abiweb
online lernen

Die perfekte Abiturvorbereitung
in Physik

Im Kurspaket Physik erwarten Dich:
  • 42 Lernvideos
  • 183 Lerntexte
  • 195 interaktive Übungen
  • original Abituraufgaben
gratis testen

Es gibt zahlreiche Wellenvorgänge in der Mechanik, die dem Leser bekannt sein dürften. Dazu gehören zum Beispiel Schallwellen, Wasserwellen, Erdbebenwellen usw.

Definition Welle

Merke

Eine Welle ist ein sowohl räumlich- als auch zeitlich- periodischer Ablauf, bei dem ein Energietransport stattfinden kann.

Wir wollen uns die Entstehung einer mechanischen Welle genauer anschauen, um die Definition zu verdeutlichen und weitere Erkenntnisse zu gewinnen.

Lassen wir uns dabei von folgender Animation inspirieren.

Bitte Box anklicken, um GeoGebra zu laden.

Dargestellt ist ein System aus Massen (blaue Punkte), die durch ein Seil (rote Line) vernachlässigbarer Masse gekoppelt sind. Die linke Masse wird zum Zeitpunkt $t=0$ in eine Schwingung versetzt.

Entstehung einer Welle
Entstehung einer Welle

Verhalten der Welle: Wird die erste Masse in Schwingung versetzt, so überträgt sich die Schwingung durch das Seil bzw. die Kopplung auf die anderen Massen. Die vollständige Animation zeigt genau das, was in der Definition angegeben wurde. Es handelt sich um eine räumliche und zeitliche periodische Veränderung, die man in der physikalischen Terminologie als Welle bezeichnet.

Wellen-Charakteristik

Es lassen sich aber noch andere Charakteristika aus der Animation ableiten:

  • Die Amplitude (maximale $y$-Auslenkung) hängt von der Erregung ab. Das bedeutet, dass die Amplitude umso höher ist, je mehr Energie in das System gepumpt wird. Denn erinnern wir uns daran, dass es zur Anhebung einer Masse auf der Erde einer entsprechenden Energie (potentiellen Energie) bedarf.
  • Die Auslenkung der einzelnen gekoppelten Massen ist nur dadurch möglich, dass Energie über das Seil übertragen wurde. Betrachtet man jedoch die einzelnen Massenpunkte, so bleiben deren $x$-Werte unverändert. Das bedeutet doch, dass kein Transport von Masse in Ausbreitungsrichtung der Welle erfolgt. (Energietransport, aber kein Massetransport)
  • Eine weitere auffällige Eigenschaft betrifft die Wellenart. Die Schwingungen der Massen finden senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle statt. Der Physiker spricht hier von einer typischen Transversalwelle.
Wellenarten

Neben der Transversalwelle gibt es noch eine andere Wellenart. Es handelt sich um die sogenannte Longitudinalwelle.

Bitte Box anklicken, um GeoGebra zu laden.

Bei der Longitudinalwelle schwingen die Teilchen parallel zur Ausbreitungsrichtung der Welle.

Merke

Es gibt 2 fundamentale Wellenarten. Dabei handelt es sich um

  • Transversalwellen und
  • Longitudinalwellen,
je nach Schwingungsrichtung der Teilchen in Bezug auf die Ausbreitungsrichtung der Welle.

Bei einer Welle findet ein Energietransport, aber kein Materietransport (Teilchen schwingen nur lokal) statt.

Multiple-Choice
Warum wurde bei der mechanischen Welle eine Kopplung der einzelnen Massen/Teilchen vorausgesetzt?
0/0
Lösen

Hinweis:

Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.

Vorstellung des Online-Kurses ElektromagnetismusElektromagnetismus
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Elektromagnetismus

abiweb - Abitur-Vorbereitung online (abiweb.de)
Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Elektromagnetische Induktion
    • Einleitung zu Elektromagnetische Induktion
    • Induktion- Magnetischer Fluss
      • Einleitung zu Induktion- Magnetischer Fluss
      • Induktionsspannung- Induktionsgesetz
      • Induktionsstrom- Lenzsche Regel
      • Anwendungsprobleme zur Induktion
    • Selbstinduktion
    • Energie des magnetischen Feldes
  • Schwingungen und Wellen - Grundlagen
    • Einleitung zu Schwingungen und Wellen - Grundlagen
    • Schwingungen
      • Einleitung zu Schwingungen
      • Charakteristische Größen
      • Energie - schwingendes System
      • Mechanische Schwingungsdifferentialgleichung, Schwingungsdauer
    • Das Phänomen Welle
      • Einleitung zu Das Phänomen Welle
      • Grundbegriffe für Wellen
      • Eindimensionale Wellengleichung
      • Wellenphänomene: Reflexion, Brechung, Beugung
      • Wellenphänomen: Interferenz
        • Einleitung zu Wellenphänomen: Interferenz
        • Stehende Wellen
  • Elektromagnetische Schwingungen
    • Einleitung zu Elektromagnetische Schwingungen
    • Elektromagnetischer Schwingkreis
      • Einleitung zu Elektromagnetischer Schwingkreis
      • Energieerhaltung
      • Elektromagnetische Schwingungsdifferentialgleichung, Schwingungsdauer
    • Erzwungene Schwingung- Resonanz
    • Elektromagnetische und mechanische Schwingung-Vergleich
  • Elektromagnetische Wellen
    • Hertzscher Dipol
      • Einleitung zu Hertzscher Dipol
      • Feldverteilungen am Dipol
      • Wellenausbreitung eines strahlenden Dipols
    • Eigenschaften elektromagnetischer Wellen
      • Einleitung zu Eigenschaften elektromagnetischer Wellen
      • Polarisation
      • Grundlagen elektromagnetischer Interferenz
        • Einleitung zu Grundlagen elektromagnetischer Interferenz
        • Interferenz- Doppelspalt
        • Interferenz- Gitter
  • 26
  • 5
  • 41
  • 31

Unsere Nutzer sagen:

  • Miriam

    Miriam

    "Ich finde abiweb.de sehr hilfreich und die Themen sehr gut erklärt!! Vielen Dank!!"
  • Jens

    Jens

    "Endlich habe ich es verstanden :) Ich schreibe morgen meine Klausur und denke, dass ich es nun kann :)"
  • Michaela

    Michaela

    "Vielen Dank:) Wäre schön wenn sich meine Lehrerin so viel Zeit für alles nehmen könnte."

NEU! Sichere dir jetzt die perfekte Prüfungsvorbereitung und spare 20% bei deiner Kursbuchung!

20% Coupon: abitur20

Zu den Online-Kursen