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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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Übungsaufgaben

1Welches Diagramm zeigt was?AFB I

Ordnen Sie jedes Merkmal dem Diagramm zu, in dem es auftritt.

Begriff anklicken, dann einen Bereich anklicken (oder die Ziffer des Bereichs drücken). Ein Klick auf einen abgelegten Begriff holt ihn zurück.
1 nur Momentaufnahme (y–x)
2 nur Oszillogramm (y–t)
3 in beiden gleich
Beide Kurven sehen aus wie ein Sinus — unterscheiden lassen sie sich nur an der waagerechten Achse. Steht dort ein Ort in Metern, ist es eine Momentaufnahme und der Abstand zweier Berge ist λ. Steht dort eine Zeit in Sekunden, ist es ein Oszillogramm und derselbe Abstand ist T. Die senkrechte Achse und damit die Amplitude sind in beiden Bildern identisch — deshalb verrät sie nichts über den Diagrammtyp.
2Größe, Bedeutung, EinheitAFB I

Verbinden Sie jede Größe mit ihrer Bedeutung und Einheit.

3Geschwindigkeit aus zwei DiagrammenAFB I

Momentaufnahme: \(\lambda=2{,}5\,\mathrm m\). Oszillogramm: \(T=0{,}50\,\mathrm s\).

Berechnen Sie die Ausbreitungsgeschwindigkeit \(c\) in m/s.

Nutze c = λ ÷ T. Trage nur die Zahl ein (Dezimaltrennzeichen egal), Enter prüft.
In einer Periode T wandert die Welle um genau eine Wellenlänge weiter — daraus folgt c = λ/T = 2,5 m ÷ 0,50 s = 5,0 m/s. Der typische Fehler ist das Multiplizieren: λ·T ergäbe 1,25 m·s, was gar keine Geschwindigkeit ist. Merken Sie sich die Denkfigur „Strecke pro Zeit“ — dann steht die Zeit immer im Nenner.