Reflexion einer Störung auf einem Wellenträger

Reflexion einer Störung auf einem Wellenträger.

In dieser Animaton breitet sich eine Störung (Wellenberg oder Wellental) auf einem Wellenträger von links nach rechts aus.
Am rechten Ende befindet sich entweder ein festes Ende oder ein freies Ende.

Ein festes Ende bedeutet, dass das letzte Teilchen des Wellenträgers fest eingespannt ist und nicht mitschwingen kann.
(Wie z.B. bei einer Schraubenfeder, die am Ende eingespannt ist.)

Ein freies Ende bedeutet, dass das letzte Teilchen in seiner Schwingungsrichtung (vertikal) frei beweglich ist.
(Wie z.B. bei einer Wasserwelle, die gegen eine Hafenmauer läuft, hier können sich die Wassertropfen an der Hafenmauer auch auf- und abbewegen.)

Klicke einfach "Start" um die Animation zu starten.
Man kann die Animation auch im Einzelschrittmodus weiterschalten, wenn man "Schritt >>" bzw. "<< Schritt" drückt.

Durch Auswahl um Feld "Darstellung" kann man Wellenberge oder Wellentäler gegen ein festes oder gegen ein freies Ende laufen lassen.
Nach dem Ändern der Auswahl unbedingt "Reset" drücken!

Aufgaben /Fragen:

Ein Wellenberg oder ein Wellental läuft gegen ein festes Ende.

Wie wird ein Wellenberg am festen Ende reflektiert?
Wie wird ein Wellental am festen Ende reflektiert?

Ein Wellenberg oder Wellental läuft gegen ein freies Ende.

Wie wird ein Wellenberg am freien Ende reflektiert?
Wie wird ein Wellental am freien Ende reflektiert?
Wie groß wird die Amplitude der Schwingung an der "Hafenmauer" maximal?

..... Phasensprung oder nicht?

Wähle festes Ende. Achte genau auf die Mitte der Darstellung.

Zunächst siehst du einen Wellenberg (ein Wellental) von links nach rechts durchlaufen.
Nach einiger Zeit kommt ein Wellental (ein Wellenberg) von rechts nach links durchgelaufen.

Wenn du vom festen Ende rechts nichts weißt, würdest du sagen, es muss sich irgendwo rechts ein zweiter Schwingungserreger befinden, der genau in Gegenphase "antwortet", also einen Wellenberg von links mit einem Wellental beantwortet und umgekehrt.
Man sagt daher, am festen Ende findet ein "Phasensprung" von einer halben Wellenlänge statt.

Wähle freies EndeAchte genau auf die Mitte der Darstellung.

Zunächst siehst du einen Wellenberg (ein Wellental) von links nach rechts durchlaufen.
Nach einiger Zeit kommt ein Wellenberg (ein Wellental) von rechts nach links durchgelaufen.

Wenn du vom festen Ende rechts nichts weißt, würdest du sagen, es muss sich irgendwo rechts ein zweiter Schwingungserreger befinden, der genau in der gleichen Phase "antwortet", also einen Wellenberg von links mit einem Wellenberg beantwortet und ein Wellental mit einem Wellental.
Man sagt daher, am freien Ende findet kein "Phasensprung" statt.

Die Simulationen entstanden mit Hilfe von Physlets von Wolfgang Christian und Mario Belloni vom Davidson College, USA (Copyright Hinweise) externer Link
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