← Übersicht
Physik-LK · Skript 2 · Wellen

Wellenwanne: Interferenz zweier Erreger

Zwei Stifte S1 und S2 tauchen im Abstand d im gleichen Takt ins Wasser. Ihre Kreiswellen überlagern sich. Ob in einem Punkt P Verstärkung oder Auslöschung herrscht, entscheidet der Gangunterschied Δs = |S2P − S1P|: Verstärkung bei Δs = k · λ, Auslöschung bei Δs = (k + 12) · λ.

So gehst du vor

  1. 1Stelle Frequenz und Erregerabstand d ein.
  2. 2Ziehe den Punkt P (weißer Kreis) mit dem Finger über das Wasser. Unter dem Bild stehen S1P, S2P, Δs und die Amplitude in P.
  3. 3Suche Stellen größter Verstärkung (Sonde etwa 2) und tippe dort „Δs in Tabelle“.
  4. 4Zur Kontrolle „Linien der Verstärkung und Auslöschung“ einblenden.
  5. 5Die Auswertung der Tabelle liefert Wellenlänge und Ausbreitungsgeschwindigkeit.

Den Punkt P (weißer Kreis) mit dem Finger oder der Maus verschieben. Ausschnitt 32 cm × 20 cm, Wellen laufen mit 25 cm je Sekunde.

S₁P
14,0 cm
S₂P
11,7 cm
Δs
2,3 cm
Sonde in P
1,73

Frequenz f

10,0 Hz
Wellenlänge λ = cf = 2,50 cm

Erregerabstand d

6,0 cm

Erreger schwingen

Darstellung

Weiße Linien: Verstärkung, gepunktet dunkel: Auslöschung. Die Sonde zeigt die Amplitude in P, bezogen auf eine einzelne Welle in 10 cm Abstand (Verstärkung ≈ 2, Auslöschung ≈ 0).

Wellenlänge aus dem Gangunterschied: Δs über k

P nacheinander auf die Verstärkungslinien k = 0, 1, 2, … schieben (ohne die eingezeichneten Linien: Sonde auf größten Wert bringen) und übernehmen.

Nr.Ordnung kGangunterschied Δs in cm
01234012345k Δs in cm

Aufträge

  1. Schiebe P auf die Mittelsenkrechte von S1S2. Welcher Gangunterschied, welche Amplitude? Was ändert sich bei gegenphasigen Erregern?
  2. Suche ohne eingezeichnete Linien mit der Sonde drei Stellen maximaler Verstärkung und drei Stellen der Auslöschung. Prüfe jeweils Δs mit den Bedingungen aus dem Skript.
  3. Bestimme mit der Tabelle die Wellenlänge und die Ausbreitungsgeschwindigkeit.
  4. Wie viele Verstärkungslinien gibt es bei d = 6 cm und f = 10 Hz? Begründe mit Δs ≤ d und prüfe mit den eingezeichneten Linien.
  5. Verdopple die Frequenz. Was passiert mit dem Muster? Erkläre.
  6. Vergleiche Momentbild und Amplitudenbild: Was sieht man in welchem Bild, was entspricht dem, was das Auge in der echten Wellenwanne wahrnimmt?

Theorie: Wellen-Skript, Abschnitte „Interferenz zweier Erreger“, „Wie viele Maxima gibt es?“ und „Die Amplitude an einem beliebigen Punkt“.

Üben in Minærva Noctua

Fragen und Aufgaben zu den passenden Abschnitten im Skript: