Het Doppler-effect

Iedereen kent het fenomeen: je hoort van ver een ziekenwagen met loeiende sirene aankomen en wanneer hij voorbij geraasd is, is het alsof het geluid ineens een toontje lager zingt. Wetenschappers noemen dit het Doppler-effect. Het is genoemd naar Johann Christian Andreas Doppler, een negentiende-eeuwse Oostenrijkse wis- en natuurkundige die in 1842 het fenomeen voor het eerst beschreef. Het effect kent heel wat praktische toepassingen in de geneeskunde, de sterrenkunde en in het leger.

Geluidsgolven

Het Doppler-effect geldt zowel voor lichtgolven als voor geluidsgolven. Omdat we het in het dagelijkse leven het meest ervaren als een geluidseffect, zullen we het bij de bespreking enkel over geluidsgolven hebben.

Als een voorwerp geluid maakt, doet het de deeltjes in de lucht trillen. Die gaan daardoor golfjes maken, de zogenaamde geluidsgolven. Deze golven gaan in alle richtingen even snel, alsof je kringen krijgt rond de geluidsbron. Je kan het vergelijken met de golven die je krijgt wanneer je een steen in een vijver gooit.

Frequentie

De frequentie van geluidsgolven wordt aangeduid met f. Hoe sneller de golven na mekaar komen, hoe groter de frequentie. Deze wordt uitgedrukt in Hertz, wat evenveel betekent als 'aantal per seconde'. Een frequentie van 1000 Hertz betekent dus 1000 geluidsgolfjes per seconde. Hoe sneller de geluidsgolven na elkaar komen, hoe hoger de toon is die je hoort. Een hoge frequentie is dus ook een hoog geluid, een lage frequentie is een laag geluid.

De stemvork die muzikanten gebruiken, geeft de noot la weer en heeft een frequentie van 440 Hz. Een jong kind kan geluiden horen tussen 20 Hz en 24.000 Hz. Naarmate je ouder wordt, zal je minder hoge tonen kunnen horen. Dan kan je geluid boven de 10000 Hz niet meer waarnemen.

Het Doppler-effect

Je kan geluidsgolven op een tekening voorstellen door cirkels met hetzelfde centrum, de geluidsbron, die telkens even ver uit elkaar liggen. Voor iemand die stilstaat, komen de golven steeds met eenzelfde tussentijd aan. Als die persoon nu naar de geluidsbron toe beweegt (of omgekeerd de geluidsbron naar de toehoorder), dan hebben de golven minder tijd nodig om bij de ontvanger te komen. Het duurt langer om iemand te bereiken die stilstaat dan iemand die ook naar je toekomt. Minder tijd tussen de golven, betekent een hogere frequentie en dus een hoger geluid.

Wanneer de geluidsbron zich van je weg beweegt, zullen de geluidsgolven er meer tijd voor nodig hebben om je te bereiken. Dit betekent een lagere frequentie en dus een lager geluid.

In de praktijk betekent dit dat het geluid dat ambulanciers horen, ergens ligt tussen het geluid dat je hoort als ze dichterbij komen en datgene wat je hoort als ze weer wegrijden. De fractie van een seconde dat de ziekenwagen op dezelfde hoogte is als jij, hoor je hetzelfde geluid als hen.

Wie geïnteresseerd is in formules kan naar de Nederlandse natuurkundewebsite waar men uitgebreid gaat rekenen.

Toepassingen

In de sterrenkunde kan met met behulp van het Doppler-effect de beweging van de sterren volgen. De straling die ze uitzenden zal een hogere frequentie hebben als ze dichterbij komen, een lagere als ze zich verwijderen.

In de geneeskunde kan het geluid van stromend bloed worden gemeten. Met behulp van het Doppler-effect kan men de snelheid bepalen.

Op militair gebied wordt het doppler-effect gebruikt door duikboten bij passieve en actieve sonar-systemen. Ook systemen die een projectiel pas laten ontploffen als het vlakbij zijn doel laat is, werken met het dopplereffect.

Tenslotte werken ook GPS- en radarsystemen dankzij de ontdekking van de heer Doppler.
© 2007 - 2020 Mamalies, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Hoe werkt de buienradar?Heel veel mensen in Nederland maken gebruik van de buienradar op internet. Maar hoe werkt die buienradar nou eigenlijk,…
Voorbeeld afleiding E = mc²Voorbeeld afleiding E = mc²E = mc² is de beroemde vergelijking van Einstein die de gelijkwaardigheid van massa en energie uitdrukt. E staat voor en…
Michael Faraday, een invloedrijke wetenschapperMichael Faraday, een invloedrijke wetenschapperFaraday was een Britse wetenschapper die werd geboren in een arm gezin. Hij wordt tegenwoordig gezien als een van de gro…
Uitvinders & EinsteinUitvinders & EinsteinEinstein is voor velen gelijk aan de formule E=MC² . Wie heeft daar nog nooit van gehoord? Het is de bekendste wiskundig…

De uitvinding van de microscoop, verrekijker en telescoopDe uitvinding van de microscoop is een ingewikkeld verhaal. Meerdere mensen claimen de microscoop te hebben uitgevonden.…
Wat is een vulkaan uitbarstingWat is een vulkaan uitbarstingHet is een prachtig gezicht om te zien hoe een vulkaan tot uitbarsting komt en gelukkig kan tegenwoordig al worden aange…

Reageer op het artikel "Het Doppler-effect"

Plaats een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Reactie

Marcrombaut, 10-10-2007 00:37 #1
Goed beschreven, zelfs beter dan in sommige encyclopedies.

Infoteur: Mamalies
Gepubliceerd: Mei 2007
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Natuurkunde
Reacties: 1
Schrijf mee!