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Harmonische Wellen beschreiben

Eine harmonische Welle ist in Raum und Zeit sinusförmig. Zwei Diagramme beschreiben sie: die Momentaufnahme (y–x) und das Oszillogramm (y–t).

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Erklärung — Momentaufnahme, Oszillogramm, Geschwindigkeit

Zwei Diagramme

  • Momentaufnahme (y–x):Wie ein Foto der ganzen Welle zu einem festen Zeitpunkt. Auf der x-Achse steht der Ort. Hier liest man die Wellenlänge \(\lambda\) ab (Abstand zweier Berge).
  • Oszillogramm (y–t):Wie das Beobachten eines Teilchens über die Zeit. Auf der x-Achse steht die Zeit. Hier liest man die Periodendauer T ab.

Schalte im Applet zwischen beiden Diagrammen um. Achtung: Beide Kurven sehen aus wie ein Sinus — der Unterschied steckt allein in der Bedeutung der waagerechten Achse.

Momentaufnahme oder Oszillogramm

Im y–x-Diagramm (Momentaufnahme) misst die Klammer die Wellenlänge λ, im y–t-Diagramm (Oszillogramm) die Periodendauer T. Die Geschwindigkeit ist \(c=\lambda/T\).

Ort x λ
Beide Diagramme sehen aus wie ein Sinus — bedeuten aber Verschiedenes: Die Momentaufnahme (y–x) zeigt die Welle zu einem festen Zeitpunkt; daraus liest man die Wellenlänge λ ab. Das Oszillogramm (y–t) zeigt ein festes Teilchen über die Zeit; daraus liest man die Periodendauer T ab.

Die Wellengeschwindigkeit

Wellenlänge und Periodendauer sind über die Ausbreitungsgeschwindigkeit verknüpft — in einer Periode T wandert die Welle um eine Wellenlänge \(\lambda\):

Merke

Wellengeschwindigkeit:

\(c=\dfrac{\lambda}{T}=\lambda\cdot f\)

Zwei Diagramme: Die Momentaufnahme (\(y\)–\(x\)) zeigt die ganze Welle zu einem Zeitpunkt; man liest \(\lambda\) ab. Das Oszillogramm (\(y\)–\(t\)) zeigt ein Teilchen über die Zeit; man liest \(T\) ab.

Geschwindigkeit: In einer Periode \(T\) wandert die Welle um eine Wellenlänge \(\lambda\) weiter.

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Allgemeine Hinweise

y–x = λ

Momentaufnahme → Wellenlänge ablesen.

y–t = T

Oszillogramm → Periodendauer ablesen.

Achse prüfen

Immer zuerst schauen: steht x oder t auf der Achse?

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Vertiefung

Momentaufnahme Oszillogramm
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c = Lambda durch T
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