Ph10-Wellen: Unterschied zwischen den Versionen
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| + | In diesem Video mit der Wellenmaschine wird die Entstehung einer stehenden Welle erklärt. Eine Wellenmaschine erzeugt und demonstriert die Ausbreitung von Wellen.<br> | ||
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| + | {{Aufgaben-blau|1|2=1. Wie entsteht eine stehende Welle?<br> | ||
| + | 2. Wie wird die gegenlaufende Welle erzeugt?<br> | ||
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| + | {{Lösung versteckt|1. Eine stehende Welle entsteht durch Überlagerung zweier gegeneinander laufender Wellen gleicher Frequenz.<br> | ||
| + | 2. Die gegenlaufende Welle wird durch Reflexion am rechten Ende der Wellenmaschine erzeugt.<br> | ||
| + | 3. Die Reflexion kann an einem festen oder einem losen Ende erfolgen.}} | ||
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| + | {{Aufgaben-blau|2|2=Die Reflexion von Wellen am festen und losen Ende wird in diesem Video erklärt. <br> | ||
| + | <center>{{#ev:youtube |ZpEMnqqmyG8|350}}</center> | ||
| + | 1. Schaue dir die ersten 8,5 Minuten des Videos an. Dort wird erklärt, wie eine Störung (ein Wellenberg) reflektiert wird. <br> | ||
| + | 2. Beispiele ein loses und festes Ende. | ||
| + | 3. Notiere dir, was bei der Reflexion an einem losen bzw. festen Ende eines Wellenberges bzw. einer Welle passiert. | ||
| + | 4. Wieso entsteht bei der Reflexion am losen Ende kein Gangunterschied und bei der Reflexion am festen Ende ein Gangunterschied von <math>\Delta s=\frac{\lambda}{2}</math>? Wie entsteht der Gangunterschied bei der Reflexion am festen Ende? | ||
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| + | {{Lösung versteckt|1=2. Loses Ende: frei liegendes Seil, am rechten Ende nicht eingespannte Wellenmaschine, Wasserwelle, offene Orgelpfeife ...<br> | ||
| + | Festes Ende: am rechten Ende eingespanntes oder fest gehaltenes Seil, am rechten Ende fest gemachte Wellenmaschine, geschlossene Orgelpfeife, Seilspringen ...<br> | ||
| + | 4. Bei der Reflexion am losen Ende kann der Wellenberg das letzte Molekül auslenken, welches dann den Wellenberg wieder zurück gehen lässt.<br> | ||
| + | Bei der Reflexion am festen Ende ist das letzte Molekül fest, kann sich also nicht bewegen. Daher muüsen kuzr vorher die anderen Moleküle sich nach unten auslenken und als Wellenberg zurücklaufen. Dieser nach unten ausgelenkte Wellenberg entspricht einem Gangunterschied von <math>\Delta s=\frac{\lambda}{2}</math>.}} | ||
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| + | {{Merksatz|MERK=1. Kommt eine Welle bei ihrer Ausbreitung an ein loses Ende des Ausbreitungsmediums, dann wird die Welle reflektiert. Die reflektierte Welle läuft in die Gegenrichtung zurück und hat gleiche Amplitude, gleiche Frequenz und gleiche Wellenlänge wie die ankommende Welle. Ankommende und reflektierte Welle haben keinen Gangunterschied. Bei der Reflexion entsteht keine Phasenverschiebung.<br> | ||
| + | 2. Kommt eine Welle bei ihrer Ausbreitung an ein festes Ende des Ausbreitungsmediums, dann wird die Welle reflektiert. Die reflektierte Welle läuft in die Gegenrichtung zurück und hat gleiche Amplitude, gleiche Frequenz und gleiche Wellenlänge wie die ankommende Welle. Ankommende und reflektierte Welle haben einen Gangunterschied <math>\Delta s = \frac{\lambda}{2}</math>. Bei der Reflexion entsteht eine Phasenverschiebung von <math>\pi</math>.}} | ||
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| + | Wie entstehen stehende Wellen. Was passiert, wenn zwei gegeneinanderlaufende Wellen gleicher Frequenz aufeinander treffen? | ||
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| + | Treffen zwei gegeneinanderlaufende Störungen (Wellen) aufeinander so überlagern sie sich an diesem Ort. <br> | ||
| + | <center>[[File:Standing_waves1.gif]]</center><br> | ||
| + | An diesem Ort addieren sich ihre Amplituden und ergeben dort eine neue Schwingung, deren Auslenkung sich durch die Addition der Auslenkungen der einzelnen Störungen (Wellen) ergibt. | ||
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| + | {{Aufgaben-blau|3|2=Schaue dir nun den Rest des Videos an.<br> | ||
| + | <center>{{#ev:youtube |ZpEMnqqmyG8|350}}</center> }} | ||
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Version vom 6. Mai 2020, 08:28 Uhr
Du hast kennengelernt, wie Wellen entstehen und was eine Welle ist.
Inhaltsverzeichnis |
Wiederholung
1. Eine Welle ist eine Schwingung, die von vielen Teilchen periodisch hintereinander ausgeführt wird und sich räumlich ausbreitet.
2. Wellen transportieren keine Materie, sondern Energie.
Wenn du im Meer auf dem Wasser liegst machst du durch die Wasserwellen eine Auf- und Abbewegung, bewegst dich aber nicht von deinem Ort. D.h. Wellen transportieren keine Materie.
Dass Energie durch Wellen übertragen wird, sieht du an Höhlen, Löchern in Felsen, ...., die durch die Brandung erzeugt werden. D.h. Wellen transportieren Energie, die z.B. Verformungen hervorrufen.
3. Wellen werden durch Größen wie Frequenz f, Schwingungsdauer T Amplitude A, Kreisfrequenz 
(das sind auch die Größen der Erregerschwingung, die sich in der Welle fortsetzen), Ausbreitungsgeschwindigkeit c und Wellenlänge 
.
 Merke
Eine Welle ist eine Schwingung, die sich periodisch räumlich und zeitlich ausbreitet. |
Reflexion von Wellen
In diesem Video mit der Wellenmaschine wird die Entstehung einer stehenden Welle erklärt. Eine Wellenmaschine erzeugt und demonstriert die Ausbreitung von Wellen.
1. Eine stehende Welle entsteht durch Überlagerung zweier gegeneinander laufender Wellen gleicher Frequenz.
2. Die gegenlaufende Welle wird durch Reflexion am rechten Ende der Wellenmaschine erzeugt.
2. Loses Ende: frei liegendes Seil, am rechten Ende nicht eingespannte Wellenmaschine, Wasserwelle, offene Orgelpfeife ...
Festes Ende: am rechten Ende eingespanntes oder fest gehaltenes Seil, am rechten Ende fest gemachte Wellenmaschine, geschlossene Orgelpfeife, Seilspringen ...
4. Bei der Reflexion am losen Ende kann der Wellenberg das letzte Molekül auslenken, welches dann den Wellenberg wieder zurück gehen lässt.
.
 Merke:
1. Kommt eine Welle bei ihrer Ausbreitung an ein loses Ende des Ausbreitungsmediums, dann wird die Welle reflektiert. Die reflektierte Welle läuft in die Gegenrichtung zurück und hat gleiche Amplitude, gleiche Frequenz und gleiche Wellenlänge wie die ankommende Welle. Ankommende und reflektierte Welle haben keinen Gangunterschied. Bei der Reflexion entsteht keine Phasenverschiebung. |
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Wie entstehen stehende Wellen. Was passiert, wenn zwei gegeneinanderlaufende Wellen gleicher Frequenz aufeinander treffen?
Treffen zwei gegeneinanderlaufende Störungen (Wellen) aufeinander so überlagern sie sich an diesem Ort.
An diesem Ort addieren sich ihre Amplituden und ergeben dort eine neue Schwingung, deren Auslenkung sich durch die Addition der Auslenkungen der einzelnen Störungen (Wellen) ergibt.
Interferenz von Wellen
 Versuch
Du hast an deinem PC zwei Lautsprecher? Die Lage der Lautsprecher kannst du verändern? |
3. Beim entlang gehen hört man immer denselben Ton, dessen Lautstärke allerdings immer wieder zu- und abnimmt.
4. Stellt man die Lautsprecher näher zusammen oder weiter auseinander, dann werden die Abstände lauter - leiser länger oder kürzer.
5. Auch bei anderen Frequenzen stellt man fest, dass beim Entlanggehen die Lautstärke des Tons zu- und abnimmt.
Also bei mir hat dieser Versuch so funktioniert. Ob er bei dir auch funktioniert hängt eventuell von deinen Lautsprechern ab, den Raumgegebenheiten, ....
Ich mache normal diesen Versuch immer an einem Whiteboard, an dem Lautsprecher befestigt sind. Ihr lauft dann im Abstand 2 - 5m parallel zum Whiteboard entlang und man hört dort sehr gut das lauter- und Leiserwerden des eingestellten Tons.
