In welche Richtung bewegt sich eine Welle? 〰️〰️〰️

Wir haben im ersten Teil unsere Kinder auf Stühle gesetzt.

Eines steht auf, setzt sich wieder hin. Das nächste steht auf, setzt sich wieder hin. Und so weiter.

Die Welle wandert durch die ganze Reihe. Aber schaut noch einmal genau hin.

In welche Richtung bewegt sich eigentlich das Kind?

Nach oben und unten.

Und in welche Richtung wandert die Welle?

Von links nach rechts.

Das Kind bewegt sich also:

↕️

Die Welle läuft:

➡️

Die Bewegung des Kindes und die Richtung der Welle stehen quer zueinander. Und genau deshalb nennt man so etwas eine Querwelle oder Transversalwelle.

Das Wort klingt kompliziert.

Die Sache dahinter ist ziemlich einfach:

Die Welle läuft nach vorne. Das, was schwingt, bewegt sich quer dazu.

Unser Seil aus Teil 1 funktioniert genauso.

Der markierte Punkt auf dem Seil bewegt sich hoch und runter.

Der Wellenberg wandert währenddessen durch das Seil nach vorne.

↕️ + ➡️

Querwelle.

Jetzt verändern wir unser Experiment.

Diesmal nehmen wir kein Seil.

Stell dir eine sehr lange Spiralfeder vor, die zwischen uns auf dem Boden liegt.

Ich gebe meinem Ende einen kurzen Schubs nach vorne und ziehe es wieder zurück. Dadurch werden einige Windungen der Feder kurz zusammengedrückt.

Diese zusammengedrückte Stelle wandert durch die Feder zu dir. Aber beobachte wieder nur eine einzige Windung.

Sie reist nicht mit der zusammengedrückten Stelle bis zu dir.

Sie bewegt sich nur ein kleines Stück:

vor – zurück.

↔️

Und die Welle?

Die läuft ebenfalls entlang der Feder:

➡️

Diesmal schwingt also alles in derselben Richtung, in der sich die Welle ausbreitet. Dafür gibt es wieder ein kompliziert klingendes Wort:

Längswelle oder Longitudinalwelle.

Also:

Querwelle:

↕️ Bewegung ➡️ Welle

Längswelle:

↔️ Bewegung ➡️ Welle

Mehr steckt hinter diesen beiden Begriffen zunächst gar nicht.

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Und jetzt machen wir etwas Seltsames.

Sag einmal laut:

„AAAAAA.“

Du hast gerade eine Welle erzeugt.

Deine Stimmlippen bringen die Luft in Bewegung. Dabei entstehen abwechselnd Bereiche, in denen die Luft etwas stärker zusammengedrückt ist, und Bereiche mit geringerem Druck.

Diese Druckveränderung breitet sich durch die Luft aus.

Bis zu einem anderen Menschen.

Bis zu seinem Ohr.

Die Luft aus deinem Mund muss dafür nicht den ganzen Weg bis zu seinem Ohr reisen.

Die einzelnen Luftteilchen bewegen sich um ihre jeweilige Lage vor und zurück und geben die Störung weiter.

Ähnlich wie unsere Spiralfeder.

Schall in Luft ist deshalb eine Längswelle. Und jetzt kommt etwas, das bei Bildern von Schall leicht verwirrt:

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So zeichnen wir Schallwellen ständig.

Berge und Täler.

Das sieht aus wie unser Seil.

Aber diese Zeichnung bedeutet nicht, dass die Luft tatsächlich in solchen Bergen und Tälern durch das Zimmer fliegt.

Die Kurve ist eine Darstellung.

Ein Berg kann beispielsweise für höheren Luftdruck stehen, ein Tal für niedrigeren.

Wir zeichnen etwas Unsichtbares so, dass wir es sehen können.

Und das ist wichtig.

Denn ab jetzt dürfen wir nicht mehr automatisch denken:

„Ich sehe eine Wellenlinie, also bewegt sich dort etwas hoch und runter.“

Manchmal ja.

Manchmal überhaupt nicht.

Jetzt kennen wir unsere Wellen schon ziemlich gut.

Wir wissen, dass die Welle weiterwandern kann, während das Medium nur lokal schwingt.

Wir kennen Amplitude, Frequenz und Wellenlänge. Und wir wissen jetzt, dass die Schwingung quer oder längs zur Ausbreitungsrichtung erfolgen kann. Damit können wir endlich zu unserer allerersten Frage zurückkehren.

Wir schicken eine Welle von links los.

Und eine zweite von rechts.

➡️ 〰️ 〰️ ⬅️

Sie kommen näher.

Und näher.

Bis beide denselben Ort zur selben Zeit erreichen.

Jetzt können wir endlich fragen:

Was passiert, wenn zwei Wellen aufeinandertreffen?

Leaving WonD3rland 🪞💫