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Stoßwellen von Tim M. Hacke, Timm Haake und Marcel Kolb.

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Präsentation zum Thema: "Stoßwellen von Tim M. Hacke, Timm Haake und Marcel Kolb."—  Präsentation transkript:

1 Stoßwellen von Tim M. Hacke, Timm Haake und Marcel Kolb

2 Inhaltsverzeichnis Stoßwellen Definition Entstehung Beispiele Fortschreitende Stoßwellen Stehende Stoßwellen Stoßwellentherapie Quellen

3 Definition Bei Stoßwellen handelt es sich um akustische Wellen (der Donner eines Gewitters oder der Knall, wenn ein Flugzeug die Schallmauer durchbricht) Die Energie der erzeugten Stoßwellen kann über weite Strecken transportiert werden – dies führt beispielsweise zum Klirren von Gläsern weit entfernt vom Überschallknall Akustischen Wellen können sich in Medien wie Wasser, Körperflüssigkeiten und Knochen ausbreiten und werden daher auch als Druckwellen bezeichnet

4 Entstehung In verdichtbaren Medien, (z.B. Gas) breiten sich Störungen, etwa von hindurchbewegten Festkörpern hervorgerufene Druckänderungen, durch das Medium als Druckwellen aus, die sich mit der Schallgeschwindigkeit des Mediums bewegen Bewegt sich die Störung nur langsam im Vergleich zur Schallgeschwindigkeit, erlaubt es die Druckwelle dem Medium, sich neu zu verteilen, um die Störung auszugleichen Bewegt sich die Störung jedoch schneller als die durch sie verursachten Druckwellen, kann die Materie des Mediums nahe der Störungsquelle nicht schnell genug reagieren, um der Störung auszuweichen Die Zustandsgrößen des Mediums (Dichte, Druck, Temperatur, Geschwindigkeit usw.) verändern sich daher nahezu momentan, um sich der Störung anzupassen Dadurch werden dünne Störungswellen mit stark ansteigendem Druck erzeugt, Stoßwellen genannt, und eine schockartige Erhitzung des Materials bewirkt Medium - ein Material, in dem sich Wellen ausbreiten

5 Arten von Stoßwellen Zwei grundlegende Typen von Stoßwellen, die allerdings physikalisch äquivalent sind und sich nur durch die Wahl des Bezugssystems unterscheiden: Fortschreitende Wellen im stehenden Medium: Sie werden durch plötzliche Störungen im Medium, etwa durch eine Explosion oder ein Projektil, hervorgerufen und bewegen sich mit Überschallgeschwindigkeit. Stehende Wellen im fließenden Medium: Sie werden dadurch hervorgerufen, dass von einer Quelle kontinuierlich Materie ausgestoßen wird, wie z. B. der Sonnenwind der Sonne oder die Antriebsgase in einem Raketentriebwerk.

6 Fortschreitende Wellen Detonationen (z.B. Bomben), sind in der Lage, mit ihren Stoßwellen Gegenstände durch die Luft fliegen zu lassen und zu zerstören Flugzeuge, die mit Überschallgeschwindigkeit fliegen, verursachen eine kegelförmige Stoßwelle, den Maschen Kegel Auch in die Atmosphäre eindringende Meteorite verursachen Stoßwellen, welche für die Lichterscheinung der Meteore mitverantwortlich sind Das um den Blitzkanal stark aufgeheizte Luftplasma bewirkt durch die von ihm (wenige Meter) ausgehende Stoßwelle den Donnerknall bei Gewittern Es handelt sich also um eine Art Explosion entlang des Blitzkanals

7 Stehende Wellen entsteht aus der Überlagerung zweier gegenläufig fortschreitender Wellen gleicher Frequenz und gleicher Amplitude Die Wellen können aus zwei verschiedenen Erregern stammen oder durch Reflexion einer Welle an einem Hindernis entstehen Eine stehende Welle (schwarz) als Überlagerung zweier Wellen; die Wellenknoten sind rot dargestellt. Skizziert sind hinlaufende und reflektierte Welle in Rot bzw. Blau Eine stehende Welle hat an stets gleichen Stellen Knoten (keine Auslenkung) und Bäuche (maximale Auslenkung im Vergleich zur Umgebung). Der Abstand zweier benachbarter Knoten (Bäuche) ist die Hälfte der Wellenlänge der ursprünglich fortscheitenden Wellen (Möglichkeit der Messung der Wellenlänge).

8 Stoßwellentherapie Erstes Einsatzgebiet fanden die Stoßwellen schon in den 70er-Jahren in der Humanmedizin, wo sie zur Zerstörung von Nierensteinen entwickelt wurden Bei der Erforschung potenzieller Nebenwirkungen entdeckte man zunächst den positiven Einfluss der Stoßwellen auf das Knochenwachstum und nutzte diesen Effekt bald in der Therapie schlecht heilender Frakturen Die Erfolge weckten das Interesse der Humanorthopäden und führten zur Integration der Stoßwellentherapie in die Behandlung beispielsweise des Tennisellbogens und des Fersensporns

9 Quellen Internet wikipedia.de leifiphysik.de Microsoft Encarta MTS-Medical Biesel GmbH Animationen LeifiPhysik Tutorivista


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