Donnerstag, 6. Juni 2019

Dopplereffekt

Das Bild zeigt die Tonfrequenzen im Video. Ab etwa der Mitte der Abbildung seht ihr, wie die Hupe einsetzt. 
Ihr seht waagrechte Linien, die gegen Ende nach unten abfallen und wieder waagrecht werden. Die Linien haben gleiche Abstände zueinander. Die unterste Linie gehört zum Grundton der Hupe, die darüber liegenden zu den Obertönen. Ihre Frequenzen sind das doppelte, dreifache, vierfache, usw. des Grundtons.
Die Frequenzen sind etwas schwierig abzulesen, das müsste in einer genauen Messung besser gemacht werden. Der Oberton mit zehnfacher Grundtonfrequenz fällt von etwa 4,4 kHz auf 4,0 kHz ab. Das heißt, der Grundton fällt von 440 Hz auf 400 Hz ab. Die Eigenfrequenz des Tons war daher f = 420 Hz. Beim Annähern haben wir sie um df = 20 Hz höher, beim Wegfahren um df = 20 Hz tiefer gehört.

Wie kann man damit die Geschwindigkeit ausrechnen?
Wir machen es mit einer Näherung an die Doppler-Formel. Die Schallgeschwindigkeit ist dabei c = 335 m/s (bei uns auf der Alb im 700 m Höhe an einem kühlen Sommertag)
Wenn sich eine Quelle mit Geschwindigkeit v nähert,
ist die Frequenzänderung      df = + f * v/c,
beim Entfernen ist sie            df = - f * v/c.

Wir haben f = 420 Hz.  df = 20 Hz. c = 335 m/s. Berechnet daraus die Geschwindigkeit des Autos v in m/s und in km/h. War ich zu schnell unterwegs auf der B465?