Sophie macht die Welle

Wie jedes Kind springt Sophie mit Freude in Pfützen. Dabei entstehen Kreiswellen im Wasser. Bei jedem Hüpfer verdrängen Sophies Stiefel Wasser. Es bilden sich Wellentäler und -berge. Den Abstand zweier benachbarter Wellenberge nennt man Wellenlänge (λ). Je schneller Sophie hüpft, desto kürzer die Wellenlänge und desto höher die Frequenz (f), mit der die Wellen entstehen.

Genaugenommen springt Sophie mit beiden Füßen in die Pfütze. Sie erzeugt mehrere Wellen gleichzeitig, die sich überlagern. Deren Berge und Täler verstärken sich oder schwächen sich ab: sie interferieren.

Mit Wellen lassen sich viele Phänomene in der Natur beschreiben: Licht ist eine elektromagnetische Welle, deren Frequenz bzw. Wellenlänge die unterschiedlichen Farben ergibt. Elektromagnetische Wellen kann man technisch Anwenden, um z.B. Röntgenaufnahmen zu machen, Radiosignale zu übertragen oder Handys mit Telefonmasten ohne Kabel zu verbinden. Durch Schallwellen in der Luft lassen sich Töne wie Musik oder Sprache übertragen. Bringt man ein Seil oder eine Membran zum Schwingen, können diese Bewegungen nachgewiesen und weiterverarbeitet werden. So funktioniert z.B. unser Ohr oder ein Mikrofon.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit (v Welle ) solcher Wellen berechnet man mit folgender Formel:

v Welle = f · λ

Wenn man statt Luft z.B. ein leichtes Gas wie Helium einatmet, wird die Schallgeschwindigkeit zu, so dass Ihr bei gleicher Wellenlänge mit einer höheren Frequenz redet, Ihr klingt wie Mickey Mouse. Habt Ihr das schonmal ausprobiert?