CAD ist nicht nur die Abkürzung für "computer-aided design", also für ein rechnergestütztes Konstruieren und Arbeiten an (dreidimensionalen) Modellen. Es sind ebenso die Initialen eines berühmten Mannes: Christian Andreas Doppler. Heute jährt sich sein Todestag zum 173. Mal, daher wollen wir in diesem Thema des Tages ihn und seine Entdeckung ehren.

Christian Andreas Doppler war ein österreichischer Mathematiker und Physiker, der in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts lebte. Er wurde 1803 in Salzburg geboren und studierte in Wien Mathematik und Physik. Das reichte ihm augenscheinlich nicht, denn dazu kam anschließend noch ein Studium der Philosophie in Salzburg.

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Abbildung 1: Porträtzeichnung Christian Dopplers

Nach einigen anderen Lehrstellen, wurde er schließlich Professor in Prag und später Professor für Experimentalphysik und Direktor des Physikalischen Instituts in Wien. In Prag veröffentlichte er seine Abhandlung mit dem Titel "Über das farbige Licht der Doppelsterne und einiger anderer Gestirne des Himmels". In diesem Text beschreibt und leitet er theoretisch her, was mit Wellen passiert, wenn sich der Sender oder der Empfänger bewegt. Heute ist uns dieser Effekt zu seinen Ehren als Dopplereffekt bekannt. Das Beispiel des vorbeifahrenden Krankenwagens haben wohl die meisten schon einmal gehört. Wenn das Fahrzeug mit dröhnender Sirene auf uns zufährt, hört sich die Tonlage anders an, als wenn es an uns vorbeigerast ist und sich nun wegbewegt. Das liegt daran, dass die Schallwellen im ersten Fall zusammengestaucht werden und die Wellenlänge kleiner wird - der Ton wird höher. Im zweiten Fall wird die Wellenlänge größer und wir hören tiefere Töne.

Das Prinzip lässt sich nicht nur auf Schall anwenden, sondern auch auf Licht. Doppler wollte dadurch erklären, wieso manche Sterne eine andere Farbe besitzen als andere. Kurioserweise ist für dieses Problem der nach ihm benannte Effekt gar nicht ausschlaggebend. Die Temperatur des Sterns ist hauptverantwortlich welche Farbe er bevorzugt abstrahlt. Für sein Problem hat er also eine Lösung gefunden, die zwar nicht stimmte, jedoch trotzdem eine wichtige Entdeckung darstellt.

Der experimentelle Nachweis des akustischen Dopplereffekts wurde 1844 von Christoph Buys-Ballot erbracht. Dabei spielten Blasmusikanten einen gleichbleibenden Ton in einer fahrenden Eisenbahn. Im Labor konnte Ernst Mach den Effekt erst 1860 und somit nach Dopplers Tod nachweisen. Der Nachweis für Licht erfolgte noch später im Jahre 1876 durch Carl Vogel.

Heutzutage wird der Dopplereffekt in vielen verschiedenen Bereichen genutzt. In der Medizin, kann die Geschwindigkeit des Blutes in unseren Gefäßen gemessen werden. Hierbei sendet man Ultraschallwellen in das Gefäß und misst das reflektierte Echo. Die sich bewegenden Blutkörperchen verändern die Frequenz der Wellen und diese Änderung lässt Rückschlüsse auf die Geschwindigkeit des Blutstroms zu. In der Astronomie kann gemessen werden, wie sich ein Objekt relativ zur Erde bewegt oder ob es um sich selbst rotiert. In der Satellitenkommunikation muss immer berücksichtigt werden, dass sich durch die hohe Geschwindigkeit des Satelliten auch das ausgesandte Signal verändert.

Es wäre natürlich kein Thema des Tages, wenn nicht der Bezug zur Meteorologie hergestellt würde. Hier müssen die Dopplerradare genannt werden, die wichtige Informationen zu der Geschwindigkeit von Gewitterzellen liefern. Auch besonders kräftige Entwicklungen können besser entdeckt werden, denn Superzellen beinhalten eine Rotation. Mithilfe des Dopplereffektes können die engbeieinander liegenden entgegengesetzten Relativbewegungen sichtbar gemacht werden. Wer mehr über dieses Thema lesen möchte, kann sich in vielen vorangegangen Themen des Tages umschauen (siehe Link 1 oder Link 2).

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Abbildung 2: Gedenktafel zu Ehren Christian Dopplers an dessen Geburtshaus.

Zur Ehrung Christian Dopplers steht im Arkadenhof der Universität Wien eine steinerne Büste von ihm. Außerdem ist sein Name in einer Ehrentafel verewigt und ein Hörsaal nach ihm benannt. Auch in seiner Geburtsstadt Salzburg wurde anlässlich seines 100. Geburtstages eine Informationstafel an seinem Geburtshaus und zu seinem 200. Geburtstag eine Büste in der Christian-Doppler-Klinik aufgestellt.