Inloggen

Dopplereffect

Wanneer een geluidbron zich naar ons toe beweegt klink het geluid hoger dan wanneer de bron zich van ons af beweegt. Dit is een gevolg van het dopplereffect. Ook met licht, dat ook een golf is, vindt dit plaats. Licht afkomstig van voorwerpen die van ons af bewegen is iets naar de rode kant van het spectrum verschoven. Licht afkomstig van voorwerpen die naar ons toe bewegen is iets naar de blauwe kant van het spectrum verschoven. Dankzij het dopplereffect kunnen astronomen zien welke snelheid sterren planeten en sterrenstelsels hebben ten opzichte van ons.



Voor het afspelen van de videoles 'Dopplereffect' moet je ingelogd zijn
Nieuwsgierig? Kijk een demoles:
Voorvoegsels / Harmonische trilling / ElektronVolt

Voorkennis

Golflengte, frequentie, spectrum, lichtsnelheid

Formules

 
Dopplereffect v = c· Δλ/λ v = radiële snelheid (ms-1)
c = 2,99792458·108 ms-1
Δλ = golflengteverschuiving (m)
λ = golflengte (m)

Moet ik dit kennen?

De stof in videoles "Dopplereffect" hoort bij:

HAVO:       geen examenstof
VWO: : Centraal examen (CE)

(In het oude examenprogramma: HAVO:geen examenstof VWO:geen examenstof)

Test jezelf - "Dopplereffect"

Maak onderstaande meerkeuzevragen, klik op 'nakijken' en je weet meteen de uitslag. Als je één of meer vragen fout hebt moet je de videoles nog maar eens bekijken.
Vraag 1
Vraag 2
Vraag 3
Het geluid van een ambulance die naar je toerijdt klinkt … dan het geluid van een stilstaande ambulance.

Voor een bron die zich van ons af beweegt wordt de … van de uitgezonden straling groter.

In een sterspectrum blijkt de golflengte van een natriumlijn verschoven van 589,3 nm naar 592,4 nm. Wat is de radiële snelheid van de ster?

hoger
lager
gelijk
golflengte
frequentie
lichtsnelheid
2,0·105 m/s
1,6·106 m/s
2,0·106 m/s


Extra oefenmateriaal?

Oefenopgaven over het onderdeel sterren & straling vind je in:
FotonSterrenStralingVWO.pdf

Vraag over "Dopplereffect"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | Dopplereffect

Op donderdag 2 aug 2018 om 17:34 is de volgende vraag gesteld
Beste meneer van Munster,

Een vraag van het examen Natuurkunde vwo 2015-II (pilot) kwam ik niet uit. Namelijk vraag 11 van opgave 2 over WMAP.

Er wordt in de uitwerkingen geschat dat de golflengte bij een T = 3000 K de werkelijke golflengte 1000 maal kleiner is dan de waargenomen golflengte. Ik probeerde met behulp van Binas tabel 22 (Planck-krommen) het uit te vogelen. Maar ik kon nergens vinden dat bij die temperatuur (T = 3000 K) de golflengte 1000 maal kleiner is?

Daarnaast klopt de laatste conclusie van het antwoord niet helemaal. Waargenomen labda = 1000 maal groter dan labda. Dus bijv. labda waargenomen = 5000 dan is labda = 5 (1000 maal kleiner). delta labda = 5000 - 5 = 4995. Invullen in de formule geeft v= 4995 / 5 * c = 999c. Of hebben ze het afgerond?
Alvast bedankt!

Erik van Munster reageerde op donderdag 2 aug 2018 om 22:00
Je kunt het ook precies uitrekenen met de wet van Wien (wordt hier niet gevraagd maar kan wel). Als je dan de lambdamax bij 3000 K uitrekent komt je op 966 nm. Als je de lambdamax bij 2,6 K uitrekent kom je op 1,1 mm (kun je ook aflezen bij de top van de grafiek). 1,1 mm is (ongeveer) 1000 keer zo groot als 966 nm, vandaar.

De berekening klopt inderdaad niet zoals ze hem hier geven maar het gaat er bij deze opgave alleen maar om om aan te tonen dat het niet kan. Je komt hoe dan ook op een snelheid die (véél) groter is dan de lichtsnelheid.

Op vrijdag 3 aug 2018 om 09:34 is de volgende reactie gegeven
Dank u wel voor uw antwoord, ik snap hem nu!


Op dinsdag 28 mrt 2017 om 18:31 is de volgende vraag gesteld
In binas 35 E staat als formule bij dopplereffect:
Fb = Fe. wortel (c + v) / ( c - v)
Wat betekent dit en wat kan je hiermee?
mvg

Erik van Munster reageerde op dinsdag 28 mrt 2017 om 19:28
Bij extreem hoge snelheden (in de buurt van de lichtsnelheid) geldt de relativiteitstheorie. De formules in 35-E6 zijn de formules die hierbij horen. In de relativiteitstheorie gebruik je voor het dopplereffect deze formule in plaats van de normale formule.

In de formule is v de snelheid van de bron t.o.v. de waarnemer, c de lichtsnelheid en fe en fb respectievelijk de eigenfrequentie van de door de bewegende bron uitgezonden straling, en fb de frequentie die diegene die de bron ziet bewegen ziet.

(Dit is geen verplicht onderdeel voor het eindexamen. Alleen als je het keuzeonderwerp relativiteit doet kan het zijn dat je deze formule tegen gaat komen.)


Op maandag 27 mrt 2017 om 20:14 is de volgende vraag gesteld
Beste Erik,
Is het ook mogelijk dat niet alle absorptielijnen in een spectrum verschuiven? En, is de verschuiving voor alle lijnen overal gelijk in een spectrum als er sprake is van radiele snelheid?

Erik van Munster reageerde op dinsdag 28 mrt 2017 om 10:16
Bij een voorwerp met een radiële snelheid zijn alle spectraallijnen in het licht wat van dat voorwerp komt verschoven. Wel is het zo dat als het licht afkomstig is van meerdere verschillende voorwerpen met een verschillende radiële snelheid dat het spectrum een mix is van verschillende verschoven lijnen. Maar bij één voorwerp hebben alle lijnen dezelfde verschuiving.

Op dinsdag 28 mrt 2017 om 15:09 is de volgende reactie gegeven
Hoe kun je aan een spectrum van een ster zien om welke spectraaltype het gaat?

Erik van Munster reageerde op dinsdag 28 mrt 2017 om 15:25
Sterrenkundigen delen sterren in in verschillende spectraaltypen: O, B, A, F, G, K en M, afhankelijk van hun kleur (en dus hun temperatuur). Het loopt van O-sterren (blauw en heet) naar M sterren (rood relatief koel). Je kunt de spectraaltypen vinden in BINAS tabel 32B of het bepalen aan de hand van de temperatuur en/of kleur.

Meer informatie kunt je vinden in de opgave 14 "Spectraaltype" in de oefenopgaven Sterren&StralingVWO via het menu oefenen hierboven.


Oussama Akhiyat vroeg op woensdag 15 jun 2016 om 17:28
Hey Erick,
Hoe zit het met het dopplereffect als de waarnemer naar een stilstaand voorwerp toebeweegt of van het voorwerp af beweegt?
En wanneer is iets een continuspectrum?

Erik van Munster reageerde op woensdag 15 jun 2016 om 17:47
Dag Oussama,

De snelheid v in de formule van het dopplereffect invult is de snelheid waarmee de bron en de waarnemer naar elkaar toe of van elkaar af bewegen. Het maakt daarbij niet uit of het de bron is of juist de waarnemer is die beweegt. Het gaat alleen om de snelheid ten opzichte van elkaar.

Continu spectrum heb je bij hete vaste stoffen, hete vloeistoffen en bij gassen in het binnenste van sterren waar de temperatuur en druk heel hoog zijn.

Oussama Akhiyat reageerde op woensdag 15 jun 2016 om 18:23
Dus als v= 2,7*10^8 is dan beweegt of de het voorwerp of de waarnemer weg. Dat is dan afhankelijk van de context. In de context staat dan wat stilstaat en wat beweegt.
En waarom heeft een nevel ook een continuspectrum(hoewel het bestaat uit gassen en niet in sterren zelf zit)

Erik van Munster reageerde op woensdag 15 jun 2016 om 19:22
Als bron en waarnemer met v=2,7*10^8 m/s naar elkaar toe bewegen dan kan het inderdaad zo zijn dat de bron beweegt of de waarnemer. Kun je inderdaad niet van elkaar onderscheiden .

Over nevels:
Er bestaan heel veel verschillende soorten nevels.
*Nevels die sterlicht reflecteren
*Nevels die eigenlijk uit sterren dicht op elkaar bestaan. *Nevels die tussen en ster en ons in staan en juist sterlicht absorberen in plaats van dat ze licht uitzenden.
*Nevels die uit heet gas bestaan en zelf licht uitzenden.

Het hangt echt van de situatie af wat voor soort spectrum er ontstaat en er kan ook een continu spectrum ontstaan. Regel blijft: Een gas wat zelf licht uitstraalt geeft een lijnenspectrum tenzij de druk en temperatuur heel hoog zijn.


Op woensdag 30 mrt 2016 om 21:25 is de volgende vraag gesteld
Dag Erik,

Waarom is de golflengte kleiner als een voorwerp op je af beweegt? Ik snap wel wat voor effect dit heeft, maar niet hoe dit komt.

Erik van Munster reageerde op donderdag 31 mrt 2016 om 08:53
Het is het makkelijkst voor te stellen als je even kijkt wat er gebeurt als er een golf wordt uitgezonden door het object. Het eerste golftopje beweegt zich na het uitzenden naar de aarde. Op het moment dat het tweede topje wordt uitgezonden heeft het eerste golftopje een golflengte gereisd, maar de bron zelf is ook ietsje opgeschoven richting aarde. De afstand tussen het tweede topje en het eerste topje dat al onderweg was is dus iets kleiner dan een golflengte.

De golven worden dus als het ware op elkaar gedrukt worden als een bron naar je toe beweegt.


Op dinsdag 24 nov 2015 om 22:00 is de volgende vraag gesteld
Dag Erik,
Wat gebeurt er als de waarnemer ook beweegt?

Erik van Munster reageerde op dinsdag 24 nov 2015 om 23:20
Voor het dopplereffect is alleen de snelheid waarmee iets naar ons toe of van ons af beweegt van belang. Of dat nou komt door onze eigen beweging of de beweging van de bron maakt niet uit.

Het gaat alleen om de relatieve snelheid tussen w bron en waarnemer.


Op vrijdag 6 nov 2015 om 18:40 is de volgende vraag gesteld
Dag Eric,
om de verschuiving te meten wordt er gebruik gemaakt van een spectrum ter vergelijking met die van het licht afkomstig van de bewegende ster. Hoe komt men aan dit 'referentie spectrum'?

Erik van Munster reageerde op vrijdag 6 nov 2015 om 22:05
Het referentiespectrum om het spectrum mee te vergelijken wordt gewoon op aarde in een laboratorium gemeten. Zie bijvoorbeeld de spectra van verschillende stoffen in BINAS. Alle golflengtes van alle spectraallijnen die horen bij stoffen die in sterren voorkomen zijn dus van te voren bekend.

Als alle lijnen in een sterspectrum verschoven zijn weet je dus dat de ster naar je toe of van je af beweegt.

Op dinsdag 24 nov 2015 om 22:33 is de volgende reactie gegeven
Kan je de zon met hetzelfde referentiespectrum vergelijken?

Erik van Munster reageerde op dinsdag 24 nov 2015 om 23:23
Ja, ook de spectraallijnen in het spectrum van de zon kun je vergelijken met een referentiespectrum van dezelfde stoffen op aarde. De zon beweegt niet heel snel van ons af of naar ons toe dus heel veel verschuiving zul je niet meten.


Wout van Kints vroeg op maandag 30 mrt 2015 om 16:22
Dag Erik,
als je op twee cijfers afrondt, hoezo wordt het dan 2,0*10^6 en niet 1,6*10^6? (1,577*10^6 is de niet afgeronde)

Erik van Munster reageerde op maandag 30 mrt 2015 om 16:28
Dag Wout,

1,577*10^6 afgerond op twee cijfers is inderdaad 1,6*10^6. Maar dit is toch ook wat er staat als het goede antwoord? Toch?

Groetjes,

Erik