Interferenz im zweidimensionalen Wellenfeld.

Das Programm "Wellenfeld" dient dazu, die Überlagerung zweier kohärenter Wellen, die von zwei Zentren ausgehen, sichtbar und verständlich zu machen.

Sie können das Programm am Ende dieser Seite, nach der Programmbeschreibung, als ZIP- oder EXE-Datei herunterladen.

(1) Oberes Grafikfeld.

Im oberen Grafikfeld sind die von zwei Erregern E1 und E2 ausgehenden Wellen dargestellt. Die Wellenberge des Erregers 1 sind rot gezeichnet, die des Erregers 2 sind blau. Die Wellentäler sind jeweils heller eingefärbt.

Man kann in diese Grafik klicken und dann damit den Punkt P, an dem die Überlagerung interessiert, markieren. Die Wege werden dann grün eingezeichnet und in die Eingabefelder für die Entfernungen (rechts neben dem Grafikfeld) übernommen.

(2) Eingabefelder für Entfernung.

Hier kann man den Laufweg der Welle vom jeweiligen Erreger zum Interferenzpunkt P vorgeben, indem man die Werte in die Eingabefelder schreibt. Mit den Steuerknöpfen daneben können Feinkorrekturen vorgenommen werden. Die Verbindungslinien werden dann im oberen Grafikfeld berichtigt, sofern dies möglich ist. Aktiviert wird die Einstellung erst, wenn"step", "lauf" geklickt wird oder die Steuerknöpfe bedient werden.

(3) Schrittzahl / Laufgeschwindigkeit.

In der Auswahlbox "Schrittzahl" kann man einstellen, wieviele Schritte der Zeiger in der Wellendarstellung pro Umdrehung machen soll.
Mit dem Schieberegler Laufgeschwindigkeit kann man die Zeitverzögerung der Einzelbilder (in ms) einstellen.

(4) Steuerknöpfe rechts unten.

Diese Knöpfe sind weitgehend selbsterklärend: mit dem Kopf "step" kann man die Wellenbilder einzeln nacheinander darstellen, so dass man sie in Ruhe betrachen oder auch erklären kann, "lauf" startet die Ausgabe als Film, "stop" hält diese an.

(5) Unteres Grafikfeld.

Hier werden die einzelnen Wellenzüge in ihrem zeitlichen Ablauf gezeichnet.

Links rotieren die Zeiger, die die Phasenlage der Erreger darstellen, rechts die Zeiger für die Phasenlage mit der die jeweilige Welle im ausgewählten Punkt P ankommt. Die Phasenverschiebung gegenüber dem jeweiligen Erreger steht daneben.

Unter den beiden Wellenzügen findet man die Überlagerung beider Wellen im Punkt P gezeichnet. Die beiden Amplituden der Wellen (rot und blau) überlagern sich dort zur Gesamtamplitude grün. Diese Amplitude bekommt man durch (vorzeichenrichtige) Addition der Amplituden der Einzelwellen (Vektorpfeile).

Im Dreieck sind die beiden Phasenzeiger der Wellen (rot und blau) zum Phasenzeiger der Gesamtwelle (grün) addiert. Dieses Zeigerdreieck rotiert - bei fester Phasenlage der Einzelzeiger zueinander - ebenfalls. Bildet man die Projektion des Summenzeigers (grün) auf die Vertikale, so erhält man ebenfalls die resultierende Amplitude im Punkt P zu diesem Zeitpunkt.

Zum weiteren Verständnis ist es sinnvoll, sich die den Lehrgang zum zweidimensionalen Wellenfeld anzusehen.

Auch die Programme "Zeiger" und "Schwebung" von G. Dierolf tragen sehr zum weiteren Verständnis bei. Mehr dazu hier.

Eine Erweiterung dieses Programms sind die Programme Doppelspalt von Grüninger und Gitter von Dierolf .

Das Programm "Wellenfeld.zip" herunterladen ( Benötigt zum Entpacken "Winzip" )	( .zip-Datei, 254 kByte )
Das Programm ungepackt herunterladen	( .exe-Datei, 511 kByte )

Viel Vergnügen mit dem Programm
Klaus-Dieter Grüninger, Landesbildungsserver Baden-Württemberg