Doppler-Effekt und Rotverschiebung: Klassische Theorie und Einsteinsche Effekte

Der Doppler-Effekt ist die Frequenzänderung von Wellen bei einer Relativgeschwindigkeit von Sender und Empfänger. So wird die Sirene einer Feuerwehr bei einer Vorbeifahrt deutlich tiefer. Der klassische Doppler-Effekt erlaubt es, den Bewegungszustand des Trägermediums der Wellen zu bestimmen.
Für Licht im Vakuum ist die relativistische Gangverzögerung einer bewegten Uhr zu berücksichtigen. Die Frequenzverschiebung hängt dann nur von der Relativgeschwindigkeit ab. Es gibt keinen Bewegungszustand des Vakuums. Der Leser wird in die Lichtausbreitung in Gravitationsfeldern eingeführt. Die Autoren demonstrieren, dass Licht von kompakten Quellen eine gravitative Rotverschiebung erfährt und dass um Schwarze Löcher eine unendliche Rotverschiebung zu beobachten ist. Der Leser erfährt, warum im Kosmos zusätzlich eine kosmologische Rotverschiebung auftritt.
Der Inhalt
Klassische Theorie des Doppler-Effektes
Doppler-Effekt für das Licht
Lichtausbreitung im Gravitationsfeld
Gravitative und kosmologische Rotverschiebung
Die Zielgruppen
Lehrer und Schüler der gymnasialen Oberstufe
Studierende der Physik, Astronomie, Mathematik, Informatik
Die Autoren
Helmut Günther war Professor für Mathematik und Physik an der FH Bielefeld. Er arbeitet über Lorentz-Symmetrien von Fehlordnungen in Gittern und publizierte Fach- und Lehrbücher.
Volker Müller forscht am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam zur Kosmologie. Er lehrte an der Universität Potsdam sowie der Humboldt-Universität zu Berlin.