Die Schallfrequenz hat Eigenschaften, die auch für eine Reihe anderer Phänomene charakteristisch sind, die sich mittels einer Welle ausbreiten. Dies gilt beispielsweise für Licht- oder Röntgenstrahlen. Die Schallfrequenz ist eine bestimmte physikalische Größe, die durch eine konstante Anzahl von Wiederholungen gekennzeichnet ist. Sie wird durch das Verhältnis der Anzahl der Wellen zum Zeitraum ihres Auftretens bestimmt. Beispielsweise bestimmt die Frequenz eines Tons die Tonhöhe, die wir hören. Oder wir hören nicht, wenn die Schwingungen die Grenze unseres Hörvermögens überschreiten – Infra- oder Ultraschall. Wenn wir von Lichtstrahlung sprechen, dann sehen wir je nach Frequenz und Wellenlänge verschiedene Farben des Spektrums: von Rot bis Blau.
Schallfrequenz und Dopplereffekt
Ein interessantes Phänomen im Zusammenhang mit der betrachteten Größe ist der sogenannte Doppler-Effekt (benannt nach dem Entdecker). Es kann auch am Beispiel von Lichtwellen beobachtet werden, aber die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts ist sehr hoch (etwa 300.000 Kilometer pro Sekunde), was es sehr schwierig macht, es unter alltäglichen Bedingungen zu beobachten. Und die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schallwellen ist merklich geringer. Was ist also der Doppler-Effekt? Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich am Rand einer Hauptstraße undein Auto mit funktionierender Sirene nähert sich von weitem. Wenn er noch weit entfernt ist, wird Ihnen das Dröhnen der Sirene taub vorkommen. Dies bedeutet, dass die Schallfrequenz niedrig ist. Aber je näher es kommt, desto mehr wird es wachsen.
Du wirst eine immer höhere Tonhöhe hören können, die ihren Höhepunkt erreicht, wenn das Auto an dir vorbeifährt. Wenn das Objekt an Ihnen vorbeigeht und sich wieder zu entfernen beginnt, nimmt die Wellenlänge des Schalls wieder ab (buchstäblich geglättet, wenn es in einem Diagramm dargestellt ist). Dies geschieht aus dem Grund, dass der Ton der Sirene zuerst irgendwie von der Maschine „eingeholt“wird, was den Abstand zwischen den Tälern (Bergen) der Welle verkürzt und den Ton höher macht, und dann im Gegenteil, „wegläuft“, wodurch sich die Welle sozusagen „glättet“. Eigentlich nennt man das den Doppler-Effekt.
Effektwert
Man sollte jedoch nicht davon ausgehen, dass der Doppler-Effekt eine trockene Tatsache aus der Welt der Elektrodynamik ist. Es ist dieses Wissen, das in modernen Schallradaren, die auf der Messung von Wellenfrequenzen basieren, weit verbreitet ist. Und auf die gleiche Weise bestimmen Verkehrspolizisten die Geschwindigkeit von Fahrzeugen und andere relevante Dienste ermitteln die Geschwindigkeit von Flugzeugen, Flussströmungen usw. Auch Einbruchmeldeanlagen, die auf Bewegungen im Raum reagieren, funktionieren nach diesem Prinzip.
Entdeckung von Edwin Hubble
Aber die vielleicht bedeutendste Entdeckung im Zusammenhang mit diesem Effekt ist das Hubble-Gesetz. Bereits 1929 schickte der US-Astronom Edwin Hubble seineTeleskop in den Sternenhimmel. Durch die Beobachtung entfernter Galaxien entdeckte er eine interessante Sache. Viele dieser Galaxien waren in einen Halo aus rotem Dunst gehüllt. So wie wir das Geräusch eines sich entfernenden Objekts in einer höheren Tonlage hören, so erscheint die Farbe eines sich entfernenden Körpers für das menschliche Auge rötlich. Dies bedeutete buchstäblich, dass die Galaxien von uns wegflogen. Interessanterweise zieht sich eine Galaxie umso schneller zurück, je weiter sie entfernt ist. Diese Beobachtung trug wesentlich zur populärsten Idee unter modernen Astrophysikern über das expandierende Universum und den Urknall als dessen Beginn bei.
