Dieser Artikel erklärt, was zweidimensionale Wellen in der Physik sind und welche Eigenschaften sie haben. Ebenso wird die Gleichung einer zweidimensionalen Welle gezeigt und schließlich können Sie sehen, welche verschiedenen Arten von Wellen es gibt.
Was ist eine zweidimensionale Welle?
Eine zweidimensionale Welle , auch Oberflächenwelle genannt, ist eine Welle, die sich in zwei Dimensionen ausbreitet. Mit anderen Worten: Zweidimensionale Wellen breiten sich über eine Oberfläche aus.
Beispielsweise ist die Welle, die entsteht, wenn man einen Stein in ein Wasserbecken wirft, eine zweidimensionale Welle. Die Welle, die sich auf der Wasseroberfläche ausbreitet, breitet sich in zwei Dimensionen aus, es handelt sich also um eine zweidimensionale Welle.
Kurz gesagt breiten sich zweidimensionale Wellen in einer Ebene aus, weshalb sie auch ebene Wellen genannt werden.
Eigenschaften zweidimensionaler Wellen
Zweidimensionale Wellen haben folgende Eigenschaften:
- Amplitude (A) : ist der Abstand senkrecht zur Ebene, um den sich die zweidimensionale Welle zwischen der maximalen Dehnung und ihrem Durchschnittswert ausbreitet.
- Periode (T) : Dies 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 ausführt.
- Winkelfrequenz oder Pulsation (ω) : Dies ist die Geschwindigkeit, mit der die Welle Schwingungen ausführt.
- Ausbreitungsgeschwindigkeit (v) : ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Welle ausbreitet.
Gleichung einer zweidimensionalen Welle
Eine zweidimensionale Welle breitet sich durch eine Ebene aus, schwingt jedoch in der Richtung senkrecht zu der Ebene, durch die sie sich ausbreitet. Somit ermöglicht die Gleichung einer zweidimensionalen Welle, die Ausdehnung ihrer Schwingungen aus Koordinaten und einem Zeitpunkt zu berechnen.
Die Gleichung für eine zweidimensionale Welle lautet z(x,y,t) = A sin(k 1 x + k 2 y – ω t + φ 0 ).
Gold:
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ist die Ausdehnung der zweidimensionalen Welle.
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ist der Abstand auf der OX- bzw. OY-Achse vom Ursprung der Welle zum Untersuchungspunkt.
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ist die Amplitude der zweidimensionalen Welle.
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sind die X- und Y-Koordinaten des Wellenvektors.
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ist die Kreisfrequenz oder Pulsation.
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ist der Moment der Zeit.
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ist die Anfangsphase der Welle.
Andere Arten von Wellen
Neben eindimensionalen Wellen gibt es in der Physik zwei weitere Arten von Wellen, abhängig von den Dimensionen, durch die sie sich ausbreiten, nämlich:
- Eindimensionale Welle : Wellentyp, der sich in einer einzigen Dimension, also in einer einzigen Richtung, ausbreitet.
- Dreidimensionale Welle : Eine Art Welle, die sich dreidimensional ausbreitet, also in alle Richtungen ausdehnt.