Grundlagen der Wellen

Wellen

Was ist eine Welle?

Wenn wir an das Wort 'Welle' denken, stellen wir uns normalerweise jemanden vor, der seine Hand hin und her bewegt, um Hallo zu sagen, oder vielleicht denken wir an eine Wasserwand kräuseln Einzug vom Meer, um am Strand zu stürzen.

In der Physik ist eine Welle eine Störung, die sich durch den Raum und die Übertragung von Materie bewegt Energie von einem Ort zum nächsten. Wenn Sie Wellen studieren, ist es wichtig zu bedenken, dass sie Energie übertragen, keine Rolle.

Wellen im Alltag Im Alltag gibt es überall viele Wellen. Schall ist eine Art Welle, die sich durch Materie bewegt und dann unser Trommelfell vibriert, damit wir hören können. Licht ist eine besondere Art von Welle, die aus Photonen besteht. Sie können einen Stein in einen Teich fallen lassen und sehen, wie sich Wellen im Wasser bilden. Wir verwenden sogar Wellen (Mikrowellen), um unser Essen sehr schnell zu kochen.

Arten von Wellen

Wellen können je nach ihren Eigenschaften in verschiedene Kategorien unterteilt werden. Im Folgenden beschreiben wir einige der verschiedenen Begriffe, mit denen Wissenschaftler Wellen beschreiben.

Mechanische Wellen und elektromagnetische Wellen

Alle Wellen können entweder als mechanisch oder elektromagnetisch eingestuft werden.

Mechanische Wellen sind Wellen, die ein Medium benötigen. Dies bedeutet, dass sie irgendeine Art von Materie haben müssen, um durch zu reisen. Diese Wellen bewegen sich, wenn Moleküle im Medium miteinander kollidieren und Energie weitergeben. Ein Beispiel für eine mechanische Welle ist Schall. Schall kann sich durch Luft, Wasser oder Feststoffe bewegen, aber nicht durch ein Vakuum. Es braucht das Medium, um reisen zu können. Andere Beispiele umfassen Wasserwellen, seismische Wellen und Wellen, die sich durch eine Quelle bewegen.

Elektromagnetische Wellen sind Wellen, die sich durch ein Vakuum (leerer Raum) bewegen können. Sie brauchen kein Medium oder Materie. Sie bewegen sich durch elektrische und magnetische Felder, die von geladenen Teilchen erzeugt werden. Beispiele für elektromagnetische Wellen umfassen Licht, Mikrowellen, Radiowellen und Röntgenstrahlen.

Querwellen und Längswellen

Eine andere Art, eine Welle zu beschreiben, ist die Richtung, in die sich ihre Störung bewegt.

Transversalwellen sind Wellen, bei denen sich die Störung senkrecht zur Wellenrichtung bewegt. Sie können sich vorstellen, wie sich die Welle von links nach rechts bewegt, während sich die Störung auf und ab bewegt. Ein Beispiel für eine Transversalwelle ist eine Wasserwelle, bei der sich das Wasser auf und ab bewegt, wenn die Welle durch den Ozean fließt. Andere Beispiele sind eine oszillierende Saite und eine Welle von Fans in einem Stadion (die Leute bewegen sich auf und ab, während sich die Welle um das Stadion bewegt).

Longitudinalwellen sind Wellen, bei denen sich die Störung in die gleiche Richtung wie die Welle bewegt. Ein Beispiel hierfür ist eine Welle, die sich durch eine ausgestreckte Schleich- oder Feder bewegt. Wenn Sie einen Teil des Slinky komprimieren und loslassen, bewegt sich die Welle von links nach rechts. Gleichzeitig bewegt sich die Störung (dh die Spulen der sich bewegenden Federn) auch von links nach rechts. Ein weiteres klassisches Beispiel für eine Longitudinalwelle ist Schall. Während sich Schallwellen durch ein Medium ausbreiten, wird die Moleküle kollidieren in der gleichen Richtung miteinander, in der sich der Schall bewegt.


Im obigen Bild ist die obere Welle transversal
und die untere Welle ist longitudinal.
Interessante Fakten über Wellen

• Wellen im Ozean werden hauptsächlich durch den Wind erzeugt, der sich über die Meeresoberfläche bewegt.
• Das 'Medium' ist die Substanz oder das Material, das eine mechanische Welle trägt.
• Eines der wichtigsten Dinge, an die man sich bei Wellen erinnern sollte, ist, dass sie Energie transportieren, keine Materie. Dies unterscheidet sie von anderen Phänomenen in der Physik.
• Viele Wellen wie Mikrowellen und Radiowellen sind nicht zu sehen.
• Die höchste jemals aufgezeichnete Ozeanwelle war 1.720 Fuß hoch und trat in der Lituya Bay in Alaska auf.