Erklärung — Wellen und ihre Geschwindigkeit
Schwingung, die sich ausbreitet
Eine Welle entsteht, wenn sich eine Schwingung von Ort zu Ort fortpflanzt. Jedes Teilchen des Wellenträgers (z. B. Wasser, Luft, ein Seil) führt dabei nur seine eigene Schwingung um die Ruhelage aus — weitergegeben wird die Bewegungsform, nicht das Teilchen selbst.
- Energietransport:Eine Welle trägt Energie von einem Ort zum anderen.
- Kein Materietransport:Die Teilchen schwingen nur an Ort und Stelle — ein Korken auf dem Wasser wippt, treibt aber nicht davon.
- Wellenträger (Medium):Mechanische Wellen brauchen ein Trägermedium; jedes Teilchen steckt sein Nachbarteilchen an.
Das orangene Teilchen wandert nicht mit, sondern schwingt nur um seine Ruhelage. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit \(c=\lambda f\) wird berechnet.
Wellenlänge und Geschwindigkeit
Wie bei der Schwingung beschreiben Periodendauer T und Frequenz \(f=\tfrac1T\) den zeitlichen Takt. Neu kommt die räumliche Größe dazu — die Wellenlänge \(\lambda\): der Abstand zwischen zwei benachbarten gleichen Wellenpunkten (z. B. von Berg zu Berg). In einer Periode rückt die Welle um genau eine Wellenlänge vor:
\(c=\dfrac{\lambda}{T}=\lambda\cdot f\)
c: Wellengeschwindigkeit (m/s), \(\lambda\): Wellenlänge (m), f: Frequenz (Hz)
Geschwindigkeit einer Welle
Eine Wasserwelle hat die Wellenlänge \(\lambda=2{,}0\,\mathrm m\) und die Frequenz \(f=3{,}0\,\mathrm{Hz}\). Wie schnell breitet sie sich aus?
Allgemeine Hinweise
Energie wandert
Die Welle transportiert Energie, nicht Materie.
Einheiten
λ in m, f in Hz → c in m/s.
c = λf
In einer Periode rückt die Welle um eine Wellenlänge vor.
Vertiefung
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