Frage von Langsamdenker, 51

Relativistischer Dopplereffekt?

Hallo,

Wenn sich ein Empfänger relativ zum Sender wegbewegt, dann wird doch der Abstand der beiden und somit die Frequenz des Lichtes, dass vom Sender beim Empfänger ankommt immer größer? Die Frequenz ist also nicht konstant? Wie kann es dann aber eine Formel für eine konstante relativistische Frequenzänderung geben?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 28

Die Frequenz ist konstant, wenn es die Geschwindigkeit ist. Sie ist insgesamt verringert, aber sie verändert sich nicht "während des Fluges". Die Abstandsänderung bewirkt eine gegenüber der Ruhe verminderte, aber gleichbleibende Frequenz.

Würde die Abstandsänderung eine kontinuierliche, fortschreitende Änderung der Frequenz bewirken, so könnte man daraus schließen, dass eine Verminderung der Frequenz schon durch den Abstand selbst verursacht werden müsse, was natürlich nicht stimmt, solange man nicht in den Bereich der kosmischen Expansion kommt.

Stell Dir vor, Du flöhest mit Deinem Gefährt vor einem schießwütigen Space Cowboy, der Dir hinterherschießt. Glücklicherweise hast Du eine schusssichere Weste. Meinst Du ernsthaft, die Projektile würden ohne Luftwiderstand langsamer bei Dir ankommen, je weiter Du schon entfernt bist? Nein. Sie kommen nur langsamer an als sie ankämen, wenn Du Dich in Ruhe befändest oder gar auf Deinen Gegner zuführest.

Licht ist natürlich nicht langsamer oder schneller, sondern nieder- oder höherfrequent.

Das deckt sich mit folgendem: Wenn Du relativ zu einem Bezugssystem K_A mit relativistischer, aber konstanter Geschwindigkeit fliegst, wird ein Lichtstrahl, der durch ein Fenster fällt, zwar in einen steileren Winkel einfallen als bei einem relativ zu K_A ruhenden Beobachter A (das nennt man Aberration), aber er wird gerade fallen. Beschleunigst Du, wird er gekrümmt.

Antwort
von PhotonX, 30

Auf welche Formel beziehst du dich denn? Die Frequenz hängt natürlich von der Relativgeschwindigkeit zwischen Quelle und Beobachter ab: https://de.wikipedia.org/wiki/Doppler-Effekt#Longitudinaler_Doppler-Effekt

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