Welle


🌊 Physik


Basiswissen


Definition: Eine Welle ist eine sich im Raum ausbreitende Schwingung eines Oszillators. Das klassische Beispiel dafĂŒr ist eine Wasserwelle. Hier wird der verallgemeinerte Wellenbegriff aus physikalischer Sicht erklĂ€rt.

Physik


In der Physik meint Welle, eine Schwingung oder eine einmalige Störung, die sich im Raum ausbreitet. FĂŒr eine bessere Anschaulichkeit betrachten wir zunĂ€chst einen Sonderfall. Wir stellen uns ein leeres Schwimmbecken vor. Von oben ragt ein dĂŒnner Stab senkrecht in das Bad. Am unteren Ende des Stabes hĂ€ngt ein Wassertropfen. Der Wassertropfen wĂ€re genau dort, wo man normalerweise die WasseroberflĂ€che erwarten wĂŒrde (Ruhewasserspiegel). Nun drĂŒckt jeman den Stab etwas nach unten unter die gedachte WasseroberflĂ€che, zieht ihn dann ĂŒber die gedachte WasseroberflĂ€che nach oben und dann wieder zurĂŒck bis an die Startposition genau auf Höhe der gedachten WasseroberflĂ€che. Diese vollstĂ€ndige Hin- und Herbewegung wiederholen wir nun gedanklich sehr oft. Das ergibt eine Schwingung: der Wassertropfen wiederholt immer wieder dasselbe Bewegungsmuster. Eine sich stĂ€ndig wiederholende ZustandsĂ€nderung nennt man ganz allgemein eine Schwingung. Nun denken wir uns das Schwimmbecken bis auf die Startposition des Wassertropfens mit Wasser gefĂŒllt vor. Wenn wir nun den Tropfen am Stabende diese Schwingungsbewegung ausfĂŒhren lassen, dann wird man beobachten, dass seine Nachbar-Wasserteilchen mit etwas zeitlicher Verzögerung eine gleichartige Schwingung mitmachen werden. Und jedes schwingende Wasserteilchen wird seine Schwingung an seine Nachbarn weitergeben. Dadurch breitet sich die Schwingung ĂŒber die WasseroberflĂ€che aus. Eine solche sich im Raum ausbreitende Schwingung nennt man Welle.

Technik


Hier meint Welle meistens ein drehbar gelagertes Teil, normalerweise von sehr langer zylindrischer Form. Die RĂ€der von Zugwaggons sind beispielsweise auf Wellen montiert. Auch die großen Schrauben von Schiffen sitzen auf Wellen.

Wasserwellen


Hier meint Welle meistens eine Wasserwelle. Eine Wasserwelle muss nicht genau identisch mit physikalischen Wellen sein. Aber physikalische Wellen sind oft ein sehr gutes Modell fĂŒr eine echte => Wasserwelle

Welche Arten von Wellen gibt es?


◦ In der Quantenphysik sind Wellen vor allem ein theoretisches Modell des => Welle-Teilchen-Dualismus
◦ Seebeben erzeugen auf flache und schnelle und in KĂŒstenhöhe hohe Wellen, siehe unter => Tsunami
◦ Bei Erdbeben treten oft sogenannte seismische Wellen auf, siehe unter => Erdbebenwellen
◦ Durch Zufallsprozesse entsteht im Ozean gelegentlich eine => Monsterwelle
◦ Auf WasseroberflĂ€chen entsteht die allgemein bekannte => Wasserwelle
◦ FĂŒr eine Übersicht, siehe unter => Wellen