II. Die Spektralanalyse
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Sinne wachsender A-Werte die RowLANnschen Wellenlängen je nach Lage
und Stärke der Linien um 0.11 bis 0.21 AE gegenüber dem Internationalen
System zu groß.
Der Doppler effekt. Im Jahre 1842 veröffentlichte der österreichische
Physiker Doppler eine Abhandlung über das farbige Licht der Doppelsterne,
in der er zu beweisen suchte, daß die häufig recht deutliche Färbung der
Doppelsterne durch die Bewegung dieser Himmelskörper verursacht sei, in
dem bei einer von uns weg gerichteten Bewegung die ursprünglich weiße
Farbe in Rot übergehe, bei einer auf uns zu gerichteten aber in Blau.
Wir wollen bei der Betrachtung des Doppler sehen Prinzips, das trotz der
falschen Schlußfolgerung des Entdeckers in der Astrophysik eine ganz emi
nente Rolle spielt, zunächst wieder die Schallphänomene zu Hilfe zu nehmen,
da sich dieselben sehr leicht beobachten lassen, sobald man erst einmal
darauf aufmerksam gemacht ist.
Wenn man im Eisenbahnzuge einen Bahnhof durchfährt, während gerade
das Läutewerk des Bahntelegraphen in Tätigkeit ist, bemerkt man im Moment
des Vorbeifahrens, daß der Ton der Glocken in sehr mißklingender Weise
plötzlich heruntergeht. Dieselbe Erfahrung kann man machen, wenn man
neben der Bahn steht und eine Lokomotive pfeifend vorbeifährt; auch hier
bei geht im Moment des Vorbeipassierens der Ton der Pfeife merklich her
unter. Ja selbst beim Vorbeifahren eines in gutem Tempo befindlichen Rad
fahrers läßt sich das Herabgehen des Klingeltons deutlich erkennen. Die Er
klärung dieser Erscheinung ist nicht schwierig.
Denken wir uns 300 m von einer Tonquelle entfernt, die in der Sekunde
genau 400 Schwingungen geben soll. Der Ton braucht zur Zurücklegung
dieser Strecke (Schallgeschwindigkeit) fast genau 1 Sekunde. Bewegen wir
uns nun mit einer beträchtlichen Geschwindigkeit, z. B. 30 m in der Sekunde
(Schnellzugsgeschwindigkeit) auf die Tonquelle zu, so kommen wir den an-
kommenden Tonwellen entgegen, sie bewegen sich also relativ zu uns schneller
als zu ruhenden Körpern, und zwar in diesem Beispiele um 7io der ursprüng
lichen Geschwindigkeit. Während der Bewegung treffen also Viomal mehr
Schwingungen unser Ohr als während der Ruhe, d. h. nicht 400, sondern 440
in der Sekunde, und in diesem Verhältnisse ist natürlich der Ton höher ge
worden. Hätten wir uns von der Tonquelle mit gleicher Geschwindigkeit ent
fernt, so wäre die Zahl der Schwingungen um Vio vermindert worden, be
trüge also nur noch 360, und in diesem Verhältnis wäre der Ton tiefer ge
worden.
Eine einfache Überlegung zeigt, daß es hierbei praktisch gleichgültig ist,
ob wir uns selbst bewegen und die Tonquelle in Ruhe ist, oder ob umgekehrt
sich die Tonquelle bewegt und wir selbst ruhen; es findet ganz allgemein
eine Erhöhung des Tones statt, wenn die Entfernung zwischen Tonquelle
und Beobachter kürzer wird, ein Heruntergehen, wenn die Entfernung wächst.
Die Änderung des Tones hängt, wie gezeigt und durch Versuche erwiesen
ist, allein ab von dem Verhältnis der Bewegungsgeschwindigkeit zur Schall
geschwindigkeit.
Bezeichnet man mit c die Schallgeschwindigkeit, mit v die Relativ
geschwindigkeit von Ohr und Schallquelle, positiv gerechnet, wenn die
gegenseitige Entfernung sich vergrößert, negativ, wenn sie sich verkleinert,