Con este instrumento analizó la atmósfera de los planetas del Sistema Solar, siendo el primero en determinar el periodo de rotación del Sol usando el desplazamiento Doppler.

Obtuvo un doctorado en 1870 por la Universidad de Jena por su trabajo en nebulosas y cúmulos estelares.

Desde 1882 hasta 1907 Vogel fue director del AOP (también conocido como Observatorio de Potsdam), llevándolo en este período a ser el instituto líder mundial en astrofísica.

Aplicó este instrumento para analizar químicamente las atmósferas planetarias y en 1871 fue el primero en establecer el período de rotación del Sol usando el efecto Doppler.

Su interpretación de este resultado fue que la estrella se movía acercándose y luego alejándose de la Tierra, y que los cambios espectrales acompañantes eran el resultado del efecto Doppler.

En 1875, demostró el efecto en el área acústica con un silbato de una locomotora alemana Borsig.