Eigenschaften von Wellen

Von Wellen auf einem Teich zum tiefen Ozean schwillt, Schallwellen und Licht, alle Wellen teilen einige grundlegende Eigenschaften. Im Großen und Ganzen ist eine Welle eine Störung, die sich durch den Raum ausbreitet. Die meisten Wellen bewegen sich durch ein Stützmedium, wobei die Störung eine physische Verschiebung des Mediums ist. Die zeitabhängige Abhängigkeit der Verschiebung an jedem einzelnen Punkt im Raum ist oft eine Schwingung um eine Gleichgewichtsposition . Zum Beispiel bewegt sich eine Schallwelle durch das Medium Luft, und die Störung ist eine kleine kollektive Verschiebung von Luftmolekülen – einzelne Moleküle schwingen hin und her, wenn die Welle vergeht.

Im Gegensatz zu Partikeln, die gut definierte Positionen und Trajektorien haben, sind Wellen nicht im Raum lokalisiert. Vielmehr füllen die Wellen Bereiche des Raumes, und ihre zeitlichen Entwicklungen werden nicht durch einfache Trajektorien beschrieben. Dennoch sind einige Wellen mehr lokalisiert als andere, und so ist es sinnvoll, zwei breite Klassen zu unterscheiden. (1) Ein Wellenpuls ist eine relativ lokalisierte Störung. Zum Beispiel, wenn ein Stein in einen Teich fallen gelassen wird, erstrecken sich die resultierenden Wellen, die eine Oberflächenwelle bilden, über einen kleinen Teil der Oberfläche zu jedem Zeitpunkt der Zeit. (2) Im entgegengesetzten Extrem können sich periodische Wellen über große Entfernungen erstrecken. Im obigen Beispiel, wenn die Wasseroberfläche wiederholt an einem Punkt für eine lange Zeitspanne gestört wird, werden die Oberflächenwellen schließlich eine große Fläche bedecken.

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Schnappschüsse einer harmonischen Welle können zu einem festen Zeitpunkt aufgenommen werden, um die Veränderung der Welle mit der Position (oben) oder an einer festen Stelle anzuzeigen, um die Variation der Welle mit der Zeit (unten) anzuzeigen.

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