Schwingungen und Wellen

Question 1

Was ist eine Schwingung?

Answer 1

Die zeitlich periodische Änderung einer physikalischen Größe

Question 2

Was ist eine Welle?

Answer 2

Die Ausbreitung einer Schwingung im Raum.

Question 3

Was sind Voraussetzungen für mechanische Schwingungen?

Answer 3

• einmalige Energiezufuhr bzw. Bewegung aus der Ruhelage
• eine Rückwirkende Kraft
• Trägheit des schwingenden Systems

Question 4

Wann ist eine Schwingung harmonisch?

Answer 4

Wenn die rücktreibende Kraft proportional zur Auslenkung ist.

Question 5

Was kann man bei einer Auslenkung von alpha kleiner 10° vereinfachen?

Answer 5

sin alpha = y / l

Da der Bogen dann einer Linie ähnelt => Dreieck

Question 6

Wie setzt sich die rücktreibende Kraft bei mechanischen Schwingungen zusammen?

Answer 6

m ∗ a = -F_R

= -F_G ∗ sin alpha

Question 7

Was ist eine gedämpfte Schwingung?

Answer 7

• jede Schwingung bei einmaliger Energiezufuhr
• zugeführte Energie wird durch Reibung in Wärmeenergie umgewandelt
• Die Periodendauer bleibt konstant, die Amplitude wird kleiner

Question 8

Wann wird aus einer gedämpften eine ungedämpfte Schwingung?

Answer 8

Wenn man periodisch Energie zuführt

Question 9

Wann kommt es zur Resonanz eines Schwingenden Systems?

Answer 9

Wenn die Erregerfrequenz gleich der Eigenfrequenz ist.

=> Amplitude erreicht Maximalwert

Question 10

Was ist eine mechanische Welle?

Answer 10

Die Ausbreitung mechanischer Schwingungen im Raum.

Question 11

Was sind die Voraussetzungen für mechanische Wellen?

Answer 11

• mehrere schwingungsfähige Systeme
• Kopplungskräfte zwischen diesen

Question 12

Was gibt die Wellenlänge an?

Answer 12

Den Abstand zweier Teilchen im gleichen Schwingungszustand.

Question 13

Was ist eine Transversalwelle (Querwelle)?

Answer 13

Schwingungsrichtung und Ausbreitungsrichtung stehen senkrecht zueinander.

Question 14

Was ist eine Longitudinalwelle (Längswelle)?

Answer 14

Schwingungsrichtung und Ausbreitungsrichtung verlaufen parallel zueinander.

Question 15

Nenne die Eigenschaften von Wellen

Answer 15

• Reflexion
• Brechung
• Beugung
• Interferenz
• Polarisation

Question 16

Was besagt das Huygenssche Prinzip?

Answer 16

Jede Welle erzeugt neue Elementarwellen. Die einhüllende Elementarwelle ergibt die neue Wellenfront.

Question 17

Was gilt bei der Reflexion von Wellen?

Answer 17

Einfallswinkel = Ausfallswinkel

+ einfallender Strahl, reflektierter Strahl & Lot sind in einer Ebene

Question 18

Wann werden Wellen gebrochen?

Answer 18

Wenn sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit ändert und der Einfallswinkel > 0° ist.

Question 19

Wie lautet das Brechungsgesetz?

Answer 19

sin a / sin b = c₁ / c₂

c ist dabei die Lichtgeschwindigkeit in den verschiedenen Medien

Question 20

Wann wird eine Welle total reflektiert?

Answer 20

Wenn c₁ <c₂ und alpha > alpha_G

Question 21

Wie berechnet man die Grenzwinkel?

Answer 21

• Stoff => Luft: sin a_G = 1 / n
• Stoff => Stoff: sin a_G = n₁ / n₂

Question 22

Wie ist die Anordnung der Geräte beim Experiment der Interferenz von weißem Licht?

Answer 22

• Glühlampe
• Einfachspalt (für Kohärenz)
• Farbfilter
• Sammellinse (zur Bündelung)
• Gitter (zur Beugung)
• Schirm

Question 23

Was ist kohärentes Licht?

Answer 23

Licht bei denen sich die Wellenzüge in gleicher Phase befinden.

Question 24

Warum ist beim Interferenzmuster innen blau und außen rot?

Answer 24

Rotes Licht hat eine größere Wellenlänge und wird deswegen stärker gebeugt.

Question 25

Warum ist das Maximum 0ter Ordnung weiß?

Answer 25

Dort überlagern sich alle Wellenlängen, da es dort keinen Gangunterschied gibt.

Question 26

Was sind systematische Fehler?

Answer 26

unbeeinflussbare Fehler

Question 27

Was sind zufällige Fehler?

Answer 27

beeinflussbare Fehler

Question 28

Was ist eine elektromagnetische Welle?

Answer 28

Ist die Ausbreitung elektrischer & magnetischer Felder im Raum.

Question 29

Wann sind elektromagnetische Wellen polarisiert?

Answer 29

Wenn die elektrischen und magnetischen Felder im Bezug auf alle Wellenzüge jeweils in der gleichen Ebene liegen.

Question 30

Wann erfolgt Polarisation?

Answer 30

• Reflexion
• Brechung
• Streuung