Eigentlich sollte Christian Andreas Doppler Steinmetz wie sein Vater werden. Doch der 1803 geborene Salzburger war für diese Arbeit körperlich nicht geeignet – dafür aber ein ausgezeichneter Schüler. Daher konnte er das Gymnasium besuchen und anschließend Mathematik und Physik in Wien und Philosophie in Salzburg studieren. Nach dem Studium arbeitete er zunächst als Assistent am polytechnischen Institut in Wien. Ab 1841 war er Professor für Experimentalphysik und Mathematik zunächst in Prag. In Wien wurde er Direktor des Physikalischen Instituts der Universität.

Der Bewegung der Sterne

Doppler veröffentlichte wissenschaftliche Arbeiten zu Problemen der Physik, Mathematik und Astronomie, darunter 1842 seine wichtigste Publikation „Über das farbige Licht der Doppelsterne“. Er entwickelte seine Theorie aus den Farbschwankungen einander umkreisender Doppelsterne. Nach seiner Ansicht wird die Farbe des Sterns, der sich vom Beobachter weg bewegt, als ins Rote verschoben, die Farbe des auf ihn zulaufenden Sterns als ins Blaue verschoben wahrgenommen. Dieser Effekt konnte später tatsächlich nachgewiesen werden. Er ist aber sehr gering. Die Ursache für die von Doppler beobachteten Farbunterschiede sind Temperaturunterschiede zwischen den Sternen. 

Seine Entdeckung, die später nach ihm Doppler-Effekt genannt wurde, beschreibt die Änderung der Frequenz einer Welle. Sie ist abhängig von der Bewegung des Senders und/oder des Empfängers. Es ist ein Phänomen, das wir fast täglich erleben – zum Beispiel, wenn ein Rettungswagen mit Martinshorn von weitem angefahren kommt. Wenn er sich nähert, wird der Ton höher. Sobald er vorbeigefahren ist, klingt die Sirene klingt tiefer. Physikalisch passiert dabei folgendes: Die sich bewegende Schallquelle verändert ihre Schallausbreitung, denn die Frequenz einer Schallwelle hängt von der Geschwindigkeit des Senders und des Empfängers ab.

Genau genommen veranschaulicht das beschriebene Beispiel den akustischen Doppler-Effekt. Beim optischen Dopplereffekt bestimmt die Frequenz die Farbe, denn auch Licht breitet sich in Wellen aus. Niedrige Frequenzen ergeben Rot, höhere Frequenzen lassen das Licht erst gelb, dann grün und schließlich blau erscheinen. Der Doppler-Effekt ist also ein physikalisches Prinzip, das sowohl bei Licht als auch bei Schall auftritt.Der Doppler-Effekt ist also ein physikalisches Prinzip, das sowohl bei Licht als auch bei Schall auftritt. So schrieb der Physiker in seiner Originalarbeit: „Von diesen rein subjectiven Bestimmungen, nicht aber von dem objectiven Sachverhalte hängt die Farbe und Intensität einer Lichtempfindung oder die Tonhöhe und Stärke irgend eines Schalls ab.”

Trompeter beweisen den Doppler-Effekt

Leider ließ sich die These gerade an der Bewegung der Sterne besonders schwer beweisen. Da Doppler den Beweis schuldig blieb, untersuchten andere Forscher das Phänomen weiter. 1845 bewies der niederländische Wissenschaftler Christoph Buys-Ballot auf ungewöhnliche Weise den Doppler-Effekt: Er postierte Trompeter auf fahrenden Zügen auf der Bahnstrecke zwischen Utrecht und Maarssen. Manche Annahmen von Christian Doppler wurden später auch wiederlegt. 1887 konnten die Physiker Albert A. Michelson und Edward W. Morley experimentell nachweisen, dass ein von Doppler angenommener Äther als Ausbreitungsmedium für Licht nicht existiert. 

Entdeckung mit revolutionärem Effekt

Der Doppler-Effekt wurde zum Beispiel Grundlage für eine systematische Erfassung der Rotverschiebung von 250.000 Galaxien, was Aussagen über die Lebensgeschichte und Größe unseres Universums ermöglichte. Auch technische Innovationen wie Radar, Ultraschall, GPS, Flugsicherung, Computertomografie oder Satellitennavigation wären ohne die Kenntnis des Doppler-Effekts nicht möglich. Deshalb wird der Doppler-Effekt von vielen Experten als der wohl wichtigste Effekt der Physik betrachtet. 

Tod in Venedig

Christian Doppler war mit der Salzburgerin Mathilde Sturm verheiratet und Vater von fünf Kindern. Wegen seiner schlechten Gesundheit – Doppler litt an einer Staublungenerkrankung – zog die Familie des milderen Klimas wegen 1852 nach Venedig, wo Doppler ein Jahr später im Alter von nur 50 Jahren starb. Der ganz große Ruhm wurde dem Naturwissenschaftler erst posthum zuteil, vor allem durch die Einschätzung von Albert Einstein, der Dopplers Entdeckungen als bahnbrechend erachtete. Heute gilt Doppler neben Wolfgang Amadeus Mozart als einer der bedeutendsten Söhne seiner Heimatstadt Salzburg.

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