Am 3. Juni 1845 ereignete sich auf der neu eröffneten Eisenbahnstrecke von Utrecht nach Maarsen ein seltsames Spektakel. Auf dem offenen Waggon eines fahrenden Zugs blies ein Trompeter immer wieder einen bestimmten, lang gezogenen Ton. Entlang der Gleise hatte Christoph Buys-Ballot niederländischer Meteorologe
(1817-1890) Musiker postiert, welche die Tonhöhe beim Vorbeifahren des Zugs beurteilten.

In einem zweiten Experiment durften die Zuhörer Zugfahren, während Bläser am Bahndamm ihr eintöniges Konzert gaben.

Stets stellten die geschulten Hörer wissend, dass der Trompeter ein g spielt fest: Bei Annäherung des Bläsers ist der gehörte Ton höher als der gespielte, bei Entfernung tiefer.

Aber was hat das mit dem Ballspiel von Peter und Susi zu tun?

Ja. Ich hab's verstanden!

Peter ist die Trompete, die anstelle von Bällen Wellenfronten mit der Schallgeschwindigkeit \(c\) aussendet, das Skateboard der Zug damals das schnellstmögliche Gefährt mit der Geschwindigkeit \(v\) und Susi eine Zuhörerin, die mit ihren Ohren die Schallwellen empfängt. Der räumliche Abstand der ankommenden Bälle entspricht dem Abstand der Wellenfronten, also der Wellenlänge \(\lambda\) der Schallwelle, welche über die Wellenformel \(c=\lambda\cdot f\) mit der Frequenz \(f\), also der Tonhöhe verknüpft ist.

Christian Doppler österreichischer Physiker (1803-1853) hatte einen solchen Effekt bereits vorhergesagt. Nun war er experimentell bestätigt. Zumindest für Schallwellen. Mit Dopplers Formeln können wir sogar die Frequenz­änderungen des Tons berechnen ...

Übrigens: Solltest du weder einen Trompeter noch eine Lokomotive zur Hand haben, kannst du Ballots Versuch auch mit Handy und Fahrrad oder hier am Bildschirm durchführen.

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erstellt von C. Wolfseher