107 Bewegung von Sternen 21 In einem Menschenleben fallen die Eigenbewegungen der Sterne so gering aus, dass wir sie als ix ansehen. Erst in großen Zeitspannen wird die Eigenbewegung deutlich sichtbar, zu sehen z. B. an der Änderung von Sternbildern (Abb. 21.2). ∆ f f0 f v 21.2 Radialbewegung und Dopplereffekt 21.2.1 Einführung Die Bewegung eines Sterns in Beobachtungsrichtung mit der Radialgeschwindigkeit vr lässt sich mithilfe des Dopplereffekts bestimmen. Den meisten dürfte dieser Effekt, der nach seinem Entdecker (Abb. 21.4) benannt wird, bei bewegten Schallquellen bekannt sein: Etwa beim Motorengeräusch eines schnell vorbei fahrenden Motorrads oder beim Martinshorn eines Einsatzwagens hören wir im Augenblick des Vorbeifahrens einen deutlichen Frequenzabfall. Demonstrieren lässt sich dieser akustische Dopplereffekt einfach mithilfe eines Lautsprechers, der mit einer tonfrequenten Wechselspannung versorgt wird. Bewegt man diesen schnell auf einen Beobachter zu, so hört dieser einen höheren Ton als bei ruhender Schallquelle. Einen tieferen Ton nimmt er wahr, wenn der Lautsprecher schnell von ihm fort bewegt wird. Ein entsprechender Effekt tritt nun auch bei elektromagnetischen Wellen auf. Gut demonstrieren lässt sich das mit einem Mikrowellensender, wenn bei diesem die Möglichkeit gegeben ist, die Differenzfrequenz ∆f zwischen der Frequenz f0 der ausgesendeten Welle und der Frequenz f der relektierten Welle abzunehmen (Abb. 21.5). Abb. 21.4 E Christian Doppler (1803 – 1853), österreichischer Mathematiker und Physiker Abb. 21.5 E Demonstration des Dopplereffekts mit Mikrowellen E Aufgabe 1 Die größte Eigenbewegung wurde von dem amerikanischen Astronomen Edward Barnard an einem Stern im Sternbild Schlangenträger beobachtet, der nach ihm Barnards Pfeilstern genannt wird (Abb. 21.3). Seine Entfernung beträgt nur 5,9 Lj, die scheinbare Eigenbewegung µ = 10,31" a–1. a) In wie vielen Jahren ergibt diese scheinbare Eigenbewegung eine Verschiebung des Sterns um eine Vollmondbreite, das sind etwa 0,5°? (175 a) b) Wie groß ist die Geschwindigkeit ve für Barnards Pfeilstern? (88 km · s–1) N u r zu P rü fz w e c k e n E ig e n tu m d e s C .C . B u c h n e r V e rl a s