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Wellen und ihre Geschwindigkeit
Schwingung, die sich ausbreitet
Eine Welle ist eine Schwingung, die sich von Ort zu Ort ausbreitet.
- Wellenträger:Wasser, Luft, Seil; jedes Teilchen schwingt um seine Ruhelage und stößt sein Nachbarteilchen an.
- 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.
Das orangene Teilchen wandert nicht mit, sondern schwingt nur um seine Ruhelage. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit \(c=\lambda f\) wird berechnet.
Die Wellenform wandert nach rechts, doch das markierte Teilchen bleibt an seinem Ort und schwingt nur auf und ab: Eine Welle transportiert Energie, aber keine Materie. Es gilt \(c=\lambda\cdot f\).
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Wellenlänge und Geschwindigkeit
- Zeitlich:Periodendauer \(T\) und Frequenz \(f=\tfrac1T\) wie bei der Schwingung.
- Räumlich:die Wellenlänge \(\lambda\) ist der Abstand zweier benachbarter Berge.
Herleitung:
\(c=\dfrac{\lambda}{T}\)
| \(f=\tfrac{1}{T}\)
In einer Periode rückt die Welle um genau \(\lambda\) vor.
\(c=\lambda\cdot f\)
Ergebnis
Beide Formen sind gleichwertig.
Merke
Ausbreitungsgeschwindigkeit:
\(c=\dfrac{\lambda}{T}=\lambda\cdot f\)
Welle: Eine Welle ist eine Schwingung, die sich von Ort zu Ort ausbreitet; sie transportiert Energie, aber keine Materie.
Wellenlänge: \(\lambda\) ist der Abstand zweier benachbarter Berge; \(f=\tfrac1T\) wie bei der Schwingung.
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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.