Definition: Eine Welle ist die räumliche und zeitliche Ausbreitung einer Störung (Signal, Erregung).
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Mechanische Längswelle (Longitudinalwelle): Die Richtung der Teilchengeschwindigkeit ist parallel zur Ausbreitungsrichtung der Welle.
Mechanische Querwelle (Transversalwelle): Die Richtung der Teilchengeschwindigkeit steht senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle.
Transversalwellen lassen sich auf verschiedene Arten polarisieren.
Ein mikroskopisches Bild einer Schallausbreitung.
Gerade bei den Schallwellen erlebt man interessante Frequenzänderungen, wenn sich die Schallquelle oder der Empfänger bewegen.
Bei der Überlagerung gegenläufiger identischer Wellen kann es zu feststehenden Wellenknoten und -bäuchen kommen.
Der Zusammenhang zwischen Frequenz und Wellenlänge ist oft nicht linear. Die sogenannte Dispersionskurve beschreibt diesen Zusammenhang und wird für das Beispiel von Längswellen in einer Federkette hergeleitet.
Regelmässige Strukturen (Linien, Kreise etc) erzeugen sogenannte Moiré Muster, die als Einführung für die Interferenz von Wellen dienen können
Wenn sich mehrere gleichartige Wellen im Raum ausbreiten, kommt es oft zu gegenseitiger Verstärkung oder Abschwächung. Es entstehen stationäre Interferenzmuster und Beugungseffekte.
Tritt eine Welle an die Grenze zweier Medien, so wird sie mehr oder weniger stark reflektiert.
Wellen, die durch einen Spalt gelangen, zeigen Beugungsmuster.
Wenn in einem Wellenträger Dispersion vorliegt, dann ist die Phasengeschwindigkeit der Welle abhängig von der Wellenlänge bzw Frequenz der Welle. Energie breitet sich dann mit der Gruppengeschwindigkeit aus, die sich von der mittleren Phasengeschwindigkeit unterscheidet.
Die Bewegungsgleichung eines Teilchens in einem ebenen mechanischen Wellenträger wird hergeleitet und numerisch gelöst.
