Inhalt

• Mechanische Wellen
• Kompressionswellen
• Interferenz
• Stoßwellen

Die Wellen können zwei Grundformen haben: transversal mit vertikaler und longitudinaler Bewegung oder Materialkompression. Die Transversalwellen sind wie die Wellen des Meeres oder die Schwingungen an der Saite eines Klaviers: Sie können ihre Bewegung leicht sehen. Im Vergleich dazu sind Kompressionswellen unsichtbare abwechselnde Schichten komprimierter und verdünnter Moleküle. Schall- und Stoßwellen breiten sich auf diese Weise aus.

Mechanische Wellen

Kompressionswellen können sich durch irgendeine Art von Materialmedium wie Luft, Wasser oder Stahl ausbreiten. Das Vakuum kann keine Kompressionswellen tragen, da es keine Substanz gibt, die die Energie leitet. Die Abhängigkeit vom Medium bedeutet, dass es sich um mechanische Wellen handelt und das Medium seine Geschwindigkeit bestimmt. Die Schallgeschwindigkeit in der Luft beträgt beispielsweise 346 m pro Sekunde. Ein dichtes Material wie Stahl leitet Schall mit 6.100 m pro Sekunde.

Kompressionswellen

Wenn Sie eine Kompressionswelle sehen könnten, die sich durch die Luft bewegt, würden Sie einen Bereich komprimierter Moleküle in der Richtung sehen, aus der sich die Welle ausbreitet. Die Moleküle werden nach einem maximalen Kompressionspunkt zunehmend verdünnt, bis Sie einen Bereich mit niedrigerem Druck und weniger Luftmolekülen sehen. Die Luft wird nach diesem Punkt zunehmend dichter, bis sie wieder die maximale Kompression erreicht. Der Abstand zwischen den maximalen Kompressions- und Verdünnungspunkten ist eine Wellenlänge. Wenn die Frequenz einer Welle zunimmt, nimmt ihre Länge ab.

Interferenz

Zwei oder mehr Wellen, die denselben Punkt in einem Medium kreuzen, stören sich gegenseitig. Sie können diesen Effekt sehen, indem Sie zwei Steine ​​mit stillem Wasser in einen See werfen. Die Wellen breiten sich aus und überlappen sich. Gleiches gilt für Kompressionswellen. Wenn ein Komprimierungspunkt auf einen Verdünnungspunkt trifft, heben sich die beiden gegenseitig auf. Wenn sich zwei Kompressionspunkte treffen, verstärken sie sich gegenseitig und erzeugen einen Punkt mit doppeltem Druck.

Stoßwellen

Ein Strahl, der sich schneller als mit Schallgeschwindigkeit durch die Luft bewegt, erzeugt eine Schallexplosion. Während der Jet voranschreitet, "stapeln" sich Luftmoleküle davor wie Erde vor einem Bagger. Die komprimierten und verdünnten Luftschichten bewegen sich nicht gerade wie beim Schall. Die Stoßwelle bildet mit der Spitze vor dem Strahl einen Kegel, und die Kompressionswellen bewegen sich in zunehmenden Kreisen rückwärts.