Gedämpfte Schwingungen
Bei gedämpften Schwingungen wird ein Teil der Energie im Schwingungssystem in Wärme umgewandelt, so dass die Amplitude der Schwingung mit der Zeit abklingt.
Periodische Wellen
Einfache periodische Wellen werden durch eine Sinusfunktion beschrieben, so dass ein Zusammenhang entsteht zwischen der lokalen Schwingung, deren Frequenz und der Welle.
Wellenausbreitung
Wellen haben alle eine charakteristische Art der Ausbreitung im Raum: Sie haben alle eine Wellengeschwindigkeit, sie reflektieren und sie brechen.
Gehörsinn
Der menschliche Gehörsinn nimmt Schallwellen wahr, wobei unser Gehör einen bestimmten Frequenzbereich abdeckt und auch verschiedene Schallintensitäten wahrnehmen kann.
Erzwungene Schwingungen
Eine erzwungene Schwingung ist die Schwingung eines Systems aufgrund einer schwingenden Anregung mit einer bestimmten Anregungsfrequenz.
Energie in Schwingungssystemen
Wenn ein schwingfähiges System eine bestimmte Menge an Energie in sich hat, wird diese Energiemenge zwischen zwei Energieformen hin- und her umgewandelt.
Elektrischer Schwingkreis
Die Kombination eines Kondensators und einer Spule ergibt ein schwingfähiges System, das mit einem Wechselstrom schwingt.
Schwingungen
Physikalische Systeme können schwingen, wenn sie ein energetisches Minimum haben und eine Kraft das System zu diesem Minimum zurückstellt.
Harmonische Schwingungen
Harmonische Schwingungen haben den charakteristischen sinus-förmigen Verlauf über die Zeit.
Periode
Die Periode ist die Zeit, die ein sich wiederholender Vorgang braucht, um wieder von vorne anzufangen.
Frequenz
Unter der Frequenz wird die Häufigkeit eines Ereignisses verstanden, das sich in einer bestimmten Zeit regelmässig wiederholt. Als Frequenz wird meistens die Anzahl Repetitionen pro Sekunde angegeben.
Elektromagnetische Welle
Elektromagnetische Wellen sind die Kombination eines E-Felds und eines B-Felds, die senkrecht auf einander stehen und sich mit der Lichtgeschwindigkeit fortbewegen.
Energietransport in Wellen
Alle Wellen (unabhängig von ihrer Art) transportieren Energie. So beliefert uns beispielsweise die Sonne mit lebenswichtiger Energie.
Wellen
Wellen können verschiedenste Formen annehmen, haben aber erstaunlicherweise viele gemeinsame Eigenschaften.
Wellengleichung
Die Wellengleichung ist eine Differentialgleichung, deren Lösung die Wellenfunktion ist. Sie ist allen Wellenarten gemeinsam.
Überlagerungen von Wellen
Wellen überlagern störungsfrei, wie z.B. die Ringe auf der Wasseroberfläche. Durch die Überlagerung können sich Wellen gegenseitig verstärken oder auslöschen.
Poisson-Fleck (Aragos Punkt)
Der Poisson-Fleck (Aragos Punkt) ist ein kleiner Lichtfleck mitten im Schatten einer runden Scheibe. Er beweist die Wellennatur von Licht, die den Raum ausfüllt, sogar Shattenbereich hinter der Scheibe.
Optik von dünnen Schichten
Bei dünnen transparenten Schichten (z.B. bei einer Ölschicht auf Wasser) werden einfallende Wellen aufgeteilt in zwei Teilwellen, die anschliessend interferieren. Auf diese Weise bleiben gewisse Farben sichtbar, während die anderen Farben sich auslöschen.
Schwebung
Wenn zwei Schwingungen oder Wellen überlagert werden, deren Frequenz nur geringfügig abweichen, entsteht die sog. Schwebung, eine Schwingung mit charakteristischem An- und Abschwellen.
Moiré-Effekt
Der Moiré-Effekt ist ein optischer Effekt, der vom Prinzip her ähnlich zur Schwebung ist.
Doppler-Effekt
Wenn Beobachter und Tonquelle sich relativ zu einander bewegen, entsteht eine Verkürzung oder Verlängerung der Wellenlänge. Eine Schallquelle ertönt damit höher oder tiefer, je nach Bewegung.
Überschall
Schallwellen haben eine gewisse Wellengeschwindigkeit. Wird diese Geschwindigkeit überschritten, sprechen wir von Überschall.
Wellen an Grenzflächen
An Grenzflächen verschiedener Materialien, in welchen die Wellengeschwindigkeit sich unterscheidet, werden Wellen reflektiert, gebrochen und teilweise durchgelassen (transmittiert).
Stehende Wellen
Stehende Wellen sind Wellen, die in einem beschränkten Bereich eingeschlossen sind und hin und her laufen. Stehende Wellen sind kaum als solche sichtbar, sondern werden meist als Schwingung des betreffenden Bereichs beschrieben.
Interferenz
Unter Interferenz verstehen wir die Überlagerung von gleichen Wellen mit leichten Verschiebungen in der Phase. Diese Überlagerung kann eine gegenseitige Verstärkung (konstruktive Interferenz) oder einer gegenseitige Auslöschung (destruktive Interferenz) bewirken.
Fadenpendel
Das Fadenpendel ist ein wichtiger Typ von Schwingungssystemen, bei welchem die Rückstellkraft durch die Gewichtskraft gegeben ist.
Federpendel
Das Federpendel ist ein Schwingungssystem, dessen Rückstellkraft eine Federkraft ist. Die meisten Materialien sind elastisch und können deshalb als Federpendel betrachtet werden.
