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Das Banner der Rhetos-Website: zwei griechische Denker betrachten ein physikalisches Universum um sie herum.

Wellenwanne (Reflexionsgesetz)

Physik-Video

Basiswissen


In einer Wellenwanne (ripple tank) kann man gut beobachten, wie Wasserwellen nach dem Gesetz Einfallswinkel-gleich-Ausfallswinkel an steilen Hindernissen reflektiert werden. Es hat sich eingebürgert, dass die Winkel zu einem Lot senkrecht auf der reflektierenden Fläche gemessen werden. Das wird hier kurz erklärt.

Das Reflexionsgesetz in einem Video


Eine Wellenwanne ist im Wesentlichen ein flacher meist reckteckiger Wasserbehälter mit durchsichtigem Boden. Die Wassertiefe kann zum Beispiel 5 bis 6 Millimeter betragen. Mit einer Holzleiste kann man gerade Wellenfronten erzeugen, die schräg auf eine der Wände zulaufen.



Man sieht in Echtzeit und in Zeitlupe, wie eine gerade Wellenfront schräg auf eine Beckenwand zuläuft und dann reflektiert wird.[1]

Die Wellenfronten werden dann nach dem Gesetz Einfallswinkel-gleich-Ausfallswinkel an der Grenzfläche (der Beckenwand) zurückgeworfen, also reflektiert. Siehe auch Reflexion von Wasserwellen ↗

Das Lot als Bezugslinie


Es hat sich eingebürgert, dass man als Bezug zur Angabe des Winkels einer ein- oder ausfallenden Welle nicht die Grenzlinie der reflektierenden Fläche selbst sonder ein Lot dazu nimmt. Das Lot ist eine Linie, die senkrecht, also mit einem Winkel von 90°, auf der Grenzlinie der Grenzfläche steht. Einen praktischen Grund dafür kenne ich nicht. Aber die Praxis gilt weltweit verbreitet. Sie gilt nicht nur für Wasserwellen sondern auch für Licht. Siehe mehr unter Lot (Mathematik) ↗

Tipps für eigene Versuche



Das Reflexionsgesetz in der Natur


"Natur" in Anführungsstrichen: dort wo der Mensch Gewässer mit senkrechten Wänden eingefasst hat, etwa an Wasserbauwerken wie Brücken oder Hafenmauern, kann man die Reflexion von Wellen oft sehr gut beobachten.



Die Reflexion von flachen Wasserwellen an einer senkrechten Betonwand, einschließlich daraus entstehende Folgephänomene

Durch Reflexion von Wellen treffen die reflektierten Wellen oft auf die neu nachkommenden Wellen. Dadurch können weitere Phänomene wie eine Clapotis, eine Kreuzsee sowie andere Formen der Interferenz entstehen. Siehe mehr dazu unter Reflexion von Wasserwellen ↗

Fußnoten