TRANSVERSALWELLE: EIGENSCHAFTEN UND BEISPIELE - KÖRPERLICH - 2025

Die Transversalwellen sind solche, bei denen die Schwingung in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Wellenausbreitung auftritt. Im Gegensatz dazu sind Longitudinalwellen Wellen, bei denen die Verschiebung durch das Medium in der gleichen Richtung wie die Verschiebung der Welle erfolgt.

Es sei daran erinnert, dass sich Wellen aufgrund der Schwingung, die sie in den Partikeln des Mediums verursachen, durch ein Medium ausbreiten. Die Ausbreitungsrichtung einer Welle kann also parallel oder senkrecht zu der Richtung sein, in der die Teilchen schwingen. Daher wird zwischen Quer- und Longitudinalwellen unterschieden.

Das typischste Beispiel für eine Transversalwelle sind die Kreiswellen, die sich beim Werfen eines Steins über die Wasseroberfläche ausbreiten. Elektromagnetische Wellen wie Licht sind ebenfalls Transversalwellen. Bei elektromagnetischen Wellen kommt es insbesondere dann nicht zu Schwingungen von Partikeln wie bei anderen Wellen.

Trotzdem handelt es sich um Transversalwellen, da die mit diesen Wellen verbundenen elektrischen und magnetischen Felder senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle sind. Andere Beispiele für Scherwellen sind Wellen, die entlang einer Kette übertragen werden, und S-Wellen oder sekundäre seismische Wellen.

Eigenschaften

Die Wellen, ob quer oder längs, haben eine Reihe von Eigenschaften, die sie bestimmen. Im Allgemeinen sind die wichtigsten Eigenschaften einer Welle die folgenden:

Wellenamplitude (A)

Es ist definiert als der Abstand zwischen dem am weitesten entfernten Punkt einer Welle und ihrem Gleichgewichtspunkt. Da es sich um eine Länge handelt, wird sie in Längeneinheiten gemessen (normalerweise in Metern).

Wellenlänge (λ)

Es ist definiert als die Entfernung (normalerweise in Metern gemessen), die eine Störung in einem bestimmten Zeitintervall zurücklegt.

Dieser Abstand wird zum Beispiel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzen gemessen (die Spitzen sind der am weitesten von der Gleichgewichtsposition am oberen Rand der Welle entfernte Punkt) oder auch zwischen zwei Tälern (der am weitesten von der Gleichgewichtsposition am weitesten entfernte Punkt in der Welle) Grund der Welle) nacheinander.

Sie können jedoch tatsächlich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Punkten auf der Welle messen, die sich in derselben Phase befinden.

Periode (T)

Es ist definiert als die Zeit (normalerweise gemessen in Sekunden), die eine Welle benötigt, um einen vollständigen Zyklus oder eine Schwingung zu durchlaufen. Sie kann auch als die Zeit definiert werden, die eine Welle benötigt, um eine ihrer Wellenlänge entsprechende Strecke zurückzulegen.

Frequenz (f)

Es ist definiert als die Anzahl der Schwingungen, die in einer Zeiteinheit auftreten, normalerweise eine Sekunde. Wenn also die Zeit in Sekunden gemessen wird, wird die Frequenz in Hertz (Hz) gemessen. Die Häufigkeit wird normalerweise aus der Periode unter Verwendung der folgenden Formel berechnet:

f = 1 / T.

Wellenausbreitungsgeschwindigkeit (v)

Es ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Welle (die Energie der Welle) durch ein Medium ausbreitet. Sie wird normalerweise in Metern pro Sekunde (m / s) gemessen. Beispielsweise bewegen sich elektromagnetische Wellen mit Lichtgeschwindigkeit.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit kann aus Wellenlänge und Periode oder Frequenz berechnet werden.

V = λ / T = λf

Oder einfach die von der Welle in einer bestimmten Zeit zurückgelegte Strecke teilen:

v = s / t

Beispiele

Elektromagnetische Wellen

Elektromagnetische Wellen sind der wichtigste Fall von Scherwellen. Ein besonderes Merkmal elektromagnetischer Strahlung ist, dass sie im Gegensatz zu mechanischen Wellen, bei denen sich ein Medium ausbreiten muss, kein Medium zur Ausbreitung benötigen und dies im Vakuum tun können.

Dies bedeutet nicht, dass keine elektromagnetischen Wellen durch ein mechanisches (physikalisches) Medium wandern. Einige Transversalwellen sind mechanische Wellen, da sie für ihre Ausbreitung ein physikalisches Medium benötigen. Diese transversalen mechanischen Wellen werden T-Wellen oder Scherwellen genannt.

Darüber hinaus breiten sich elektromagnetische Wellen, wie bereits oben erwähnt, mit Lichtgeschwindigkeit aus, die im Falle eines Vakuums in der Größenordnung von 3 × 10 ⁸ m / s liegt.

Ein Beispiel für eine elektromagnetische Welle ist sichtbares Licht, dh elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen zwischen 400 und 700 nm.

Transversale Wellen im Wasser

Ein sehr typischer und sehr anschaulicher Fall einer Transversalwelle ist der, der auftritt, wenn ein Stein (oder ein anderes Objekt) ins Wasser geworfen wird. In diesem Fall werden kreisförmige Wellen erzeugt, die sich von der Stelle aus ausbreiten, an der der Stein auf das Wasser (oder den Fokus der Welle) gestoßen ist.

Die Beobachtung dieser Wellen ermöglicht es uns zu verstehen, wie die Richtung der Schwingung, die im Wasser stattfindet, senkrecht zur Bewegungsrichtung der Welle ist.

Dies ist am besten zu sehen, wenn eine Boje in der Nähe des Aufprallpunkts platziert wird. Die Boje steigt und fällt vertikal, wenn die Wellenfronten eintreffen, die sich horizontal bewegen.

Komplizierter ist die Bewegung der Wellen im Ozean. Seine Bewegung beinhaltet nicht nur die Untersuchung von Transversalwellen, sondern auch die Zirkulation von Wasserströmungen, wenn die Wellen vorbeiziehen. Aus diesem Grund kann die tatsächliche Bewegung von Wasser in den Meeren und Ozeanen nicht nur auf eine einfache harmonische Bewegung reduziert werden.

Winken Sie an einem Seil

Wie bereits erwähnt, ist ein weiterer häufiger Fall einer Transversalwelle die Verschiebung einer Schwingung durch eine Saite.

Für diese Wellen wird die Geschwindigkeit, mit der sich die Welle die gedehnte Saite hinunterbewegt, durch die Spannung in der Saite und die Masse pro Längeneinheit der Saite bestimmt. Somit wird die Geschwindigkeit der Welle aus dem folgenden Ausdruck berechnet:

V = (T / m / l) ^1/2

In dieser Gleichung ist T die Spannung der Saite, m ihre Masse und L die Länge der Saite.

Verweise

1. Transversalwelle (nd). Auf Wikipedia. Abgerufen am 21. April 2018 von es.wikipedia.org.
2. Elektromagnetische Strahlung (nd). Auf Wikipedia. Abgerufen am 21. April 2018 von es.wikipedia.org.
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4. Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005). Physik und Chemie . Everest
5. David C. Cassidy, Gerald James Holton und Floyd James Rutherford (2002). Physik verstehen. Birkhäuser.
6. French, AP (1971). Vibrationen und Wellen (MIT Introductory Physics Series). Nelson Thornes.