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Physik /
Wellen
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Lisa Büttner
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11/9/10
Lernzettel
-Transversal & Longitudinal -Eigenscahften & Verhalten von Wellen (Reflexion, Beugung & Brechung) -Huygensches Prinzip -Interferenz -Bestimmen von Wellenlängen am Gitter
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Wellen -> Unter einer welle kann man sich eine Störung in einem Medium vorstellen, die sich mit einer festen Form und konstanter Geschwindigkeit fortbewegt. TRANSVERSAL -Transversale wellen; Bewegung der Teilchen (Schwingung) senkrecht zur wellenbewegung VS. LONGITUDINAL -Longitudinale wellen; Bewegung der Teilchen parallel zur wellenbe- wegung EIGENSCHAFTEN VON WELLEN In AMPLITUDE: Der vertikale Abstand zwischen Hochpunkt oder Tiefpunkt und Nullpunkt AUSBREITUNGSGESCHWINDIGKEIT: WELLENLÄNGE: Kleinster Abstand zweier Punkte der gleichen Phase FREQUENZ: Schwingungsanzahl pro Sekunde Zusammenhang zwischen Frequenz und wellenlänge -VERHALTEN VON WELLEN REFLEXION: wellen, die auf ein Hindernis treffen, ändern ihre Ausbreitungsrichtung, jedoch nicht ihre wellenlänge. Jede wellenfront, die unter dem winkel a das Hindernis erreicht, erzeugt dort Elementarwellen, die sich nacheinander ausbreiten, wodurch eine neue wellen- front entsteht, die sich im winkel a' vom Hindernis entfernt. BRECHUNG: Wellen, die von einem Medium in ein anderes übergehen können gebrochen werden, was dazu führt, dass sich ihre wellenlänge ändert. BEUGUNG: Beugung ist die Ablenkung einer welle an einem Hindernis, die nicht durch Brechung, Streuung oder Reflexion verursacht wird. Beugung ist bemerkbar, wenn die Dimension einer öffnung oder eines Hindernisses in der Größenordnung der wellenlänge liegt oder kleiner als diese ist. Reflexion Brechung Beugung HUYGENSSCHES PRINZIP Das HUYGENSsche Prinzip ermöglicht die Beschreibung der Ausbreitung von zwei- (und drei-) dimensionalen wellen und der dabei auftretenden Phänomene Reflexion, Brechung und Beugung. Es besagt: •Betrachte jeden Punkt der wellenfront einer welle als Ausgangspunkt einer neuen Kreis- (bzw. Kugel-) welle, der sogenannten Elementarwelle. •Konstruiere die Ausbreitung aller Elementarwellen für eine kleine Zeitspanne. Dabei ändert sich möglicherweise die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Elementarwellen, wenn sie...
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in ein anderes Medium eintreten. •Die Einhüllende aller Elementarwellen ergibt die neue wellenfront der welle nach der kleinen Zeitspanne. REFLEXION BRECHUNG eine Front der einfallenden Welle Einfallslot aja Luft Wasser Luft Wasser Luft Front der re- flektierten Welle Wasser eine Front der einfallenden Welle a Luft Wasser Luft Wasser Luft Wasser Front der gebrochenen Welle BEUGUNG | Jeder Punkt der Wellenfront, welche den Spalt erreicht, ist Ausgangspunkt einer kreisförmigen Elementarwelle. Die Wellenfronten hinter dem Spalt sind die Einhüllenden der Elementarwellen. geometrischer Schattenraum geometrischer Schattenraum Das Hineingreifen der Wellenerscheinung in den geometrischen Schattenraum des Spalts bezeichnet man als Beugung. ÜBERLAGERUNG VON WELLEN KONSTRUKTIVE INTERFERENZ ->bedeutet eine verstärkung MA und tritt auf, wenn zwei wellentäler oder zwei wellenberge aufeinander DESTRUKTIVE INTERFERENZ ->bedeutet eine Auslöschung f ∞∞∞ und tritt auf, wenn wellental und wellenberg aufeinander treffen AS = n • A g • sin(α) = n •d x = tan*(a/1) pox ->der Gangunterschied as zwischen den zwei Quellen und dem Empfänger bestimmt, ob konstruktive oder destruktive interferenz auftritt; AS = 2n + 1 • λ 2 Gangunterschied AS = n = natürliche Zahl λ = wellenlänge (Lambda) 9 = Spaltabstand T= Abstand zum Schirm a = Abstand der Maxima BESTIMMEN VON WELLENLÄNGEN MIT GUTEN GITTERN (kleiner Spaltabstand) 2 = k√² + a₂ MIT SCHLECHTEREN GITTERN (großer Spaltabstand) ак T= |= 2 = λ = wellenlänge des einfallenden Lichtes g = Spaltabstand des Gitters Abstand zwischen Gitter & Schirm k = ordnung des betrachteten Maximus a = Abstand des k-ten Maximums zum o-ten Maximum
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