Wellen Überlagerung und Interferenz

Diese Seite behandelt die grundlegenden Konzepte der Wellenüberlagerung und Interferenz. Es wird erklärt, wie sich Wellen ungestört überlagern und was Interferenz bedeutet. Zudem werden die Eigenschaften und Entstehung stehender Wellen beschrieben.

Definition: Interferenz von Wellen ist die Überlagerung zweier periodischer Störungen, also zweier Wellen.

Die ungestörte Überlagerung von Wellen bedeutet, dass sich Einzelstörungen oder Wellen an der Stelle ihres Aufeinandertreffens kurzzeitig in ihrer Form ändern, danach aber unverändert weiterwandern. Mathematisch ausgedrückt addieren sich die Elongationen und Schnellen der Störungen an jedem Ort und zu jeder Zeit.

Highlight: Bei der Überlagerung von Wellen addieren sich die Elongationen und Schnellen der Wellen an jedem Ort und zu jeder Zeit.

Eine stehende Welle wird detailliert beschrieben:

• Es ist keine Welle im eigentlichen Sinne, da keine Phase über den gesamten Wellenträger wandert.
• Sie hat Knoten, an denen der Wellenträger nicht oszilliert.
• Zwischen den Knoten befinden sich Schwingungsbäuche mit maximaler Amplitude.
• Oszillatoren zwischen zwei Knoten schwingen in gleicher Phase.
• Auf verschiedenen Seiten eines Knotens schwingen die Oszillatoren in entgegengesetzter Phase.

Vocabulary: Knoten sind Bereiche in einer stehenden Welle, in denen der Wellenträger nicht oszilliert. Schwingungsbäuche sind Stellen mit maximaler Amplitude zwischen zwei Knoten.

Die Entstehung einer stehenden Welle wird erklärt:

• Sie entsteht durch zwei gegenläufige Wellen gleicher Frequenz und Amplitude.
• An bestimmten Stellen heben sich Elongationen und Schnellen auf, wodurch Knoten entstehen.
• Der Abstand zwischen zwei Knoten beträgt genau die halbe Wellenlänge der ursprünglichen Wellen.
• In der Mitte zwischen zwei Knoten addieren sich die Wellen, was zu Schwingungsbäuchen führt.

Example: Eine stehende Welle kann man bei einer gespannten Gitarrensaite beobachten, wenn sie gezupft wird. Die Saite schwingt mit festen Knoten und Bäuchen.