Was passiert, wenn zwei Wellen aufeinandertreffen? 💥

Jetzt wird es praktisch.

Wir nehmen wieder unser langes Seil.

Du hältst das linke Ende.

Ich das rechte.

Und genau in die Mitte des Seils malen wir einen roten Punkt.

🔴

Uns interessiert heute nur dieser eine Punkt.

Versuch 1

Du schickst von links einen Wellenberg los.

Wenn deine Welle den roten Punkt erreicht, würde sie ihn beispielsweise eine Handbreit nach oben bewegen.

⬆️

Ich mache gleichzeitig dasselbe von rechts.

Auch meine Welle würde den roten Punkt eine Handbreit nach oben bewegen.

Jetzt treffen beide Wellen genau dort gleichzeitig ein.

Was macht unser roter Punkt?

Beide wollen ihn nach oben bewegen. Also entsteht dort für einen kurzen Moment eine grössere Auslenkung nach oben.

Aus:

⬆️ + ⬆️

wird:

⬆️⬆️

Die beiden Wellen verstärken sich.

Versuch 2

Wir machen alles noch einmal.

Du schickst wieder deinen Wellenberg los.

Deine Welle würde unseren roten Punkt nach oben bewegen.

⬆️

Diesmal schicke ich aber keinen Berg.

Ich schicke ein Wellental.

Meine Welle würde denselben Punkt nach unten bewegen.

⬇️

Beide erreichen ihn exakt gleichzeitig.

Die eine Bewegung sagt:

nach oben.

Die andere:

genau gleich weit nach unten.

⬆️ + ⬇️

Was bleibt übrig?

Null.

Für diesen Augenblick liegt unser roter Punkt genau dort, wo er ursprünglich war. Und wenn Berg und Tal überall exakt gleich gross und gleich geformt sind, kann das gesamte überlagerte Stück des Seils für einen Moment gerade aussehen.

Die sichtbare Welle scheint verschwunden zu sein. Aber jetzt kommt der entscheidende Teil.

Wir warten einen Augenblick.

Und plötzlich …

läuft dein Wellenberg auf meiner Seite weiter. Und mein Wellental auf deiner.

➡️〰️ 〰️⬅️

Die Wellen sind nicht einfach verschwunden.

Sie haben sich während ihres Zusammentreffens überlagert.

Danach laufen sie weiter.

Genau dieses Überlagern von Wellen nennt man:

INTERFERENZ

Treffen passende Auslenkungen zusammen und werden grösser:

konstruktive Interferenz – Verstärkung.

Treffen entgegengesetzte Auslenkungen zusammen und werden kleiner:

destruktive Interferenz – Abschwächung.

Sind sie exakt gleich gross und entgegengesetzt, kann die Auslenkung an diesem Ort sogar null werden.

Das nennen wir vollständige destruktive Interferenz oder (etwas vereinfacht) Auslöschung. Aber Vorsicht mit diesem Wort. Denn „Auslöschung“ bedeutet hier nicht automatisch:

Die beiden Wellen wurden vernichtet.

Unser Seil zeigt gerade das Gegenteil. ;-)

Und jetzt verlassen wir unser Seil.

Setz Kopfhörer mit aktiver Geräuschunterdrückung auf.

Du sitzt beispielsweise im Zug und hörst ein gleichmässiges tiefes:

BRRRRRRRRRR.

Die Kopfhörer messen dieses Geräusch und erzeugen ein passendes Gegensignal.

Vereinfacht gesagt:

Wo die eine Schallwelle den Luftdruck am Ohr gerade erhöht,

versucht das Gegensignal ihn passend zu senken.

⬆️ + ⬇️

Die Druckschwankung an deinem Ohr wird kleiner.

Und du hörst:

weniger.

Der Zug hat nicht aufgehört hat, Geräusche zu erzeugen.

Es ist, weil sich Schallwellen an deinem Ohr teilweise gegenseitig abschwächen.

Wir benutzen Interferenz also ganz praktisch. Und jetzt machen wir noch einen Versuch. 😇

Stell zwei Lautsprecher einander gegenüber.

Beide spielen denselben reinen Ton.

Du gehst langsam durch den Raum.

An manchen Stellen hörst du den Ton lauter.

Ein paar Schritte weiter kann er leiser werden.

Warum?

Weil die Schallwellen der beiden Lautsprecher nicht an jedem Ort gleich zusammentreffen.

An manchen Stellen passen ihre Druckschwankungen so zusammen, dass sie sich verstärken.

An anderen treffen sie so aufeinander, dass sie sich teilweise abschwächen.

Plötzlich ist Interferenz kein abstraktes Wort mehr.

Du kannst sie hören.

Und jetzt kommt die Frage, die ich euch eigentlich stellen wollte:

Wenn zwei Wellen aufeinandertreffen und wir an einer bestimmten Stelle plötzlich nichts mehr messen oder sehen …

bedeutet das automatisch,

dass dort nichts mehr vorhanden ist?

Oder müssen wir zuerst fragen:

Welche Wellen treffen dort zusammen - und wie?

Leaving WonD3rland 🪞💫