Zum NachschlagenZurück zur ErklärungTransversal und Longitudinal — Erklärung, Video nachlesen.
0 / 4 Aufgaben
1
Übungsaufgaben
1Quer oder längs?AFB I
Ordnen Sie jedes Beispiel der passenden Wellenart zu.
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1transversal (Querwelle)
2longitudinal (Längswelle)
Die Zuordnung hängt an einer einzigen Frage: Wohin schwingt das Teilchen im Vergleich zur Laufrichtung? Quer heißt transversal, längs heißt longitudinal. Der häufigste Irrtum betrifft den Schall: Weil man Schall in Büchern als Wellenlinie zeichnet, halten ihn viele für eine Querwelle. Die Linie zeigt aber nur den Druck an jedem Ort — die Luftteilchen selbst bewegen sich längs.
2Die beiden Wellenarten in WortenAFB I
Vervollständigen Sie den Text zu Quer- und Längswellen.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt). Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Bei einer Transversalwelle schwingen die Teilchen zur Ausbreitungsrichtung; die Seilwelle ist dafür das Standardbeispiel. Bei einer Longitudinalwelle schwingen sie dagegen zur Ausbreitungsrichtung, sodass abwechselnd und entstehen. Schall ist eine Welle und braucht deshalb ein , dessen Teilchen sich zusammenschieben lassen.
Die beiden Fachwörter tragen ihre Bedeutung schon im Namen: transversal kommt von „quer hinüber“, longitudinal von „der Länge nach“. Wer das einmal verankert hat, braucht die Definition nicht mehr auswendig — und leitet den letzten Satz selbst her: Verdichten kann man nur, wo Teilchen sind, deshalb versagt Schall im Vakuum.
3Begriff und Bild zusammenbringenAFB I
Finden Sie die Paare aus Begriff und passender Beobachtung.
Decke immer zwei Karten auf. Passen sie zusammen, bleiben sie offen liegen — sonst drehen sie sich wieder um. Du hast 16 Versuche.
Beim Memory hilft eine Strategie: Ordne die Karten innerlich nach der Leitfrage „quer oder längs?“ — dann bleiben nur noch zwei Kandidaten je Begriff übrig. Inhaltlich zeigen die fünf Paare die vollständige Argumentationskette der Stunde: Schwingungsrichtung → Wellenart → Beispiel → Frage nach dem Medium.
4Was gilt für welche Wellenart?AFB II
Sortieren Sie jede Eigenschaft in den passenden Bereich.
Ziehe jeden Begriff in einen der drei Bereiche — oder wähle ihn mit Enter aus und drücke die Ziffer des Bereichs.
1 nur Transversalwelle
2 nur Longitudinalwelle
3 beide Wellenarten
Der mittlere Bereich ist der wichtigste: Alles, was du in 5.1.1 über Wellen gelernt hast — Energietransport ohne Materietransport, λ, f und c = λ · f — gilt unverändert für beide Arten. Transversal und longitudinal unterscheiden sich einzig in der Schwingungsrichtung der Teilchen, nicht in den Rechengesetzen.
5Beobachtung und Deutung verbindenAFB II
Verbinden Sie jede Beobachtung mit der passenden Deutung.
Klicke links eine Beobachtung an und dann rechts die passende Deutung — es entsteht eine Verbindungslinie.
Jede Zeile folgt demselben Zweischritt: erst beobachten, wohin sich etwas bewegt — dann benennen. Die dritte und die vierte Zeile bilden dabei das entscheidende Gegensatzpaar: Licht kommt durchs Vakuum, Schall nicht. Wer nur Beispiele auswendig lernt, kann diesen Unterschied nicht begründen; wer nach der Schwingungsrichtung fragt, schon.
6Eigenschaften ankreuzenAFB II
Kreuzen Sie alle Eigenschaften an, die auf die jeweilige Welle zutreffen.
Klicke eine Zelle an, um ein Kreuz zu setzen — ein zweiter Klick entfernt es wieder.
| Welle | Teilchen schwingen quer zur Ausbreitung | Verdichtungen und Verdünnungen | breitet sich auch im Vakuum aus |
|---|---|---|---|
| Schall in Luft | |||
| Seilwelle | |||
| Licht der Sonne | |||
| längs angestoßene Schraubenfeder | |||
| Wasserwelle |
Die Tabelle macht sichtbar, dass die dritte Spalte nur eine einzige Zeile trifft: Licht. Alle mechanischen Wellen — ob quer oder längs — brauchen Teilchen, die einander anstoßen. Achte außerdem darauf, dass in den ersten beiden Spalten nie zwei Kreuze in derselben Zeile stehen: Eine Welle ist entweder quer oder längs, nicht beides.
7Wellenlänge eines TonsAFB II
Schall breitet sich in Luft mit \(c=340\,\tfrac{\mathrm m}{\mathrm s}\) aus. Ein Ton hat die Frequenz \(f=850\,\mathrm{Hz}\).
Berechnen Sie die Wellenlänge \(\lambda\) in Metern.Stelle c = λ · f nach λ um. Trage nur die Zahl ein (Komma oder Punkt ist egal).
Rechnung: λ = c ÷ f = 340 ÷ 850 = 0,40 m. Wichtig ist, was diese 40 cm bedeuten: Es ist der Abstand von einer Verdichtung zur nächsten — eine Längenangabe längs der Ausbreitungsrichtung, nicht die Höhe eines gezeichneten Wellenbergs. Wellenlänge und Frequenz sind für Quer- und Längswellen völlig gleich definiert.
8Vom Lautsprecher zum OhrAFB II
Eine Lautsprechermembran schwingt vor und zurück.
Verfolgen Sie Schritt für Schritt, wie der Ton beim Ohr ankommt.Spiele den Ablauf Schritt für Schritt durch: Was passiert als Nächstes? Nur die richtige Karte bringt dich weiter.
Der Ablauf verbindet zwei Ideen, die einzeln schon bekannt sind: die Druckschwankung aus der Erklärung und der Energietransport ohne Materietransport aus 5.1.1. Die zweite falsche Karte im dritten Schritt ist die typische Fehlvorstellung — „die Luft vom Lautsprecher kommt bis zu mir“. Dann müsste in einem geschlossenen Raum nach einem Konzert ein spürbarer Wind entstehen; tatsächlich bleibt jedes Luftteilchen nahezu an seinem Platz.
9Wellenart bestimmenAFB III
In einem Rauchkanal beobachten Sie: Ein Rauchfaden zittert genau in Laufrichtung der Welle hin und her; ohne Luft im Kanal kommt am Ende nichts an.
Bestimmen Sie über den Entscheidungsbaum, welche Wellenart vorliegt.Beantworte die Fragen des Entscheidungsbaums mit Ja oder Nein und schau, wo du herauskommst.
Der Baum erzwingt die richtige Reihenfolge: Erst die Frage nach dem Medium, dann die nach der Schwingungsrichtung. Nur so trennt man Licht sauber von den mechanischen Wellen — beide können transversal sein, aber nur eine davon kommt ohne Teilchen aus. Wer sofort „quer oder längs?“ fragt, landet bei Licht und Seilwelle in derselben Schublade und kann den Vakuum-Unterschied nicht mehr erklären.
10Schwingungsrichtung einschätzenAFB III
Ordnen Sie jede Beobachtung auf der Skala zwischen reiner Quer- und reiner Längsschwingung ein.
Wähle für jede Zeile eine Stufe von 1 bis 5 und klicke dann auf „Einschätzung prüfen“.
1 = reine Querschwingung5 = reine Längsschwingung
Ein Korken auf einer Wasserwelle wippt nur auf und ab.
Ein Rauchteilchen vor einem Basslautsprecher zittert in Laufrichtung hin und her.
Das Ende eines gespannten Seils wird quer ausgelenkt.
Die Windungen einer längs angestoßenen Schraubenfeder rücken zusammen und auseinander.
Ein Wasserteilchen dicht unter der Oberfläche läuft auf einer Kreisbahn — teils quer, teils längs.
Die letzte Zeile ist die Vertiefung: Echte Wasserwellen sind ein Mischfall, weil die Teilchen Kreise beschreiben; im Unterricht behandelt man sie vereinfacht als Querwellen, weil man von oben nur das Auf und Ab sieht. Die vier eindeutigen Zeilen zeigen dagegen das Prüfverfahren: Vergleiche die Bewegungsrichtung eines einzelnen Teilchens mit der Laufrichtung der Welle — nicht mit dem, was die Zeichnung im Heft nahelegt.