Wellen
Eng Well ass eng Stéierung, déi sech ausbreet. Energie an Impuls kënne wanderen, wärend d’Deelercher vum Medium lokal ëm hir Gläichgewiichtslage oscilléieren. Amplitude, Wellelängt, Frequenz, Phas a Vitess bilden eng gemeinsam Sprooch.
Eng periodesch Well beschreiwen
D’Wellelängt λ ass d’Distanz tëscht gläichwäertege Punkten an zwou successive Perioden. D’Frequenz f zielt d’Perioden pro Sekonn, T = 1/f, an d’Ausbreedungsvitess entsprécht v = fλ.
D’Amplitude ass déi maximal lokal Auslenkung, net d’Ausbreedungsvitess.
D’Relatioun v=fλ trennt dräi Rollen: d’Quell bestëmmt d’Frequenz, de Medium d’Verbreedungsvitess an d’Wellelängt passt sech esou un, datt béides zesummepasst. Bei enger Grenzfläch kann f dofir onverännert bleiwen, wärend v a λ sech änneren.
Transversal a longitudinal Wellen
Bei enger transversaler Well steet d’lokal Beweegung senkrecht zur Ausbreedungsrichtung, wéi bei enger gespannter Schnouer. Bei enger longitudinaler Well ass si parallel dozou; am Schall an der Loft gesäit een Kompressiounen a Verdënnungen.
Superpositioun an Interferenz
Wa Wellen sech iwwerlagere, addéieren sech d’Auslenkungen algebraesch. Gläich Phas verstäerkt, Géigephas kann deelweis oder komplett ausläschen. No der Iwwerlagerung lafen déi eenzel Wellen weider.
E stabilt Interferenzmuster verlaangt eng genuch stabil Phaserelatioun. Destruktiv Interferenz zerstéiert keng Energie; si verdeelt d’Intensitéit anescht am Raum oder an anere Richtungen.
Reflexioun a stoend Wellen
Eng reflektéiert Well kann mat der ankünfteger Well e stoend Muster bilden. Kniet hunn null Amplitude, Bäich maximal Amplitude.
Fir eng Schnouer mat zwee feste Enden: λn = 2L/n an fn = nv/(2L). Randbedéngunge wielen déi erlaabt Moden.
Amplitude, Energie a Vitess
Méi Amplitude bedeit meeschtens méi transportéiert Energie, awer net automatesch eng méi héich Wellevitess. Bei enger Schnouer hänkt d’Vitess virun allem vun der Spannung an der linearer Massendicht of. A dispersive Medie kann si och vun der Frequenz ofhänken.
Un enger Grenz bleift d’Frequenz duerch d’Quell bestëmmt; ännert d’Vitess, ännert d’Wellelängt.
Bei ville lineare Wellesystemer wiisst déi transportéiert Energie ongeféier mam Quadrat vun der Amplitude. Eng duebel Amplitude kann also eng véierfach Intensitéit bedeiten, ouni datt d’Verbreedungsvitess muss klammen.
Geléist Beispiller
Wellelängt vum Schall
f = 440 Hz, v = 343 m s⁻¹.
Léisung
λ = 343/440 = 0,780 m.
Period aus Frequenz
f = 25 Hz.
Léisung
T = 1/25 = 0,040 s.
Superpositioun
+3,0 cm an −1,2 cm gläichzäiteg.
Léisung
Resultat = +1,8 cm.