- Schwingungen und Wellen
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Schwingungen und Wellen

Materialien zu Schwingungen und Wellen (Kursstufe)


Mechanische Wellen

Grundgrößen und Wellenarten

Im Java-Applet auf dieser Seite wird die Ausbreitung von mechanischen Querwellen veranschaulicht. Die Größe "Wellenlänge" wird eingeführt. Natürlich können dabei auch Parameter wie Frequenz, Ausbreitungsgeschwindigkeit und Auslenkungsrichtung verändert werden.
In diesem Java-Applet wird die Ausbreitung einer Längswelle (Longitudinalwelle) verdeutlicht, wie sie z.B. bei Schallwellen vorkommt.
Dieses Applet verdeutlicht den Unterschied zwischen der Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle und der Schwingungsgeschwindigkeit (Schnelle) der einzelnen Teilchen eines Wellenträgers.
In diesem Java Applet werden die grundlegenden Größen einer Welle vermittelt. Amplitude, Wellenlänge, Frequenz und Ausbreitungsgeschwindigkeit können verändert werden
Mit dem Programm Welle können Sie fortschreitende und stehende Wellen studieren. Insbesondere können die Phasen einzelner Schwinger in separaten Fenstern angezeigt und verglichen werden. 136kByte gezippt
Simulation einer Wellenmaschine aus 97 gekoppelten Oszillatoren zur Demonstration eindimensionaler Wellenphänomene: Reflexion, Streuung, Brechung, Interferenz, fortlaufende und stehende Wellen. 263 kByte

Reflexion und Überlagerung

Diese Seite zeigt zwei Versuchsvideos zur Interferenz zweier Störungen auf einem Wellenträger (Schraubenfeder). Die Videos haben gegenüber dem Realexperiment den Vorteil, dass man sie sich langsam ansehen kann.
Wie wird ein Wellenberg und wie wir ein Wellental an einem festen oder freien Ende eines Wellenträgers reflektiert? Was ist eigentlich ein "Phasensprung"? Diese Seite erklärt es mit einem Java-Applet.
Wie überlagern sich zwei Wellenberge, die gegeneinander laufen? Wie sieht die Überlagerung von Wellenberg und Wellental aus? Ein Java-Applet verdeutlicht dies auf dieser Seite.
Diese Seite mit aufwändigem Java-Applet dient dazu, die Reflexion einer Welle an einem festen und einem offenen Ende zu verdeutlichen. Zusätzlich zur einlaufenden Welle kann der reflektierte Anteil und die Gesamtwelle dargestellt werden. Man kann mit dieser Seite daher auch in "stehende Wellen" einführen.
Ein solches Applet werden Sie schon lange gesucht haben! Es erlaubt zu entwickeln, wie man die Überlagerung einer reflektierten Querwelle mit der einlaufenden Welle auch als Überlagerung zweier gegenläufiger Querwellen deuten kann. Es führt auch in die Entstehung der stehenden Welle ein. Es können unterschiedliche Frequenzen, Ausbreitungsgeschwindigkeiten und Darstellungsarten gewählt werden. Bei diesem vielseitigen Applet ist eine Reflexion am festen oder freien Ende möglich.
Was im Versuch oft zu schnell abläuft läßt sich in diesem Java Applet nachvollziehen. Das Applet kann auch heruntergeladen werden.
Ausbreitung und Refelxion von Wellen am losen und festen Ende. Eine einfache Simulation unter DOS.

Eigenschwingungen auf begrenzten Wellenträgern

Hier wird die Theorie des kundtschen Rohres für ein offenes und ein geschlossenes Ende hergeleitet. Ein Film zeigt das Experiment. Mit einem Java-Applet kann man die Eigenfrequenzen auch virtuell und interaktiv erproben.
Hier wird die Theorie des kundtschen Rohres mit zwei offenen Enden hergeleitet. Ein Film zeigt das Experiment. Mit einem Java-Applet kann man die Eigenfrequenzen auch virtuell und interaktiv erproben.
Gezeigt wird im Modell die Bewegung der Luftmoleküle im Kundtschen Rohres (einstellbar ist: geschlossen/geschlossen, offen/geschlossen, offen/offen). Mit den Buttons "Tiefer" und "Höher" kann man jeweils zur nächsttieferen bzw. nächsthöheren Eigenschwingung umschalten. Möglich sind dabei die Grundschwingung und die fünf ersten Oberschwingungen.

Skripte zum Thema:

Skript: Mechanische Wellen von Rudolf Lehn
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