Lichts ist meines Wissens nach ähnlich seiner Wellenlänge, also im Nanometer bereich. Die der Radiowellen müsste größer sein, denn nur so kann ich mir die großen "alten" Antennen und heutige Radioteleskope erklären.
Könnte ein Menschliches Auge dann überhaupt mit der entsprechenden *Fluggeschwindigkeit* Radiowellen wahrnehmen - wären verzerrte Lichtwellen mit eine *Wellenhöhe* und -längevon 500nm bei 20-facher Lichtgeschwindigkeit tatsächlich ultraviolett oder hätten sie nur einfach die gleiche Wellenlänge aber völlig unterschiedliche Eigenschaften?

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Und eine zweite Frage fällt mir ein: Warum können Radiowellen sowie Gammastrahlen relativ einfach Materie durchdringen, sichtbares Licht aber nicht? Es mag eine optische Täuschung sein, da unser Auge Licht nur ab einer bestimmten Intesität wahrnimmt, aber das kann ich mir nicht vorstellen da es auch keine Kameras gibt die in für uns totaler Finsternis die originalen Farben widergeben können (wenn Lichtstrahlen vorhanden wären könnten diese durch technische Mittel verstärkt werden).

Ich hoffe ihr könnt mir folgen, falls nicht fragt ruhig ich bin froh wenn sich überhaupt jemand die Mühe macht seine Meinung/Fragen hier zu stellen  ;)

Re: Doppler-Effekt
« Antwort #3 am: 03. September 2005, 23:14:32 »
Ich wunder mich dass ich keine Antworten bekomme, ist das wirklich ein soooo kompliziertes Thema? Das hätte ich nicht geacht, , bitte postet doch zumindest was ihr vermutet...

Lunik

  • Gast
Re: Doppler-Effekt
« Antwort #4 am: 06. September 2005, 21:36:23 »
Zu Deiner letzten Frage kann ich Dir keine genaue Antwort geben, aber ich kann eine Vermutung anstellen. Wenn Du durch Materie einen Strahl schicken willst, dann muss seine Wellenlänge in mögliche Lücken passen. Dies könnte entweder der Raum zwischen Kern und Hülle sein oder Lücken zwischen den Atomen sein. Ist die Wellenlänge zu groß, geht das nicht. Deshalb kannst Du auch ein Atom nicht mit einem Lichtmikroskop sichtbar machen. Selbst die Biologen benötigen, um feine Strukturen eines Lebewesens sichtbar zu machen, schon ein Elektronenrastermikroskop, dass eine deutlich kürzere Wellenlänge hat als Licht. Inzwischen konnte damit Atome übrigens schon sichtbar machen.
« Letzte Änderung: 06. September 2005, 21:38:38 von Lunik »

Re: Doppler-Effekt
« Antwort #5 am: 06. September 2005, 22:32:12 »
Das gleiche habe ich auch gedacht, aber weder Röntgenstrahlen (kürzere Wellenlänge) noch Radiowellen (wesentlich höhere Wellenlänge) können von Materie so einfach abgeschirmt werden wie das Licht... und die Wahrscheinlichkeit, dass nur dieses bestimmte, für Menschen "sichtbare" elektromagnetische Spektrum von Materie beeinfluss wird, halte ich für ziemlich gering obwohl es auch für mich zur Zeit die einzige Erklärungsmöglichkeit wäre.

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Offline Volker

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Re: Doppler-Effekt
« Antwort #6 am: 08. September 2005, 16:10:13 »
Hallo! Es gibt  Du brauchst nicht mit Lichtgeschwindigkeit oder mehr zu fliegen, um eine Radiostrahlung in den Roentgenstrahlungsbereich zu verschieben. Der klassische Dopplereffekt und seine Formeln funktionieren nur bei Geschwindigkeiten weit unterhalb der Lichtgeschwindigkeit. Bei hohen Geschwindigkeiten musst Du relativistisch rechnen. Den Effekt der Rot- und Blauverschiebung, den Du beschreibst beobachtet man ja auch durchaus mit Teleskopen bei entfernten Galaxien, die sich immer schneller von uns entfernen je groesser der Abstand ist.
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Offline Volker

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Re: Licht und EM-Wellen
« Antwort #7 am: 13. September 2005, 13:42:07 »
Zu Deiner zweiten Frage:

Und eine zweite Frage fällt mir ein: Warum können Radiowellen sowie Gammastrahlen relativ einfach Materie durchdringen, sichtbares Licht aber nicht?

Radiowellen haben eine sehr geringe Energie. Aus der Quantenmechanik wissen wir, dass Atome Energie nur in bestimmten Paketen (Quanten) aufnehmen koennen. Ist die Energie der Photonen (also der Radiowellen-photonen) zu gering, findet keine Wechselwirkung mit den Atomen statt (haengt natuerlich vom Material und vom Anregungszustand der Atome ab). Gammastrahlen auf der anderen Seite haben eine Wellenlaenge, die sehr viel kleiner ist als der Atomdurchmesser. Sie schluepfen also quasi hindurch. Deshalb sind prinzipiell sehr lange und sehr kurze Wellen geeignet, Materie zu durchdringen.
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Re: Doppler-Effekt
« Antwort #8 am: 21. September 2005, 09:05:46 »
Danke soweit für deine Antworten, Volker. Dann stimmte meine Annahme ja, auch wenn ich sie für einen unwahrscheinlichen Zufall hielt. Allerdings ist es vielleicht gerade dieser bereich des EM-Spektrum, der evolutionär bedingt den Menschen und die meisten Tiere entwickelt haben, da man somit halt Materie am besten erkennen kann - würde ein Auge "nur"  Gammastrahlen sehen können, könnte es zwar immernoch die Sterne und die Sonne erkennen aber nur sehr wenig von der Materie auf unserem Planeten.
So gesehen ist es also nur logisch, dass die Natur gerade das was wir als "Licht" bezeichnen für unsere Augen sichtbar macht.

Trotzdem fehlt mir noch ein Teil der Antwort auf die Frage:
In wie fern verändert sich die Strahlung wenn ich mich mit hoher Geschwindigkeit bewege? Ich denke, mit der Gleichung f(x)=1/(1+x) wobei x=Lichtgeschwindigkeit und f(x)=Faktor der Wellenlänge ist müsste der Einfluss der Geschwindigkeit auf die Wellenlänge beschrieben werden können.
Das ist aber nur die Ableitung die für mich logisch erscheint, gibt es eine andere Formel dafür? Falls ja, worin liegt mein Fehler?

H.J.Kemm

  • Gast
Re: Doppler-Effekt
« Antwort #9 am: 21. September 2005, 10:35:05 »
Moin Tobias,
Du hast da ein Thema angeschnitten, bei dem ich passen muss.
Hier aber ein Hinweis: habe folgenden Aufsatz vor kurzem gelesen, vielleicht hilft der Dir.

ftp://http://www.naggel.com/~hendrik/2004/facharbeit.pdf

Wir hör´n von einander.

Re: Doppler-Effekt
« Antwort #10 am: 22. September 2005, 00:08:08 »
Ich habe den Aufsatz auch mal überflogen, da wird der Unterschied angesprochen ob sich der Sender oder der Empfänger bewegt. Ich werd mir das nochmal genauer angucken, ich denke das Dokument wird mir den Rest noch erklären. Danke für den nützlichen Link!

Gruß,
Tobias