c2b_default

Physik Step 59 (neu)

Lernkarten zu Step 59 des Grundlagenfachs Physik: Wellenarten und Interferenz (Transversal- und Longitudinalwellen, Superposition, konstruktive und destruktive Interferenz, stehende Wellen).

Lernkarten zu Step 59 des Grundlagenfachs Physik: Wellenarten und Interferenz (Transversal- und Longitudinalwellen, Superposition, konstruktive und destruktive Interferenz, stehende Wellen).

24
0.0 (0)
R. H.
Study
R. H.
Flashcards
24
Students
0
Language
German
Category
Physics
Created / Updated
23.10.2026 / 23.10.2026
  • 1  / 24

Flashcards

Wie schwingen die Teilchen bei einer Transversalwelle, und welche Strukturen entstehen?

Senkrecht (quer) zur Ausbreitungsrichtung; es entstehen Wellenberge und Wellentäler (Beispiele: Seilwelle, Wasserwelle, Licht).

Wie schwingen die Teilchen bei einer Longitudinalwelle, und welche Strukturen entstehen?

Längs (parallel) zur Ausbreitungsrichtung; es entstehen Verdichtungen und Verdünnungen (Beispiele: Schall in Luft, Schraubenfeder).
Wie zeichnet man eine Transversalwelle in die zugehörige Longitudinalwelle um?

Jedes Teilchen wird waagrecht um seine senkrechte Auslenkung verschoben: oben → nach rechts, unten → nach links. Wo Nachbarn aufeinander zulaufen, entsteht eine Verdichtung, wo sie auseinanderrücken, eine Verdünnung.

Wo liegen beim Umzeichnen die Verdichtungen und die Verdünnungen der Longitudinalwelle?

Verdichtungen an den fallenden Nulldurchgängen (zwischen Berg und folgendem Tal), Verdünnungen an den steigenden Nulldurchgängen; die Wellenlänge λ bleibt gleich.

Warum können sich Transversalwellen nicht durch das Innere von Flüssigkeiten oder Gasen ausbreiten?

Sie brauchen einen seitlichen Zusammenhalt (Widerstand gegen Querverformung), den nur Festkörper bieten; in Flüssigkeiten und Gasen gleiten die Teilchen seitlich widerstandslos aneinander vorbei.

Warum laufen Longitudinalwellen durch alle Medien, und welche Wellenart ist der Schall in Luft?

Sie beruhen nur auf Verdichtung und Verdünnung, und zusammendrücken lässt sich jedes Medium (fest, flüssig, gasförmig). Der Schall in Luft ist deshalb eine Longitudinalwelle.
Welche zwei Wellenarten erzeugt ein Erdbeben, und welche trifft an einer Messstation zuerst ein?

P-Welle (Primärwelle, longitudinal, schneller – trifft zuerst ein) und S-Welle (Sekundärwelle, transversal, langsamer – trifft später ein).

Erdbeben: c_P = 8,0 km/s, c_S = 4,0 km/s, Entfernung d = 160 km. Wie gross ist die Laufzeitdifferenz Δt?

t_P = d / c_P = 160 km / 8,0 km/s = 20 s; t_S = d / c_S = 160 km / 4,0 km/s = 40 s; Δt = t_S – t_P = 20 s

Was besagt das Superpositionsprinzip?

Überlagern sich Wellen an einer Stelle, ist die Gesamtauslenkung die Summe der einzelnen Auslenkungen (mit Vorzeichen): y_ges = y_1 + y_2.

Was geschieht mit zwei Wellen, nachdem sie sich durchdrungen haben?

Sie laufen unverändert weiter, als hätten sie sich nie getroffen – jede mit ihrer alten Form und Richtung.
An einer Stelle hebt eine Welle das Wasser um +4,0 cm, eine zweite senkt es um –3,0 cm. Wie hoch liegt das Wasser dort?

y_ges = y_1 + y_2 = (+4,0 cm) + (–3,0 cm) = +1,0 cm über der Ruhelage

Wie überlagert man zwei gezeichnete Wellen punktweise zur Gesamtwelle?

An mehreren Stellen x die Auslenkungen y_1 und y_2 ablesen (oben positiv, unten negativ), addieren (y_ges = y_1 + y_2), die Punkte eintragen und zu einer glatten Kurve verbinden.

Was ist konstruktive Interferenz?

Zwei gleichphasige Wellen (Berg auf Berg, Tal auf Tal) verstärken sich; bei gleicher Amplitude A hat die Gesamtwelle die doppelte Amplitude 2A.

Was ist destruktive Interferenz?

Zwei gegenphasige Wellen (um λ/2 versetzt, Berg auf Tal) schwächen sich; bei gleicher Amplitude löschen sie sich vollständig aus (y_ges = 0).
Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit sich zwei Wellen vollständig auslöschen?

Gleiche Wellenlänge, gleiche Frequenz, gleiche Amplitude, gleiche Ausbreitungsrichtung und genau gegenphasig (um λ/2 versetzt).

Zwei Wellen mit je A = 2,0 cm (gleiche λ und f, gleiche Richtung) überlagern sich. Amplitude der Gesamtwelle gleichphasig bzw. gegenphasig?

Gleichphasig (konstruktiv): A_ges = 2,0 cm + 2,0 cm = 4,0 cm; gegenphasig (destruktiv): A_ges = 2,0 cm – 2,0 cm = 0, vollständige Auslöschung

Wie funktioniert der Gegenschall (Noise Cancelling) im Kopfhörer?

Ein Mikrofon nimmt das Störgeräusch auf; der Kopfhörer erzeugt eine Schallwelle mit genau gleicher Frequenz und Amplitude, aber gegenphasig – beide löschen sich am Ohr aus (destruktive Interferenz).

Welches Lichtphänomen kann nur das Wellenmodell erklären, nicht das Strahlenmodell?

Die Interferenz (und die Beugung): Das Strahlenmodell kennt nur Ausbreitungsrichtung und Geschwindigkeit, nicht Wellenlänge, Frequenz und Amplitude.
Wie entsteht eine stehende Welle?

Durch Überlagerung zweier gegenläufiger Wellen gleicher Wellenlänge, Frequenz und Amplitude, z. B. einer Welle und ihrer Reflexion am eingespannten Ende (Gitarrensaite).

Was sind Knoten und Bäuche einer stehenden Welle?

Knoten: Stellen, die ständig in Ruhe bleiben (Auslenkung 0, dauernd gegenphasig); Bäuche: Stellen mit maximaler Schwingung (Amplitude 2A, dauernd gleichphasig).

Wie gross sind die Abstände Knoten–Knoten und Knoten–Bauch in einer stehenden Welle?

Knoten–Knoten (und Bauch–Bauch): λ/2; Knoten–benachbarter Bauch: λ/4. Eine ganze Wellenlänge λ liegt erst zwischen jedem zweiten Knoten.

Auf einer Saite beträgt der Abstand zweier benachbarter Knoten 0,30 m. Wie gross ist λ, und wie weit ist es vom Knoten zum nächsten Bauch?

λ/2 = 0,30 m ⇒ λ = 2 ⋅ 0,30 m = 0,60 m; Knoten–Bauch = λ/4 = 0,60 m / 4 = 0,15 m
Eine beidseitig eingespannte Saite der Länge L schwingt in der Grundschwingung. Wie gross ist λ?

Die Enden sind Knoten, dazwischen ein Bauch: L = λ/2 ⇒ λ = 2 ⋅ L (z. B. L = 0,65 m ⇒ λ = 1,3 m).

Worin unterscheidet sich eine stehende von einer laufenden Welle, wenn man beide über die Zeit beobachtet?

Bei der laufenden Welle wandert das Muster aus Bergen und Tälern seitwärts; bei der stehenden Welle bleiben die Knoten ortsfest, und das Muster pulsiert nur in der Höhe (Beispiel Mikrowelle: heiss nur an den Bäuchen, daher Drehteller).

Study