Schwingungen und Wellen Flashcards
Was ist eine Schwingung?
Die zeitlich periodische Änderung einer physikalischen Größe
Was ist eine Welle?
Die Ausbreitung einer Schwingung im Raum.
Was sind Voraussetzungen für mechanische Schwingungen?
- einmalige Energiezufuhr bzw. Bewegung aus der Ruhelage
- eine Rückwirkende Kraft
- Trägheit des schwingenden Systems
Wann ist eine Schwingung harmonisch?
Wenn die rücktreibende Kraft proportional zur Auslenkung ist.
Was kann man bei einer Auslenkung von alpha kleiner 10° vereinfachen?
sin alpha = y / l
Da der Bogen dann einer Linie ähnelt => Dreieck
Wie setzt sich die rücktreibende Kraft bei mechanischen Schwingungen zusammen?
m ∗ a = -FR
= -FG ∗ sin alpha
Was ist eine gedämpfte Schwingung?
- jede Schwingung bei einmaliger Energiezufuhr
- zugeführte Energie wird durch Reibung in Wärmeenergie umgewandelt
- Die Periodendauer bleibt konstant, die Amplitude wird kleiner
Wann wird aus einer gedämpften eine ungedämpfte Schwingung?
Wenn man periodisch Energie zuführt
Wann kommt es zur Resonanz eines Schwingenden Systems?
Wenn die Erregerfrequenz gleich der Eigenfrequenz ist.
=> Amplitude erreicht Maximalwert
Was ist eine mechanische Welle?
Die Ausbreitung mechanischer Schwingungen im Raum.
Was sind die Voraussetzungen für mechanische Wellen?
- mehrere schwingungsfähige Systeme
- Kopplungskräfte zwischen diesen
Was gibt die Wellenlänge an?
Den Abstand zweier Teilchen im gleichen Schwingungszustand.
Was ist eine Transversalwelle (Querwelle)?
Schwingungsrichtung und Ausbreitungsrichtung stehen senkrecht zueinander.
Was ist eine Longitudinalwelle (Längswelle)?
Schwingungsrichtung und Ausbreitungsrichtung verlaufen parallel zueinander.
Nenne die Eigenschaften von Wellen
- Reflexion
- Brechung
- Beugung
- Interferenz
- Polarisation
Was besagt das Huygenssche Prinzip?
Jede Welle erzeugt neue Elementarwellen. Die einhüllende Elementarwelle ergibt die neue Wellenfront.
Was gilt bei der Reflexion von Wellen?
Einfallswinkel = Ausfallswinkel
+ einfallender Strahl, reflektierter Strahl & Lot sind in einer Ebene
Wann werden Wellen gebrochen?
Wenn sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit ändert und der Einfallswinkel > 0° ist.
Wie lautet das Brechungsgesetz?
sin a / sin b = c1 / c2
c ist dabei die Lichtgeschwindigkeit in den verschiedenen Medien
Wann wird eine Welle total reflektiert?
Wenn c1 <<sub> </sub>c2 und alpha > alphaG
Wie berechnet man die Grenzwinkel?
- Stoff => Luft: sin aG = 1 / n
- Stoff => Stoff: sin aG = n1 / n2
Wie ist die Anordnung der Geräte beim Experiment der Interferenz von weißem Licht?
- Glühlampe
- Einfachspalt (für Kohärenz)
- Farbfilter
- Sammellinse (zur Bündelung)
- Gitter (zur Beugung)
- Schirm
Was ist kohärentes Licht?
Licht bei denen sich die Wellenzüge in gleicher Phase befinden.
Warum ist beim Interferenzmuster innen blau und außen rot?
Rotes Licht hat eine größere Wellenlänge und wird deswegen stärker gebeugt.
Warum ist das Maximum 0ter Ordnung weiß?
Dort überlagern sich alle Wellenlängen, da es dort keinen Gangunterschied gibt.
Was sind systematische Fehler?
unbeeinflussbare Fehler
Was sind zufällige Fehler?
beeinflussbare Fehler
Was ist eine elektromagnetische Welle?
Ist die Ausbreitung elektrischer & magnetischer Felder im Raum.
Wann sind elektromagnetische Wellen polarisiert?
Wenn die elektrischen und magnetischen Felder im Bezug auf alle Wellenzüge jeweils in der gleichen Ebene liegen.
Wann erfolgt Polarisation?
- Reflexion
- Brechung
- Streuung
