Physik Mechanik – Wellen und Interferenz
Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 13 Karten · von atrio. Beispiele: Was ist eine mechanische Welle? · Wie unterscheiden sich transversale und lo…
Karten
13 KartenWas ist eine mechanische Welle?
Rückseite
Eine mechanische Welle breitet sich periodisch in einem Medium aus, wobei Teilchen um Ruhelagen schwingen, ohne netten Materietransport.
Wie unterscheiden sich transversale und longitudinale Wellen?
Rückseite
Bei transversalen Wellen schwingen Teilchen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, bei longitudinalen parallel dazu – Beispiel: Lichtwelle vs. Schallwelle.
Wie hängen Wellenlänge, Frequenz und Phasengeschwindigkeit zusammen?
Rückseite
Die Phasengeschwindigkeit c gleich Wellenlänge λ mal Frequenz f: c = λ · f. Gilt für alle linearen Wellen.
Wie lautet die Wellengleichung für eine ebene Welle?
Rückseite
y(x,t) = A · sin(kx − ωt + φ) mit Wellenzahl k = 2π/λ und Kreisfrequenz ω = 2πf.
Was besagt das Überlagerungsprinzip bei Wellen?
Rückseite
Treffen mehrere Wellen zusammen, addieren sich ihre Auslenkungen punktweise: y_ges = y₁ + y₂. Energie bleibt erhalten, Amplituden überlagern sich.
Wann liegt konstruktive Interferenz zweier kohärenter Wellen vor?
Rückseite
Konstruktive Interferenz tritt bei Phasendifferenz Δφ = 2π·m (m ∈ ℤ) auf – Wellenbergen treffen auf Wellenberge, Amplituden addieren sich.
Wann liegt destruktive Interferenz zweier kohärenter Wellen vor?
Rückseite
Destruktive Interferenz bei Δφ = π + 2π·m: Welleberg trifft Wellental, Amplituden subtrahieren sich – bei gleicher Amplitude vollständige Auslöschung.
Was bedeutet Kohärenz zweier Wellenquellen?
Rückseite
Kohärente Quellen schwingen mit konstanter Phasenbeziehung und gleicher Frequenz – Voraussetzung für stabile Interferenzmuster über Zeit und Raum.
Was ist eine stehende Welle?
Rückseite
Stehende Wellen entstehen durch Überlagerung zweier gleicher gegenläufiger Wellen – Energie steht ortsfest, Amplitude variiert nur lokal, nicht zeitlich.
Was sind Knoten und Bäuche bei stehenden Wellen?
Rückseite
Knoten: feste Punkte mit Nulldurchgang (Δφ = π), Bäuche: Punkte maximaler Amplitude (Δφ = 0, 2π). Abstand Knoten-Bauch: λ/4.
Welche Randbedingungen gelten für stehende Wellen auf einer gespannten Saite?
Rückseite
Beide Enden sind Knoten: Saite length L = n·λ/2 (n ∈ ℕ). Erlaubte Frequenzen: f_n = n·c/(2L) – Harmonische.
Wie entsteht Beugung am Einzelspalt?
Rückseite
Huygensches Prinzip: Jeder Spaltpunkt wird Elementarwellenquelle. Interferenz dieser Wellen erzeugt Beugungsmuster mit Zentralmaximum und seitlichen Minima bei a·sinα = m·λ.
Was sind Schwebungen und wie entstehen sie?
Rückseite
Schwebungen: Überlagerung zweier Wellen leicht verschiedener Frequenz f₁ ≈ f₂. Amplitudenmodulation mit Schwebfrequenz f_schweb = |f₁ − f₂|.