Test
Stehende Wellen – Interaktive Lernkarten
Entstehung · Diagramme · Technische Anwendungen
1. Lernkarten – Grundlagen
Was ist eine stehende Welle?
Eine stehende Welle entsteht durch die Überlagerung zweier gleich großer, entgegengesetzt laufender Wellen.
Knoten
Ein Knoten ist ein Punkt, der sich bei einer stehenden Welle niemals auslenkt.
Bäuche
Bäuche sind die Punkte mit der größten Auslenkung.
Wellenlänge
Der Abstand zweier benachbarter Knoten entspricht λ/2.
2. Kartei – Definition & Entstehung (Animation)
Definition
Eine stehende Welle ist ein Schwingungsmuster, das durch die Überlagerung zweier gleich großer, entgegengesetzt laufender Wellen entsteht. Bestimmte Punkte (Knoten) bleiben dabei dauerhaft in Ruhe.
Entstehung
Eine laufende Welle wird an einem festen Ende reflektiert. Die hinlaufende und die zurücklaufende Welle überlagern sich und bilden ein festes Schwingungsmuster.
Blaue Welle
Laufende Welle nach rechts.
Rote Welle
Laufende Welle nach links (Reflexion).
Überlagerung
Aus beiden entsteht eine stehende Welle mit festen Knoten.
3. Interaktive Simulation
Beobachtung
Knoten bleiben ständig an derselben Stelle, nur die Bäuche schwingen.
Zusammenhang
Erhöht man die Frequenz, rücken die Knoten näher zusammen (λ wird kleiner).
4. Seil-Experiment (Selbstversuch)
Aufbau
Langes Seil zwischen zwei Personen spannen.
Bewegung
Eine gleichmäßige Auf- und Abbewegung erzeugen.
Beobachtung
Es bilden sich feste Knoten und schwingende Bäuche.
Messung
Knotenabstand messen → λ = 2 · Abstand.
5. Lernkarten – Technische Anwendungen
Musikinstrumente
Tonhöhe hängt von der Anzahl der Knoten auf der Saite ab.
Mikrowellenherd
Stehende Felder erzeugen warme und kalte Stellen.
Antennen
Stehwellen beeinflussen die Leistungsübertragung.
Brücken & Maschinen
Resonanzen können gefährliche Schwingungen erzeugen.
Lasertechnik
Licht bildet stehende Wellen zwischen zwei Spiegeln.
6. Mini-Quiz
Der Abstand zweier benachbarter Knoten entspricht …