Was sind Wellen?

1. Was sind Wellen?#

Definition einer Welle:

Eine Welle ist eine sich räumlich ausbreitende periodische (Schwingung) oder einmalige (Störung) Veränderung des Gleichgewichtszustands eines Systems bezüglich mindestens einer orts- und zeitabhängigen physikalischen Größe.

Was bedeutet dies?

Als Welle bezeichnet man die sukzessive Weiterleitung dieser Anfangsbewegung an alle anderen Teilchen. Eine Welle ist somit eine nacheinander alle Teilchen erfassende Bewegung.
Eine Welle transportiert Energie, jedoch keine Materie
Eine Welle ist zeit- und ortsabhängig y (t, x) (Im Gegenzug dazu ist eine Schwingung zeit- aber nicht ortsabhängig.)

Welle

Fig. 1.1 Darstellung einer Welle, diese ist zeit- und ortsabhängig (click to start Video).#

Abbildung 1.1 zeigt die Ausbreitung einer Welle. Die räumliche Koordiate entspricht der x-Achse, der Verlauf des Videos stellt die zeitliche Komponente dar.

Im Allgemeinen kann zwischen Transversalwellen und Longitudinalwellen unterschieden werden. Dabei bezieht sich der Ausdruck longitudinal und transversal auf die Schwingungsrichtung im Vergleich zur Ausbreitungsrichtung. Abbildung 1.2 zeigt eine Transversalwelle. Bei dieser Art von Wellen steht die Ausbreitungsrichtung senkrecht zur Schwingungsrichtung. Transversalwellen kommen auch im Vakuum vor, Elektromagnetische Wellen wie auch Licht sind Transversalwellen.

Abbildung 1.3 zeigt eine Longitudinalwelle. Bei dieser Art von Wellen ist die Ausbreitungsrichtung parallel zur Schwingungsrichtung. Longitudinalwellen sind Druckwellen und kommen deshalb nur in einem Medium vor! Schallwellen sind Longitudinalwellen.