Experiment auf Dampfzügen

1992 ehrte Österreich vier bekannte Wissenschaftler philatelistisch, darunter Christian Doppler, MiNr. 2057 (Abb. Schwaneberger Verlag).

Den Doppler-Effekt kennt wohl ein jeder. Ein Fahrzeug der Feuerwehr oder Polizei nähert sich mit eingeschaltetem Martinshorn, fährt vorbei und entfernt sich wieder. Je nach Position des Wagens dringt eine andere Tonhöhe des Signals an das Ohr. Der österreichische Mathematiker und Physiker Christian Johann Doppler hatte aber zunächst etwas ganz anderes im Sinn, als er seine bahnbrechende Theorie entwickelte. Doppler schaute ins All.
Dort beobachteten die Astronomen bei Doppelsternen deutliche Farbunterschiede. Doppler führte dies auf die Wellenlänge des Lichtes zurück und erklärte die Unterschiede mit deren Bewegung. Damit irrte er zwar – die Farbdifferenzen sind auf Temperaturunterschiede zurückzuführen, die Wärmestrahlung folgt nicht denselben Gesetzen wie die Lichtstrahlung. Korrekt erkannte er aber, dass die Eigenbewegung die Wahrnehmung der Ausbreitung von Wellen beeinflusst.
Ganz neu war die Erkenntnis nicht. Der dänische Astronom Ole Christensen Rømer, der als erster die Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit postuliert hatte, konnte bereits in der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts denselben Effekt beobachten und korrekt deuten, als er Wasserwellen untersuchte, die zu einem Boot liefen, das sich bewegte. Während Rømer jedoch das Problem nur am Rande behandelte, engagierte sich Doppler stark für den experimentellen Nachweis seiner Erkenntnis.
Dazu trug mit Sicherheit bei, dass die Astronomen seine Thesen schnell zu widerlegen wussten: Die Sterne bewegen sich für den Doppler-Effekt einfach zu langsam. Also suchte Doppler nach Möglichkeiten, das Phänomen anderweitig zu belegen. Glücklicherweise hatte kurz zuvor die Eisenbahn ihren Siegeszug angetreten. Übermäßig schnell fuhren die Dampfrösser zwar noch nicht. Doch reichte ihre Geschwindigkeit für einen so schlichten wie wirkungsvollen Versuch. Auf einem Waggon gespielte Töne lautstarker Instrumente veränderten sich für den Beobachter mit dem herannahenden und sich entfernenden Zug. Nachdem andere Wissenschaftler das Experiment reproduzieren konnten, galt Doppler bald als Entdecker des Prinzips. Den endgültigen wissenschaftlichen Nachweis erbrachte etwa 20 Jahre später Ernst Mach.
Der Doppler-Effekt blieb die einzige Eintragung Dopplers im Geschichtsbuch der Physik. Ohnehin hatte Doppler, geboren am 29. November 1803, nur deswegen Mathematik, Physik und Philosophie studiert, weil er körperlich nicht als Steinmetz in die Fußstapfen des Vaters treten konnte. 1829 erhielt er eine Stelle als Assistent am Polytechnischen Institut Wien, ehe er ab 1835 in Prag an der Realschule unterrichtete. Nachdem er am Polytechnischen Institut Prag als Dozent für Mathematik und Physik gewirkt hatte, berief ihn die Karls-Universität Prag 1841 zum Ordentlichen Professor für beide Fächer. Im Zuge der Revolution von 1848 kehrte er nach Wien zurück. Dort arbeitete er ab 1850 als Direktor des Physikalischen Instituts der Universität Wien. Zugleich hatte er als Erster den Lehrstuhl für Experimentalphysik inne. Bereits am 17. März 1853, heute vor 160 Jahren, verstarb Christian Doppler, keine 50 Jahre alt, an den Folgen einer Staublungenerkrankung.