In diesem Artikel werden die Eigenschaften von Wellen erläutert. Daher erfahren Sie, wie viele Wellenmerkmale es gibt und wie jedes einzelne Merkmal erklärt wird.
Was sind die Eigenschaften von Wellen?
Die Eigenschaften der Wellen sind:
- Dehnung (y) : ist der Abstand zwischen der Position der Welle und ihrer Gleichgewichtsposition.
- Amplitude (A) : ist der Abstand zwischen der maximalen Streckung und ihrer Gleichgewichtsposition.
- Kamm : jeder der höchsten Punkte der Welle.
- Tal : jeder der tiefsten Punkte der Welle.
- Zyklus oder Schwingung : Es ist der Weg der Welle von einem Punkt zum nächsten äquivalenten Punkt.
- Wellenlänge (λ) : ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden äquivalenten Punkten auf der Welle.
- Periode (T) : ist die Zeit, die die Welle benötigt, um eine vollständige Schwingung auszuführen.
- Frequenz (f) : ist die Anzahl der Schwingungen oder Vibrationen, die die Welle pro Zeiteinheit erzeugt.
- Winkelfrequenz (oder Pulsation) (ω) : Dies ist die Geschwindigkeit, mit der die Welle schwingt.
- Wellenzahl (k) : Sie ist definiert als die Anzahl der Zyklen, die die Welle über eine Länge von 2π Metern ausführt.
- Ausbreitungsgeschwindigkeit (v) : Dies ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Welle ausbreitet.
Verlängerung einer Welle
In der Physik ist die Ausdehnung einer Welle der Abstand zwischen der Position der Welle und ihrer Gleichgewichtsposition. Daher wird die Ausdehnung einer Welle berechnet, indem man ihre Höhe minus ihre Gleichgewichtsposition abzieht.
Wenn wir beispielsweise die Schwingbewegung einer an einer Feder befestigten Masse analysieren, ist die Dehnung die Differenz zwischen der Position, in der sich die Masse zu diesem Zeitpunkt befindet, und der Gleichgewichtsposition der Feder, also der Position, in der sie sich befindet . federt, wenn keine Kraft auf ihn einwirkt.
Amplitude einer Welle
In der Physik ist die Amplitude einer Welle ein Wert, der die Amplitude der Schwingung der Welle im Verhältnis zu ihrem Durchschnittswert angibt. Die Amplitude einer Welle ist also der Abstand zwischen dem höchsten Punkt einer Welle und ihrem Gleichgewichtspunkt.
Der Amplitudenwert einer Welle kann anhand der grafischen Darstellung leicht ermittelt werden, da es sich um die Differenz zwischen dem höchsten Punkt der Welle und ihrem Mittelpunkt handelt.
Kamm einer Welle
Der Wellenkamm ist der Punkt der maximalen Ausdehnung der Welle, das heißt, die Wellenkämme sind jeweils die höchsten Punkte im Wellendiagramm.
Daher ist der Unterschied zwischen dem Wellenkamm und seiner Gleichgewichtsposition die Amplitude der Welle.
Tal einer Welle
Das Wellental ist die maximale Ausdehnung einer Welle in negativer Richtung, das heißt, das Wellental ist der tiefste Punkt der Welle.
Das Wellental ist also der Punkt gegenüber dem Wellenkamm. Der Wellenkamm ist der höchste Punkt der Welle, während das Wellental der tiefste Punkt der Welle ist.
Zyklus einer Welle
Der Zyklus einer Welle ist der kleinste Teil einer Welle, der sich wiederholt, das heißt, ein Zyklus einer Welle ist der Weg einer Welle von einem Punkt zum nächsten äquivalenten Punkt. Der Zyklus einer Welle ist daher der Weg der Welle zwischen zwei aufeinanderfolgenden äquivalenten Punkten.
Der Zyklus einer Welle ist kein Wert, oder mit anderen Worten, der Zyklus einer Welle kann nicht berechnet werden, sondern wird im Wellendiagramm beobachtet.
Wellenlänge
Die Wellenlänge ist die Distanz, über die sich die Wellenform wiederholt, dh die Wellenlänge ist die Distanz zwischen zwei aufeinanderfolgenden äquivalenten Punkten. Daher ist die Wellenlänge die Entfernung, die die Welle während eines Zyklus oder einer Schwingung zurücklegt.
Beispielsweise ist die Wellenlänge der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzen oder der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tälern.
Periode einer Welle
Die Periode einer Welle ist die Zeit, die benötigt wird, um einen Zyklus oder eine Schwingung abzuschließen. Die Periode einer Welle ist also die Zeit, die zwischen zwei äquivalenten Punkten auf einer Welle vergeht.
Die Formel zur Berechnung der Periode einer Welle lautet:
Gold:
-
ist der Punkt.
-
ist die Kreisfrequenz oder Pulsation.
-
ist die Frequenz.
Frequenz einer Welle
Die Frequenz einer Welle ist eine Größe, die angibt, wie viele Schwingungen eine Welle pro Zeiteinheit ausführt. Mit anderen Worten: Die Frequenz einer Welle ist die Anzahl der Wellenzyklen pro Zeiteinheit.
Wenn sich beispielsweise eine Welle fünfmal pro Sekunde wiederholt, bedeutet dies, dass die Frequenz dieser Welle fünf Zyklen pro Sekunde beträgt. Diese Welle hat daher eine Frequenz von 5 Hz (Hertz).
Die Formel zur Berechnung der Frequenz einer Welle lautet:
Gold:
-
ist die Frequenz.
-
ist der Punkt.
-
ist die Kreisfrequenz oder Pulsation.
Winkelfrequenz einer Welle
Die Winkelfrequenz , auch Pulsation genannt, ist die Geschwindigkeit, mit der eine Welle schwingt. Je größer also der Wert der Kreisfrequenz ist, desto mehr Schwingungen wird die Welle im gleichen Zeitintervall ausführen.
Die Einheit der Winkelfrequenz im Internationalen Einheitensystem (SI) ist das Bogenmaß geteilt pro Sekunde (rad/s).
Die Formel für die Kreisfrequenz lautet:
Gold:
-
ist die Kreisfrequenz oder Pulsation.
-
ist der Punkt.
-
ist die Frequenz.
Wellenzahl
Die Wellenzahl ist eine Größe, die die Anzahl der Zyklen angibt, die die Welle pro Entfernungseinheit durchführt.
Die Wellenzahl ist gleich zwei pi dividiert durch die Wellenlänge, daher lautet die Formel zur Berechnung der Wellenzahl:
Gold:
-
ist die Wellenzahl.
-
ist die Wellenlänge.
Die Wellenzahl wird im Bogenmaß geteilt durch Längeneinheiten ausgedrückt. Daher ist im Internationalen System (SI) die Einheit der Wellenzahl das Bogenmaß geteilt durch das Meter (rad/m).
Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich eine Welle ausbreitet, d. h. die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich eine Welle vorwärts bewegt. Somit ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle das Verhältnis zwischen dem Raum, den sie durchquert, und der Zeit, die sie für ihre Ausbreitung benötigt.
Die Formel für die Ausbreitungsgeschwindigkeit lautet daher wie folgt:
Gold:
-
ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle.
-
ist die Wellenlänge.
-
ist der Punkt.
-
ist die Frequenz.