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Wellen 1.1 Gekoppelte Schwingung Wenn es keine Schwingung gibt, gibt es auch keine Wellen, da ein gekoppeltes Schwingungselement bei Wellen benötigt wird. Sie führen Kettenreaktionen bei Wellenbewegungen herbei. Wellen bestehen aus Schwingungen, die die benachbarten Schwingungen auslösen und die wiederum die nächsten benachbarten Schwingungen. Schwingungen haben zudem eine feste Ruhelage, Wellen breiten sich aus. 1.2 Longitudinale und transversale Wellen Ein Unterschied bei Wellen ist, dass es entweder parallele oder senkrecht schwingende Schwingungselemente zur Ausbreitungsrichtung der Welle sind. à Longitudinale Wellen (Längswellen) Hierbei ist die Schwingungsrichtung parallel zur Ausbreitungsrichtung, zum Beispiel bei Schallwellen. à Transversale Wellen (Querwellen) Hier ist die Schwingungsrichtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, zum Beispiel bei einer „La Ola“ im Stadion. Die Schwingungselemente bewegen sich bei beiden Fällen nicht fort, sondern schwingen nur!
http://www.techfak.uni-kiel.de/matwis/amat/mw2 2.1 Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle Das ist die Geschwindigkeit, mit der sich ein bestimmter Schwingungszustand ausbreitet. Die Formel zur Berechnung, der Ausbreitungsgeschwindigkeit „c“, lautet:
c = λ (Wellenlänge) x f (Frequenz)
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! 2.2 Transport in Wellen Energie und Impulse werden durch die Wellenausbreitung transportiert. Ein Beispiel dazu wären die Wasserwellen, da diese keine Wassermasse transportieren, sondern Bewegungsenergie. Man kann zwischen „lokale Bewegung“ und „Transport“ unterscheiden. à bei der „lokalen Bewegung“ wird Energie und Impuls an schwingungsfähige Nachbarn weitergegeben, ohne dass sich die Ruhelage verändert. 2.3 Bewegte Sender und Empfänger Wellen haben einen Ursprung, einen so genannten „Sender“, der etwas „empfangen“ werden kann. à Bewegter Sender, ruhender Empfänger Die Ausbreitungsgeschwindigkeit „c“ ist in alle Richtungen gleich, doch das Zentrum der Kugelwellen verändert sich dauernd. Im Zusammenhang damit auch die Wellenlängen vor und hinter dem Sender, das heißt vor dem Sender ist die Wellenlänge kürzer und hinter dem Sender länger.
http://www.chemgapedia.de/vsengine/media/vsc/d à Ruhender Sender, bewegter Empfänger Das Zentrum der Kugelwellen bleibt gleich, genauso wie die Wellenlänge, die Ausbreitungsgeschwindigkeit und die Frequenz.
http://www.chemgapedia.de/vsengine/media/vsc/d
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! 4.1 Überlagerung von Wellen Bei einer Superposition („Überlagerung“) verändern sich die Wellen nicht und beeinflussen sich auch nicht gegenseitig, sondern addieren sich. Durch diese Überlagerungen entstehen dann stehende Wellen. 4.2 Interferenz am Doppelspalt Man sieht einen Sender, der Wellen aussendet, einen Doppelstrang, der nach dem Huygen Prinzip zu zwei Sendern wird, bei dem jeder Spalt wieder Radialwellen aussendet. Die Spalten haben den Abstand „g“. In einiger Entfernung „a“ ist ein Schirm aufgestellt. Wenn nun die Sender eingeschaltet werden, überlagern sich die Wellen und wo sie sich verstärken, erscheint auf dem Schirm ein Lichtpunkt. Diese Punkte bezeichnet man als Maximum. Das Maximum 0. Ordnung ist das genau zwischen den Spalten. Ausgehend von diesem, benennt man die nächstlegenden als Maximal 1. Ordnung, dann 2. Ordnung und so weiter. Allgemein wird den Maxima anstatt einer Zahl eine Variable zugeordnet. Den Abstand auf dem Schirm von Maximal 0. Ordnung zum Maximal k. Ordnung wird als d von k bezeichnet. In zwei Schritten wird nun die Wellenlänge „λ“ bestimmt. Im ersten Schritt muss man zunächst den Bewegungswinkel „α“ bestimmen:
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bei gleichen Enden (fest – fest; frei – frei) gilt: l = n x λ / 2 f = (c x (n+1)) / (2 x l)
http://www.burosch.de/images/burosch/raumakust
bei verschiedenen Enden gilt: l = (2n-1) x λ / 4 f = (c x (2n+1)) / (4 x l)
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http://www.leifiphysik.de/web_ph10_g8/grundwis 8. Wellen als Funktion von Ort und Zeit Die Funktion y(x, t) gibt die Auslenkung der Schwingungselemente an beliebigen Orten x und zu beliebigen Zeiten t an. A – max. Auslenkung f – Frequenz t – Zeit λ – Wellenlänge x – Ortskoordinate - Phasenkonstante (wird 0 gesetzt) Die vereinfachtete Formel lautet: w = 2πf – Kreisfrequenz k = 2π / λ – Wellenzahl | ||||||||||||
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