Klassische Mechanik

• minimale Abstand zwischen zwei Oszillatoren, die sich im gleichen Schwingungszustand befinden
• Abstand zwischen zwei benachbarten Wellenbergen oder Wellentälern.

Einheit: ein Meter

• ist die Geschwindigkeit, mit der sich eine bestimmte Phase im Raum ausbreitet

Einheit: ein Meter durch Sekunde

v=  λf

Gleichung lautet:

y-t- Diagramm :

• Für einen bestimmten Ort x wird dargestellt, wie sich der betreffende Oszillator in Abhängigkeit der Zeit bewegt

y-x-Diagramm:

• für einen bestimmten Zeitpunkt wird dargestellt, welche Lage die Gesamtheit der Oszillatoren hat.

• Jeder Punkt einer Wellenfront ist Ausgangspunkt für kreis-oder kugelförmige Elementarwelle.
• Diese Elementarwellen besitzen alle gleiche Ausbreitungsgeschwindigkeit wie die ursprüngliche Welle.
• Die Elementarwellen überagern sich.
• Die Einhüllende aller Elementarwellen bildet die Wellenfront.

Ausbreitung von Wellen

• der Schwingungszustand in einem Punkt eines Raumes wird bestimmt durch die Summe aller Elemtarwellen, die von Wellenfronten ausgehen und de in diesem Punkt zusammentreffen.

Einfallswinkel und Reflexionswinkel sind gleich gross. Die Wellennormalen der einfallenden und reflektierten Wellen liegen in einer Ebene.

Trifft Welle unter einem Winkel (≠0) auf eine ebene Grenzfläche zweier Stoffe, in denen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausbreitet, dann ändert sich Ausbreitungsrichtung. 

Brechungsgesetz:          α: Einfallswinkel       β: Brechungswinkel

• Trifft Welle aud Spalt oder Kante, so sind die betreffenden Stellen Ausgangspunkt von Elementarwellen.
• dringt Welle abweichend von ihrer geradlinigen Ausbreitung an Kanten und Spalten in den Schattenraum ein.

• Überlagerung von Wellen.
• Dabei bilden sich Bereiche der Verstärkung und der Abschwächung bzw. Auslöschung heraus.
• Entscheidend ist Gangunterschied:
  • 0,λ : Verstärkung
  • λ/2 : Abschwächung

• Absorption
• Streuung
• Polarisatino
• Dispersion
• Reflexion
• Beugung
• Brechung
• Interferenz

• fortschreitende Wellen reflektiert werden
• Bereich zwischen beiden festen Enden ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge
• sich an bestimmten Stellen des Raumes Orte mit maximaler Auslenkung und solche mit Auslenkung null herausbilden.

ist die zeitliche Stauchung bzw. Dehnung eines Signals bei Veränderungen des Abstands zwischen Sender und Empfänger während der Dauer des Signals.

• alles das, was der Mensch mit den Ohren wahrnehmen kann.
• Schallwellen- Longitudinalwellen

16-20 000 Hz

weniger als 16Hz

über 20 000Hz 

• hängt ab, wie schnell ein Körper schwingt.
• Je grösser die Frequenz der Schwingung eines Körpers ist, umso höher der Ton

• hängt ab, mit welcher Amplitude y ein Körper schwingt.
• Je grösser Amplitude, umso lauter der Ton

Gleichung ist :

ist eine zeitlich periodische Änderung physikalischer Grössen.

• Vorhandensein schwingungsfähiger Körper : Oszillatoren oder Schwinger
• die Auslenkung dieser Oszillatoren aus der Gleichgewichtslage
• das Vorhandensein einer zur Gleichgewichtslage rücktreibende Kraft

• harmonische Schwingung
• nicht harmonische Schwingung

• sinusförmige Schwingung
• Uhrpendel, Fadenpendel

• nicht sinusförmige Schwingung
• Stimmbänder beim Menschen, Saite Gitarre

• Auslenkung y
• gibt Abstand des schwingenden Körpers von der Gleichgewichtslage an

Einheit:  Meter [ m]

• ist der maximale Abstand des schwingenden Körpers von der Gleichgewichtslage
• y_max

Einheit: Meter [m]

• Periodendauer T
• gibt die Zeit für eine vollständige Hin- und Herbewegung an

Einheit: Sekunde [s]

• gibt an, wie viele Schwingungen in jeder Sekunde ausgeführt werden.

f = 1/T

Einheit: 1 Hertz = 1/s

gedämpfte Schwingungen

• verkleinert sich Amplitude, T bleibt gleich
• E_mech →E_th

z.B Membran eines Lautsprechers bei einem Ton bestimmter Lautstärke

E_pot +E_kin = konstant

Gleichung: 

Ableitung der Elongation nach Zeit:

v= dy/dt = y_max ω cos(ωt +φ)

Ableting der Geschwindigkeit nach der Zeit :

a= dv/dt = - y_max ω² sin(ωt +φ)= -yω²

Bei einer harmonischen Schwingung ist die rücktreibende Kraft proportional zus Auslenkung.

F= -Dy        D: Richtgrösse( Rückstellfaktor)       y: Elongation

Bei einer harmonischen Schwingung ist die rücktreibende Kraft proportional zus Auslenkung.

F= -Dy        D: Richtgrösse( Rückstellfaktor)       y: Elongation

Bei einer harmonischen Schwingung ist die rücktreibende Kraft proportional zus Auslenkung.

F= -Dy        D: Richtgrösse( Rückstellfaktor)       y: Elongation

Bei einer harmonischen Schwingung ist die rücktreibende Kraft proportional zus Auslenkung.

F= -Dy        D: Richtgrösse( Rückstellfaktor)       y: Elongation