Schwingungen und Wellen
Eine Schaukel, eine Gitarrensaite, das Herz – vieles in der Natur bewegt sich regelmäßig hin und her. Solche Bewegungen heißen Schwingungen. Breiten sie sich im Raum aus, entsteht eine Welle: Schall, Wasserwellen, Erdbebenwellen, Licht und Handyfunk gehorchen denselben Grundregeln.
Die wichtigsten Größen
| Größe | Formelzeichen | Einheit | Bedeutung |
|---|---|---|---|
| Periodendauer | T | s | Zeit für eine volle Schwingung |
| Frequenz | f | Hz = 1/s | Schwingungen pro Sekunde, f = 1/T |
| Amplitude | ŷ | m | größte Auslenkung aus der Ruhelage |
| Wellenlänge | λ | m | Abstand zweier Wellenberge |
| Ausbreitungsgeschwindigkeit | c | m/s | c = λ · f |
Merke
Eine Welle transportiert Energie, aber keine Materie. Die Teilchen schwingen nur um ihre Ruhelage – wie die Zuschauer bei einer La-Ola-Welle im Stadion, die aufstehen und sich wieder setzen, ohne ihren Platz zu verlassen.
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ErklärungSchall – Tonhöhe, Lautstärke und SchallgeschwindigkeitWie Schall entsteht und sich ausbreitet, Frequenz und Tonhöhe, Amplitude und Lautstärke, Dezibel und Echo.ErklärungSchwingungen – Fadenpendel und FederpendelPeriodendauer, Frequenz und Amplitude, harmonische Schwingung, Pendelformel und Resonanz.ErklärungWellen und das elektromagnetische SpektrumLängs- und Querwellen, c = λ · f, Reflexion, Beugung und Interferenz und das Spektrum vom Radio bis zur Gammastrahlung.
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