Interferenz zweier Störungen.

Einen Wellenberg oder ein Wellental bezeichnet man als "Störung" des Wellenträgers. Wir wissen schon, dass sich ein Wellenberg oder ein Wellental auf einem unendlich ausgedehnten Wellenträger mit konstanter Ausbreitungsgeschwindigkeit über den Wellenträger bewegt. Ist keine Dämpfung vorhanden, dann bleibt auch die Amplitude konstant.

  • Was aber geschieht, wenn zwei Störungen, die sich auf einem Wellenträger in verschiedene Richtungen bewegen, aufeinandertreffen?

  • Wie bewegen sich die beiden Störungen nach dem Aufeinandertreffen weiter?

Zur Beantwortung dieser Frage lassen wir zwei Störungen auf einer Schraubenfeder gegeneinanderlaufen. Leider passiert die Überlagerung (Interferenz) so schnell, dass man sie mit dem Auge kaum wahrnehmen kann.
Wir haben daher das Experiment mit einer Videokamera aufgezeichnet, die 30 Bilder in der Sekunde aufnimmt.
Das Video wurde so bearbeitet, dass nur der reine Überlagerungsvorgang zu sehen ist. Danach wurde der Film in das Apple-Quicktime-Fomat (.MOV) gewandelt.

Dieses Format hat den Vorteil, dass man das Video mit den Pfeiltasten praktisch Bild für Bild ansehen kann, und so zu einer extremen Zeitlupe oder gar einem Standbild kommt. Wenn dies nicht funktioniert, einfach kurz mit der Maus in das betreffende Bild klicken.

Allerdings benötigt man zur Wiedergabe den kostenlosen Apple-Quicktime-Player. Wenn du Quicktime nicht hast, kannst du es von dieser Seite kostenlos herunterladen
http://www.apple.com/quicktime/download.

Interferenz zweier Wellenberge
  • Achte genau darauf, was passiert, wenn sich die beiden Wellenberge exakt überlagern.
  • Wie laufen die Wellenberge nach der Überlagerung weiter?

(Achte darauf, dass der von links kommende Wellenberg praktisch zwei gleiche "Flanken" hat, während der von rechts kommende Wellenberg hinten etwas abgeflacht ist).

  • Versuche zu erklären, warum man diese Art der Überlagerung auch konstruktive Interferenz nennt.

Den Film herunterladen Apple Quicktime Format

Interferenz Wellenberg - Wellental

In diesem Film läuft ein Wellenberg gegen ein Wellental.

  • Was passiert hier in dem Augenblick, wenn sich die beiden Störungen exakt überlagern.
  • Wie laufen Wellenberg und Wellental nach der Überlagerung weiter?

(Achte darauf, dass der von links kommende Wellenberg praktisch zwei gleiche "Flanken" hat, während das von rechts kommende Wellental hinten etwas abgeflacht ist).

  • Versuche zu erklären, warum man diese Art der Überlagerung auch destruktive Interferenz nennt.

Den Film herunterladen Apple Quicktime Format

Im Realexperiment nehmen die Amplituden der Störungen durch die Reibung der Federwindungen auf dem Experimentiertisch leider etwas ab.
Eine ideale Interferenz zweier Störungen kannst du dir aber in einer Java-Simulation hier ansehen.

Videos: Sarah Neckernuß, Erich Kästner Gymnasium, Eislingen (2009)
Bearbeitung: Grüninger, Landesbildungsserver