Vom Doppler-Effekt zum Global Positioning System

Christian Doppler, Mathematiker und Physiker

Der österreichische Mathematiker und Physiker Christian Doppler (1803–1853) war ab 1841 ordentlicher Professor für Mathematik und Physik an der Karls-Universität in Prag. 1850 wurde er an die Universität Wien berufen als der erste Professor für Experimentalphysik. Weltweit berühmt wurde er durch den nach ihm benannten Doppler-Effekt.

Doppler studierte Philosophie in Salzburg sowie Mathematik und Physik am Polytechnischen Institut Wien (heute TU Wien), wo er nach dem Abschluss als Assistent arbeitete. Ab 1835 lehrte er am Prager Polytechnischen Institut. 1841 wurde er zum Ordinarius für Mathematik und Physik an die Karls-Universität in Prag berufen. In Prag publizierte er über 50 wissenschaftliche Arbeiten zu Problemen der Physik, Mathematik und Astronomie, darunter seine berühmte Arbeit zum Doppler-Effekt (1842).

1850 wurde Doppler an die Universität Wien berufen. Infolge eines Lungenleidens war ihm als Professor dort nur eine kurze Wirkungszeit vergönnt. Drei Jahre nach der Berufung an die Universität Wien starb Doppler in Venedig im Alter von 50 Jahren. Doppler zählt zweifellos zu den weltweit auch einer allgemeinen Öffentlichkeit bekannt gewordenen österreichischen Physikern.

1842

Dopplers berühmteste Arbeit über die Farbverschiebung im Lichtspektrum bewegter Sterne erschien 1842 in den Abhandlungen der Königlich Böhmischen Gesellschaft der Wissenschaften. Es war eine voraussagende epochale Abhandlung über den Einfluss der Bewegung (gegenüber einem Beobachter) einer Schall- oder Lichtquelle auf ihre Wellenlänge.

Das beobachtete Phänomen, der Doppler-Effekt, ist ein Meilenstein in der Geschichte der modernen Naturwissenschaften und Technik. Der Doppler-Effekt wird heute in einer unüberschaubaren Fülle von Anwendungen genützt.

Der Wert und die Wirkung des von ihm entdeckten physikalischen Effekts

Der Doppler-Effekt wird in vielen Wissenschaften angewandt, von der Astronomie bis zur Meteorologie und Medizin. Der Effekt fand ein breites Spektrum an technischen Anwendungen. In der Astronomie diente der Doppler-Effekt zur systematischen Erfassung der Rotverschiebung von 250.000 Galaxien und lieferte damit Daten über die Lebensgeschichte und Größe unseres Universums. In der Meteorologie wird der Doppler-Radar zur Bestimmung von Rotationsbewegungen von Tornados benutzt.

Auch das Radar in der Flugüberwachung benützt den Doppler-Effekt. Der auf dem Doppler-Effekt beruhende Laser-Doppler-Anemometer wird zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeiten in Gasen und Flüssigkeiten benutzt. Und in der Medizin findet zum Beispiel der Doppler-Sonograph Anwendung. Dieses Gerät dient zur genauen Bestimmung der Geschwindigkeit des Blutflusses. Auch das Global Positioning System (GPS), das in Autos und Handy zum Standard wurde, bestimmt über Satelliten anhand des Doppler-Effekts die Positionen von Objekten auf der Erdoberfläche.

„Der Doppler-Effekt ist wohl der wichtigste Effekt der Physik, mit breiter Anwendung in vielen anderen Fächern, darunter Meteorologie, Hydrodynamik, Medizin, Astronomie etc. Auch das Radar beruht auf dem Doppler-Effekt.“
_{Anton Zeilinger, Professor für Experimentalphysik an der Universität Wien}