Dopplereffekt

Als Dopplereffekt bezeichnet man die Änderung der Frequenz oder Wellenlänge einer Welle, wenn sich Quelle und Beobachter aufeinander zu oder voneinander weg bewegen.

Das bekannteste Beispiel für den Dopplereffekt ist ein Auto mit einer Sirene, das sich einem Fußgänger nähert. Wenn sich das Auto auf den Fußgänger zubewegt, ist die Tonhöhe höher, was bedeutet, dass die Wellenfrequenz zunimmt. Sobald das Auto aber am Fußgänger vorbeigefahren ist und sich weiter entfernt, wird die Tonhöhe niedriger, die Wellenfrequenz nimmt also ab.

Eine der vielen Anwendungen des Dopplereffekts ist die Bestimmung der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts. Wenn eine Welle erzeugt wird und an einem sich bewegenden Objekt zurückprallt, kann man anhand der durch den Rückprall entstandenen Frequenzverschiebung die Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts messen.

Der Dopplereffekt wird auch im medizinischen Bereich angewendet. Mithilfe einer Frequenzverschiebung lässt sich die Geschwindigkeit des Blutflusses bestimmen. Die erzeugte Ultraschallwelle prallt an den vielen verschiedenen Zellen im Blut ab und liefert eine genaue Messung der Blutgeschwindigkeit in den Venen und Arterien. Wenn jedoch eine Messung des Blutflusses erforderlich ist, z. B. bei der Berechnung des Herzzeitvolumens, muss die Geschwindigkeit mit der Querschnittsfläche des Gefäßes multipliziert werden, um den Volumenstrom zu erhalten. Die Geschwindigkeit misst man in Zentimetern pro Sekunde (cm/s), die Querschnittsfläche des Blutgefäßes in Quadratzentimetern (cm²) und das Herzzeitvolumen in Kubikzentimetern pro Sekunde (cm³/sec).

Abbildung 1: Arterieller Querschnitt