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Schwingung und Welle. Inhalt. Schwingungen Wellen Die Ausbreitungsgeschwindigkeit. k. Modell einer Longitudinalwelle. Bei Longitudinalwellen liegt die Auslenkung in Richtung der Ausbreitung. Quelle. Empfänger. Z. B. Schallwellen in Luft sind Longitudinalwellen . k.
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Inhalt • Schwingungen • Wellen • Die Ausbreitungsgeschwindigkeit
k Modell einer Longitudinalwelle Bei Longitudinalwellen liegt die Auslenkung in Richtung der Ausbreitung Quelle Empfänger Z. B. Schallwellen in Luft sind Longitudinalwellen
k Modell einer Transversalwelle Bei Transversalwellen steht die Auslenkung senkrecht zur Richtung der Ausbreitung Quelle Empfänger Transversalwellen erfordern Scherkräfte, d. h. „Federn zwischen den Teilchen“, die es in Festkörpern gibt, aber nicht in Flüssigkeiten und Gasen Aber auch elektromagnetische Wellen sind Transversalwellen: Die Feldstärken stehen senkrecht zum Wellenvektor
Die Wellenlänge Wellenlänge λ x 0 1 10
s Die Periode 2 0 Periode T 1,5 0,5 1,0 Zeit ψ0 x 0 1 10
Auslenkung in einer Welle Ψ(x,t) ψ0 x 0 1 10
Zusammenfassung • Wellen sindperiodische Auslenkungen einer physikalischen Größe: u ( s,t ) = u0 · sin( k·s - ω·t ) • Funktionen des Orts sund der Zeit t mit der • Wellenlänge λ[m] undc „Wellenzahl“ k = 2π/ λ[1/m] • Frequenz f= 1 / T[1/s], Kreisfrequenz ω= 2π ·f: • Longitudinalwellen: Auslenkung in Richtung des Wellenvektors • Transversalwellen: Auslenkung senkrecht zur Richtung des Wellenvektors • Beispiele für Wellen mit Einheit der Amplitude u0 : • Mechanische Wellen: • Auslenkung[m] der Saite eines Instruments (transversal) • Auslenkung der Teilchen[m] und des Drucks[Pa] einer Schallwelle • Elektromagnetische Wellen: • ElektrischeFeldstärke [V/m] • MagnetischeFeldstärke [Vs/m2 = T] • Frequenz, Wellenlänge und Ausbreitungsgeschwindigkeit sind verknüpft: cW= λ· f[m/s]
