Die stehende Welle
Physik - simpleclub
https://www.youtube.com/watch?v=xFGI6Wk0sQ0

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 Na, wer von euch spielt ein Musikinstrument und ihr spielt bestimmt auch jeden Tag, oder? Na ja, egal. Klasse. Dann kennt ihr zumindest alle
0:07 die stehende Welle. Das ist ein physikalisches Phänomen und ohne dieses Phänomen gibt es keine Gitarre, Blockflöte, Trompete oder sonstiges
0:16 Instrument. [Musik] Also, was ist jetzt eine stehende Welle? Eine Welle kennt jeder von euch. Die
0:28 sieht so aus. Aber eine Welle breitet sich ja aus, ist ja auf dem Meer genauso. Also bewegt sich die Welle in eine bestimmte Richtung. Das wäre eine
0:37 einzelne Welle, aber eine einzelne Welle ist noch ziemlich langweilig. Spannend wird's erst, wenn wir eine zweite Welle dazu packen und das machen
0:45 wir gleich mal. Lassen wir mal auf unsere erste grüne Welle eine zweite rote Welle treffen. Die beiden Wellen haben die gleiche Amplitude und die
0:54 gleiche Wellenlänge. Letzter und wichtigster Schritt. Wir lassen beide aufeinander loslaufen. Die machen jetzt Sauhaufen und wir erhalten eine stehende
1:03 Welle. Das wäre jetzt unsere blaue Welle. Die ist einfach die anderen beiden Wellen aufradiert in jedem einzelnen Punkt. Stichwort Interferenz.
1:12 Weißt du die Addition zweier Wellen mit jedem einzelnen Punkt. Was ist an unserer stehenden Welle jetzt so besonders? Schauen wir uns mal kurz an,
1:20 wie die sich dann bewegt. [Musik] So, was ist jetzt wichtig? Es gibt sogenannte Schwingungsknoten. Die sind
1:35 immer an der gleichen Stelle. habt ihr ja gerade gesehen. Die sind da immer. Nur ihre sogenannten Schwingungsbäuche gehen immer auf und ab und schwingen
1:43 eben hin und her. Schauen wir uns mal eine Periode der stehenden Welle in aller Ruhe an. Also, wir hatten zwei Wellen mit gleicher Amplitude und
1:51 gleiche Periodendauer. Die laufen gegeneinander. Durch Interferenz entsteht dann unsere stehende Welle. Wenn sich die Wellen perfekt überlagern,
2:00 dann ist der Schwingungsbauch der stehenden Welle gerade maximal ausgedehnt. So wie hier eben. Jetzt verschieben wir mal beide
2:08 Ursprungswellen in ihre Ausbreitungsrichtung um eine Viertel Wellenlänge, weil die Wellen bewegen sich ja die blaue Welle verschwindet
2:16 jetzt, weil die beiden kleinen Wellen sich auslöschen. Die Schwingungsbäuche sind also nicht mehr zu erkennen. Schieben wir weiter wieder beide um
2:24 jeweils eine Viertel Wellenlänge. Jetzt unterstützen sie sich wieder und der Schwingungsbauch kommt wieder. Das kann man jetzt immer so weitermachen und
2:32 unsere stehende Welle wird sich immer hoch und runter bewegen. Wenn wir hier ein Liniengitter drüber legen, sehen wir auch schön, dass die Knoten immer an der
2:40 gleichen Stelle sind und die Bäuche sind auch immer an der gleichen Stelle. Stellt euch vor, eure Klasse steht in einer Reihe und jeder zweite darf sich
2:48 nicht bewegen, das sind die Knoten. Und die anderen, die hüpfen hoch oder gehen in die Knie. Wenn die Springer gesprungen sind und die Knie gekniet
2:56 sind, dann wechseln sie die Rollen und so weiter und so fort. Was hat das aber nun mit unseren Instrumenten zu tun? Schauen wir mal in eine Flöte. Wenn wir
3:05 da reinpusten, dann erzeugen wir da eine stehende Welle. Und wenn es die stehende Welle daran nicht gebe, dann gibt es auch keinen Ton in der Flöte, denn an
3:13 den Enden der Flöten wird die Welle immer reflektiert und dann muss die eingehende Welle mit der ausgehende Welle passen. Sonst entsteht da kein
3:20 Ton, sondern nur Bullshit. Wie das mit der Reflektion genau abläuft und was man dabei beachtet, das seht ihr in diesem Video. Reflexion von Wellen. Wenn ihr
3:29 ein Instrument spielt, was spielt er denn für ein Instrument? Und habt ihr vielleicht eine Idee, wie bei so einer Blockflöte die verschiedenen Töne
3:34 zustande kommen? Tipp: verschiedene Tonhöhe bedeutet verschiedene Wellenlänge. [Musik]