Hauptseite
Lesezeichen| Hauptseite |
Lesezeichen |
||
| Liste Artikel | Liste Kategorien | Zufälliger Artikel | Links auf diese Seite | |||
Eine Welle ist im physikalischen Sinne eine Art der Energieausbreitung: Sobald ein Raumpunkt zwei Energie-Formen annehmen kann, die sich zyklisch ineinander umwandeln können, kann er als Oszillator aufgefasst werden. Eine Welle bedeutet zeitlich und örtlich periodische Veränderungen einer physikalischen Größe g(t,x). Wenn benachbarte Raumpunkte dieselbe Fähigkeit besitzen, und eine Kopplung zwischen den beiden Oszillatoren besteht, dann kann die Energie im Laufe der Zeit von einem zum nächsten Oszillator abwandern, und weiter zu einem dritten, usw. Dieses Ausbreitungs-Phänomen nennt man Welle.
| Inhaltsverzeichnis |
Viele Pendel sind in einer Reihe aufgehängt und mit Gummifäden verbunden. Ein
einzelnes Pendel kann Lageenergie speichern (wenn es weit ausgelenkt ist) oder Bewegungsenergie (wenn es sich gerade durch den
Nullpunkt bewegt). Beim Pendeln wandeln sich diese beiden Energieformen ineinander um.
Wird nun ein Pendel angestoßen, wird es kurz alleine pendeln, jedoch durch die Gummi-Fäden im Laufe der Zeit seine Nachbarn mit
anregen, bis diese sogar stärker pendeln. Im Laufe der Zeit wird sich das "Pendeln" als Welle über alle Pendel ausbreiten.
Zwischen der Frequenz f der Oszillatoren und der Schwingungsdauer T, d. h. der Zeit, nach der sich die gleiche Schwingungsphase (zeitlich) wiederholt, besteht der Zusammenhang
.Zwischen der Frequenz f der Oszillatoren und der Wellenlänge λ, d. h. der Strecke, nach der sich die gleiche Schwingungsphase (räumlich) wiederholt, besteht der Zusammenhang
,wobei c die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist. Die Grundgleichungen können anhand einer grünen Welle (Ampelschaltung im Straßenverkehr) gut veranschaulicht werden.
Wellen werden mathematisch durch Wellengleichungen beschrieben.
Man Unterscheidet außerdem:
Stehende Welle: Bei Überlagerung zweier sich ausbreitender Wellen derselben Frequenz und Amplitude kommt es durch Überlagerung (dh Superposition) zur Ausbildung von stehenden Wellen, die sich nicht ausbreiten, sondern räumlich konstante Schwingungsmuster bilden: An den sogenannten Bewegungsbäuchen schwingen sie mit der verdoppelten Amplitude und der ursprünglichen Frequenz, an den dazwischenliegenden Bewegungsknoten ist die Amplitude Null. Diese Erscheinung wird als Interferenz bezeichnet. Sie tritt insbesondere vor einer reflektierenden Wand auf oder auch zwischen zwei passend abgestimmten Wänden, die gemeinsam einen Resonator bilden.
Seegang: Energieformen: Lageenergie des Wassers und Bewegungsenergie des Wassers. Sonderfall: Bei Überlagerung zweier Wellenzüge ähnlicher Amplitude (das heißt hier: Wellenhöhe) aus unterschiedlicher Richtung spricht man von Kreuzsee, wobei sich zeitweise auch stehende Wellen (siehe oben) ausbilden können.
Schallwellen: Energieformen: Druck und Schnelle der Luft.
Licht (Elektromagnetische Wellen): Energieformen: elektrische Feldenergie und magnetische Feldenergie.
Autowellen Energieformen: Ionenströme an biologischen Membranen und Redoxreaktionen in chemischen Diffusions-Reaktions-Gemischen
