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Optik & Wellenlehre · AP Physics 1 Unit 8

Doppler-Effekt-Simulator

Akustischer & optischer Doppler-Effekt: Frequenzverschiebung und Rotverschiebung

  • Clientseitig
  • Keine Anmeldung
  • Echtzeit-Herleitung
  • Projektormodus
  • A4-Arbeitsblatt
Lokale Berechnung · Privat
Interaktives Wissenschaftslabor Reine clientseitige Berechnung physikalischer Gesetze. Die Verarbeitung erfolgt lokal ohne Erfassung persönlicher Daten.
3D-Simulationsfenster● 60 FPS
Voreinstellungen & typische Fallen:

Experimentelle Steuerungsparameter

m/s
Hz
m/s
m/s

Echtzeit-Herleitung & Kennzahlen

Frequenz beim Nähern
--
Frequenz beim Entfernen
--
Machzahl
--
Spektroskopische Analogie
--
Echtzeit-Formelherleitung
Grundformel: --
Einsetzungsschritte: --
Physikalischer Zustand: --

Typische Beispielaufgaben & Prüfungsfallen

Worked Problem

Aufgabe: Police car at 34m/s approaches stationary pedestrian sounding 900Hz siren in 340m/s air. Find perceived frequencies approaching and receding.
Schrittweise Herleitung:
  1. Approaching: f = 900*340/(340-34) = 1000Hz. Receding: f = 900*340/(340+34) = 818.2Hz.

Worked Problem

Aufgabe: What does Hubble's observation of ubiquitous galactic spectral redshift prove?
Schrittweise Herleitung:
  1. Redshift lengthens perceived wavelengths, demonstrating galaxies are rapidly receding, proving the expansion of the universe.

Arbeitsblatt für den Unterricht & Hausaufgaben

Q1. Variant 1: Does the source itself emit at a changed frequency? Why does the observer perceive a shift?
Q2. Variant 2: How does police Doppler radar gauge speeding vehicle velocities?
Q3. Variant 3: How is Doppler ultrasound used in clinical cardiovascular diagnosis?

Häufige Fragen & typische Missverständnisse

Does the ambulance driver hear a Doppler pitch shift?
No! The driver and siren are mutually stationary (zero relative speed), so wavefront spacing remains normal inside the vehicle.
When does a ground observer hear a supersonic jet approaching overhead?
Silence until the aircraft has passed and the trailing Mach cone shockwave sweeps over the observer, producing an instantaneous sonic boom.
What motion directions do Doppler redshift and blueshift indicate in astronomy?
Blueshift (higher frequency, shorter wavelength) means approaching; redshift (lower frequency, longer wavelength) means receding.
How do Doppler weather radars forecast tornadoes and storms?
Radio waves bounce off raindrops and hail. Doppler shifts reveal internal cloud wind speeds and rotating vortices, giving advance tornado warnings.