Mechanische Wellen
Mechanik
Klasse 11, 12
- Was wird bei einer Welle transportiert – Materie oder Energie?
- Wie hängen Wellenlänge, Frequenz und Ausbreitungsgeschwindigkeit zusammen?
Zum Ausprobieren: Seilwelle
Erzeugen Sie einen Puls und beobachten Sie die Reflexion am festen und am losen Ende.
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Rund 3 MB – im Mobilfunknetz kann das einen Moment dauern.
Simulation von PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, lizenziert unter CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu)
Schlau Fassung
Mechanische Wellen
- Eine Welle ist die Ausbreitung einer Schwingung im Raum: Energie wird transportiert, die Teilchen schwingen nur um ihre Ruhelage (La-Ola-Welle).
- Querwellen (Seilwelle, Wasserwelle) schwingen senkrecht zur Ausbreitung, Längswellen (Schall, Feder) in Ausbreitungsrichtung.
- Grundgleichung: \(c = \lambda \cdot f\) – Ausbreitungsgeschwindigkeit gleich Wellenlänge mal Frequenz.
- Typische Wellenphänomene: Reflexion, Brechung, Beugung, Interferenz; bei Überlagerung gegenläufiger Wellen entstehen stehende Wellen (Gitarrensaite).
Aufgaben
- Der Kammerton a′ hat \(f = 440\,\mathrm{Hz}\). Welche Wellenlänge hat er in Luft (\(c = 340\,\mathrm{\frac{m}{s}}\))?
Lösung
\(\lambda = \frac{c}{f} = \frac{340}{440} \approx 0{,}77\,\mathrm{m}\).