Arbeitsaufträge zu Schwingungen und Wellen

Allgemeine Bemerkungen:

• Manche Internetseiten enthalten Formeln, die ihr noch nicht kennen könnt. Macht es einfach so, wie in den meisten Mathe- und Physikstunden: ignoriert sie ;-)

• Die Antwort auf einige Fragen findet ihr nicht explizit ("ausdrücklich", "klar und deutlich") auf den Seiten. In solchen Fällen müsst ihr nachdenken; versucht es mal - tut gar nicht weh ;-)

1. Informiert euch über Schwingungen bei

   http://www.leifiphysik.de/web_ph11/grundwissen/08_schwingung/schwingung.htm

   Definiert folgende Begriffe (Skizzen sind auch erlaubt): harmonische Schwingung, Elongation, Schwingungsdauer, Amplitude, Schwingungsfrequenz, Kreisfrequenz

   Was hat eine harmonische Schwingung mit einem Kreis zu tun? Erklärt physikalisch und möglichst präzise! (Schaut euch die Animation an!)

2. Informiert euch über Wellen bei 
http://www.leifiphysik.de/web_ph11/grundwissen/11_wellen/wellen.htm

1. Was haben Wellen mit harmonischen Schwingungen zu tun?

2. Wie lautet die Wellengleichung und wie wird sie hergeleitet?
   

3. Was versteht man unter Transversalwellen? Was sind Longitudinalwellen?

4. Was muss für die Atome eines Mediums gelten, damit sich Transversalwellen ausbreiten können?

5. Sind Schallwellen in Luft Longitudinal- oder Transversalwellen?

6. Sind elektromagnetische Wellen Longitudinal- oder Transversalwellen?

3. Bearbeitet die Aufgaben auf dem Arbeitsblatt.

4. Bei der Überlagerung von Wellen zeigt sich das Phänomen der Interferenz; sehr einfach und eindrucksvoll lässt sich dieses Phänomen anhand der Zweiquelleninterferenz zweier punktförmiger Quellen in der Wellenwanne demonstrieren (sollte vom Lehrer gezeigt werden ;-):

   http://www.leifiphysik.de/web_ph11/simulationen/11wanne/wanne.htm

   Die Interferenzmuster lassen sich gut mit Hilfe des Huygenschen Prinzips erklären. Wie lautet es?

5. Erkläre die Begriffe konstruktive und destruktive Interferenz. Informationen dazu findest du hier.

6. Zwei gegenphasig schwingende Lautsprecher A und B sind 3,20 m voneinander entfernt. Ein Hörer ist 2,40 m vor dem Lautsprecher B in Punkt C postiert. Beide Lautsprecher senden einen Ton mit 214 Hz aus. Tritt in C konstruktive oder destruktive Interferenz auf, wenn die Schallgeschwindigkeit 343 m/s beträgt?

7. Dieses wunderschöne Applet verdeutlicht die Erklärungsmacht des Huygensschen Prinzips. Schaut es euch schrittweise an ("Nächster Schritt") und lest dazu jeweils die erklärenden Texte.

   
   (Der Name des niederländischen Physikers Christiaan Huygens (1629-1695) wird im deutschsprachigen Raum meistens "Heugens" ausgesprochen; die korrekte Aussprache könnt ihr euch hier anhören.)

8. Und das beste zum Schluss: Untersucht die Zweiquelleninterferenz an diesem Applet, indem ihr zunächst "Doppel" wählt, dann "Run/Stop" klickt, danach nochmal "Run/Stop", den roten Punkt auf dem Schirm verschiebt, "Run/Stop" usw.

Und immer dran denken: