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Physik5.581 aufrufe·Aktualisiert 17. Juli 2026·3 SeitenPhysik Zusammenfassung Abitur 2023: Schwingungen und Wellen
M@maya_yfsc
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Harmonische Schwingungen und Resonanz
Stell dir vor, du ziehst eine Feder aus und lässt sie los – genau das ist eine harmonische Schwingung. Der Körper pendelt zwischen zwei Punkten hin und her, weil eine Rückstellkraft ihn immer wieder zur Gleichgewichtslage zurückzieht.
Die wichtigste Formel dafür ist F = -k·y, wo die Kraft proportional zur Auslenkung ist. Du kannst jede harmonische Schwingung mit Sinusfunktionen beschreiben: Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung folgen alle dem gleichen Muster mit der Kreisfrequenz ω.
Resonanz entsteht, wenn die Erregerfrequenz genau mit der Eigenfrequenz eines Körpers übereinstimmt – wie beim Opernsänger, der mit seiner Stimme ein Weinglas zum Zerbrechen bringt. Bei erzwungenen Schwingungen wird diese Übereinstimmung besonders wichtig.
Merktipp: Bei Resonanz schwingt der Körper mit maximaler Amplitude – das kann erwünscht sein (Musikinstrumente) oder gefährlich (Brückeneinsturz).
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Wellenarten und stehende Wellen
Wellen transportieren Energie, aber keine Materie – das ist der Grundgedanke. Longitudinale Wellen schwingen in Ausbreitungsrichtung (wie Schallwellen), transversale Wellen schwingen senkrecht dazu (wie Licht). Nur transversale Wellen lassen sich polarisieren.
Stehende Wellen entstehen durch Reflexion und Interferenz. Dabei bilden sich feste Punkte: Schwingungsbäuche (maximale Auslenkung) und Schwingungsknoten (minimale Auslenkung). Die Formeln dafür hängen davon ab, ob ein oder beide Enden fest sind.
Das Michelson-Interferometer nutzt genau dieses Prinzip: Licht wird aufgespalten, läuft verschiedene Wege und interferiert am Ende miteinander. So lassen sich kleinste Längenänderungen messen – sogar Gravitationswellen!
Praxistipp: Beim Doppelspalt-Experiment siehst du Interferenzmuster, die durch die Formel sin α = nλ/d beschrieben werden.
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Elektromagnetische Schwingungen und Wellenparameter
Ein elektromagnetischer Schwingkreis funktioniert wie eine schwingende Feder – nur mit Spannung und Strom statt Kraft und Auslenkung. Der Kondensator lädt sich auf, entlädt sich über die Spule, lädt sich wieder auf – ein endloser Kreislauf der Energieumwandlung.
Harmonische Wellen lassen sich perfekt mit Sinuskurven beschreiben. Die wichtigsten Parameter sind Wellenlänge λ (Abstand zwischen zwei Wellenbergen), Frequenz f (Schwingungen pro Sekunde) und Amplitude (maximale Auslenkung). Sie hängen über c = λ·f zusammen.
RFID-Chips nutzen elektromagnetische Schwingungen praktisch: Eine Spule erzeugt ein Wechselfeld, überträgt Energie zum Chip, der daraufhin seine Eigenschaften ändert. Das Lesegerät registriert diese Änderungen – so funktioniert kontaktloses Bezahlen!
Alltagsbezug: Schwebungen hörst du beim Stimmen von Gitarren – zwei leicht verschiedene Frequenzen erzeugen das typische "Wummern".
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Wow, ich bin wirklich begeistert. Ich habe die App einfach mal ausprobiert, weil ich sie schon oft beworben gesehen habe und war absolut beeindruckt. Diese App ist DIE HILFE, die man für die Schule braucht und vor allem bietet sie so viele Dinge wie Übungen und Lernzettel, die mir persönlich SEHR geholfen haben.
AnnaiOS-Nutzerin
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Elektromagnetische Schwingungen und Wellenparameter
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