05.03.2009 - bei heidingers.de

Protokoll im LK Physik vom 5.3.2009
Renke Schulte
e) Beispiele (Längsschwingung)
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Magnetische Kopplung durch Abstoßen
Störung bei Rolle 1 breitet sich über Magnetrollenkette aus
Schwingungsrichtung parallel zur Ausbreitungsrichtung  Longitudinalwelle
f) Beispiel (Transversalwelle)
„Wellenmaschine“
( nach der Zeit t= ; c = Ausbreitungsgeschwindigkeit)
( einzellner Oszillator (Drehpendel))
-
48 gekoppelte Drehpendel hängen auf einem Torsionsdraht.
Die Kopplung erfolgt über zwei Gummibänder.
Benachbarte schwingen phasenverschoben mit jeweils derselben Frequenz f.
g) Beispiel: Schraubenfederseil
1. longitudinal
2. transversal
( Ausbreitungsgeschwindigkeit ist abhängig von der Federspannung)
h) Definition: Welle
Eine Störung (ein Signal) breitet sich über einen Wellenträger (= Kette von Oszillatoren) aus.
Dabei wird Energie ohne Materietransport übertragen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit
hängt ab von der Kopplung der Oszillatoren im Wellenträger.
( Oszillator = schwingungsfähiges System, Pendel, Resonator.)
( Kopplung = Wechselwirkung, Kraftwirkung zwischen benachbarten Oszillatoren.)
Anmerkung: die Elektro-Magnetische Welle ist die einzige, auf die die Definition nicht zutrifft,
da sie keinen Wellenträger benötigt!
i) Begriffe
1. Fortpflanzung einer Welle:
Eine Welle breitet sich aufgrung der Kopplung der Oszillatoren aus.
2. Wellenerreger:
Ein Startoszillator führt der Pendelkette einmalig oder dauerhaft Energie zu.
3. Verhalten der Oszillatoren:
Die Oszillatoren schwingen um ihre Ruhelage. Sie schwingen dem Erreger mit
konstanter Phasenverschiebung nach.
4. fortschreitende Welle:
Der Erreger führt dauerhaft Energie zu. Alle Oszillatoren einer langen Kette
schwingen mit der gleichen Frequenz und Amplitude.
2. Wellengleichung (wir betrachten die Bewegung der einzelnen Oszillaroren)
a) Wellenlänge und Schwingungsdauer
1. Bewegung eines Oszillator
( Jede Oszillatorschwingung mit T )
2. benachbarte Oszillatoren
( „Momentaufnahme“)
Oszillatoren stehen in einer festen Phase zueinander. In einer festen Entfernung wiederholen
sich die Schwingungszustände (  λ)
b) Definition
Die Wellenlänge λ ist die kürzeste Entfernung zwischen zwei Oszillatoren mit gleicher Phase.
c) Ausbreitungsgeschwindigkeit
Ausbreitung von Zuständen gleicher Phase (z.B. Maximum)
d) die Wellengleichung
c=
c=λ