Die Parameter zur physikalischen Beschreibung von Wellen

Die physikalischen Größen zur Beschreibung der Wellen
Die physikalischen Größen zur Beschreibung der Wellen



Aus Gründen der besseren Anschauung werden die Parameter am Beispiel von Transversalwellen eingeführt. Sinngemäß gelten sie aber ebenso für die longitudinalen Schallwellen. Die Figur zeigt die Parameter die man für die Beschreibung von Wellen allgemein benutzt.

(1) Wellenlänge (λ): der kleinste Abstand zwischen zwei Punkten mit gleicher Phase.

(2) Amplitude (A): die maximale Auslenkung der Teilchen im Medium von ihrer Gleichgewichtslage.

(3) Periodendauer (T): das kleinste Zeitintervall zwischen zwei identischen Schwingungszuständen in einem festen Raumpunkt.

(4) Frequenz (f): der Kehrwert der Periodendauer.

(5) Wellengeschwindigkeit (c): die Geschwindigkeit von der Ausbreitung der Störung in dem gegebenen Medium. Diese Geschwindigkeit hängt von den Eigenschaften des Mediums ab. Beispielsweise ist die Schallgeschwindigkeit in Normalluft 343 m/s, im Wasser ist sie 1493 m/s, im Eisen ist sie 5950 m/s.

Der Zusammenhang zwischen den oben genannten Parametern sind folgende:

\[f=1/T\]\[c=f \cdot \lambda=\lambda/T\]

  • In einer Welle wird keine Materie, sondern nur der Schwingungszustand, bzw. die Schwingungsenergie transportiert.
  • Unter der Intensität von Wellen versteht man die Energie (E), die durch eine Flächeneinheit (q) und während einer Zeiteinheit (t) transportiert wird.
  • Die Wellenintensität ist proportional zu dem Quadrat der Schwingungsamplitude A, bzw. der Druckänderung p im Falle einer Schallwelle. ρ gibt die Dichte des Mediums an.

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