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Schwingung und Welle. Inhalt Schwingungen Wellen Die Ausbreitungsgeschwindigkeit Longitudinal- und Transversalwellen.

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Präsentation zum Thema: "Schwingung und Welle. Inhalt Schwingungen Wellen Die Ausbreitungsgeschwindigkeit Longitudinal- und Transversalwellen."—  Präsentation transkript:

1 Schwingung und Welle

2 Inhalt Schwingungen Wellen Die Ausbreitungsgeschwindigkeit Longitudinal- und Transversalwellen

3 Schwingung Periode Winkelgeschwindigkeit Zeit

4 Schwingung mit Ausbreitung im Raum: Welle Wellenlänge Wellenvektor Ort

5 Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle Ausbreitungsgeschwindigkeit Ort [m] Wellenlänge: 2 Zeit:

6 Modell einer Longitudinalwelle QuelleEmpfänger Z. B. Schallwellen in Luft sind Longitudinalwellen Bei Longitudinalwellen liegt die Auslenkung in Richtung der Ausbreitung k

7 Modell einer Transversalwelle QuelleEmpfänger Mechanische Transversalwellen erfordern Scherkräfte, d. h. Federn zwischen den Teilchen, die es in Festkörpern gibt, aber nicht in Flüssigkeiten und Gasen Bei Transversalwellen steht die Auslenkung senkrecht zur Richtung der Ausbreitung Aber: Elektromagnetische Wellen sind immer Transversalwellen: Die durch Induktion verknüpften Feldstärken stehen senkrecht zum Wellenvektor

8 Die Wellenlänge x 0110 Wellenlänge λ

9 Die Periode x 0110 ψ0ψ0 0,5 0 1,5 2 1,0 Zeit s Periode T

10 Auslenkung in einer Welle x 0110 ψ0ψ0 Ψ(x,t)

11 Auslenkung (Amplitude) einer Welle Einheit nach An- wendung Amplitude der schwingenden Größe ψ0ψ0 Maximal-Auslenkung 1 1/mWellenzahl λ1 mWellenlänge 1 1/sKreisfrequenz T1 sPeriode Die Auslenkung ist eine Funktion des Ortes x und der Zeit t

12 Die Geschwindigkeit der Ausbreitung 1 m/s Geschwindigkeit der Ausbreitung der Welle, beim Schall die Schallgeschwindigkeit 1 m/s Speziell bei elektromagnetischen Wellen: Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (Naturkonstante)

13 Zusammenfassung Wellen sind periodische Auslenkungen einer physikalischen Größe:u ( s,t ) = u 0 · sin( k·s - ω·t ) –Funktionen des Orts s und der Zeit t mit der –Wellenlänge λ [m] undc Wellenzahl k = 2π/ λ [1/m] –Frequenz f = 1 / T [1/s], Kreisfrequenz ω = 2π · f: Longitudinalwellen: Auslenkung in Richtung des Wellenvektors Transversalwellen: Auslenkung senkrecht zur Richtung des Wellenvektors Beispiele für Wellen mit Einheit der Amplitude u 0 : –Mechanische Wellen: Auslenkung [m] der Saite eines Instruments (transversal) Auslenkung der Teilchen [m] und des Drucks [Pa] einer Schallwelle –Elektromagnetische Wellen: Elektrische Feldstärke [V/m] Magnetische Feldstärke [Vs/m 2 = T] Frequenz, Wellenlänge und Ausbreitungsgeschwindigkeit sind verknüpft: c W = λ · f [m/s]

14 FAZ

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