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Mechanische Wellen | STARK erklärt

STARK Verlag5:11 14.640 Aufrufe veröffentlicht Auf YouTube

Das Wichtigste aus dem Video

Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.

Transkriptautomatisch erstellt · 26 Zeilen
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  1. Protestwellen bei unbeliebten politischen Entscheidungen? Hast du schon einmal davon gehört. Wellen im Verlauf einer Pandemie? Sind mittlerweile Grundwissen. Wellen am Meer?
  2. Hast du wahrscheinlich selbst schon einmal gesehen. Aber was meint man denn, wenn man in Physik von Wellen spricht?
  3. Das erfährst du in diesem Video. Wasserwellen, die entstehen, wenn ein Tropfen auf eine Wasseroberfläche trifft, sind ein
  4. Beispiel für Wellen im physikalischen Sinne. Denn allgemein gilt: Unter einer Welle versteht man die räumliche Ausbreitung einer Schwingung.
  5. Ok, wahrscheinlich hilft dir das momentan nicht viel weiter, da es ziemlich abstrakt ist. Deshalb schauen wir uns zum besseren Verständnis
  6. jetzt erstmal eine Simulation an. Wenn man diesen Wasserhahn hier aufdreht, dann fallen Tropfen auf eine Wasseroberfläche.
  7. Es breiten sich Wasserwellen aus. Die Wellen werden durch die Tropfen, eine äußere Störung, ausgelöst. Die hellen Bereiche sind die sogenannten Wellenberge
  8. und die dunklen Bereiche die sogenannten Wellentäler. Auf der rechten Seite gibt es zwei Parameter, die man verändern kann. Verringert man die Amplitude, dann nimmt der
  9. Kontrast ab, das heißt Wellenberge und Wellentäler werden kleiner. Der Tropfen fällt zu Beginn also weniger tief ins Wasser. Erhöht man die Frequenz, dann folgen Wellenberge
  10. und Täler dichter aufeinander, weil sich die Tropfgeschwindigkeit erhöht. Die Begriffe Frequenz und Amplitude kennst du wahrscheinlich noch von Schwingungen.
  11. Aber was haben Schwingungen jetzt genau mit Wellen zu tun? Dazu verwenden wir ein Messgerät, das die Wasserhöhe an einem bestimmten Ort gegenüber
  12. der Zeit misst. Wir wählen einen Wellenberg kurz nach der Störung und ein Wellental am Rand. Die aufgezeichneten Verläufe erinnern stark
  13. an den Graphen einer harmonischen Schwingung. Da die Abstände zwischen Minima und Maxima für beide Graphen gleich sind, haben beide Schwingungen offensichtlich die gleiche Frequenz.
  14. Das Maximum der einen Schwingung liegt genau im Minimum der anderen. Das liegt daran, dass einmal in einem Wellenberg und das andere Mal in einem Wellental gestartet wurde.
  15. Offensichtlich ist der Wellenberg zu Beginn größer als am Rand, da die Amplituden der Schwingungen unterschiedlich hoch sind. Verringert man die Amplitude, dann verändern
  16. sich die Amplituden beider Schwingungen auf gleiche Weise, das heißt sie sind nicht unabhängig voneinander, sondern beeinflussen sich. In der Physik spricht man von einer Kopplung.
  17. Die Störung zu Beginn kann sich durch die gekoppelten Wasserteilchen entsprechend fortpflanzen. Man sieht auch, dass die maximale Wasserhöhe an den Messstellen im zeitlichen Verlauf für
  18. eine vorgegebene Amplitude immer gleich bleibt. Es wird also kein Wasser seitlich weggeschoben. Man sagt auch: Es findet kein Materietransport, sondern nur ein Energietransport statt.
  19. Ok, dass Wellen etwas mit Schwingungen zu tun haben, hast du jetzt so grob verstanden, aber wie war das mit der räumlichen Ausbreitung? Dazu schaut man sich am besten eine Schwingung,
  20. das heißt einen einzigen Tropfen und den zeitlichen Verlauf, an. Während man auf der Wasseroberfläche beobachtet, wie sich die Welle im Raum bewegt, sieht man
  21. auf dem Messgerät eine Schwingung und dann zu einem späteren Zeitpunkt nochmals eine Schwingung. Eben wenn diese sich zwischen den beiden Messpunkten im Raum bewegt hat.
  22. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit c einer Welle lässt sich mithilfe der Frequenz und Wellenlänge berechnen. c ist gleich f mal lambda.
  23. Puh, das waren eine ganze Menge Infos. Deshalb gibt es jetzt nochmal eine Zusammenfassung mit den wichtigsten Erkenntnissen.
  24. Unter einer Welle versteht man die räumliche Ausbreitung einer Schwingung, die sich mathematisch durch eine erweiterte Schwingungsgleichung beschreiben lässt.
  25. Sie entsteht durch eine äußere Störung, die sich über gekoppelte schwingungsfähige Teilchen fortpflanzen kann. Dabei findet nur ein Energie-, jedoch kein
  26. Materietransport statt. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen berechnet sich aus dem Produkt von Wellenlänge und Frequenz.

Zum Nachlesen

Mechanische WelleEine mechanische Welle ist die räumliche Ausbreitung einer Schwingung von Materie (mechanische Schwingung). Im Gegensatz zu anderen Wellentypen benötigen … WelleIn der Physik bezeichnet Welle den Vorgang, elektromagnetische Wellen, Materiewellen, Gravitationswellen). Beispiele sind elektromagnetische Wellen, … LongitudinalwelleEine Longitudinalwelle, auch Längswelle, ist eine physikalische Welle, die in Ausbreitungsrichtung schwingt. Das Standardbeispiel für Longitudinalwellen ist … Stehende WelleEine stehende Welle, auch Stehwelle, ist eine Welle, bei der die Orte maximaler Auslenkung und die Orte ohne jede Auslenkung stillstehen.