PHYSIK → Klasse 11 & 12 → Stehende Wellen

Einstieg

1. Reflexion am festen und losen Ende
   An der Wellenmaschine soll ein Störung auf ein fixiertes Ende und ein loses Ende treffen.
   
   1. Beschreibe deine Beobachtungen.
   2. Wie unterscheiden sich die reflektierten Wellen in ihrer Phase.
2. Stehende Wellen 1
   Ein elastisches Seil wird zwischen einem Motor und einem festen Ende gespannt. Der Motor soll zwischen zwei Auslenkungen mit der Frequenz \(f\) hin und her schwingen. Die Frequenz wird nach und nach verändert.
   
   1. Beschreibe deine Beobachtungen.
   2. Erkläre deine Beobachtungen mithilfe von Interferenz und der Reflektion der Welle am festen Ende.
   3. Warum spricht man von einer stehenden Wellen, was sind die Schwingungsknoten und Schwingungsbäuche?
   4. Bestätige, dass stehende Wellen hier nur unter der Bedingung \[L=\left(n-\frac{1}{2}\right)\frac{\lambda}{2},\] mit \(L\) dem Abstand zwischen Motor und festem Ende und \(n\in\mathbb{N}_+\), entstehen.
   5. Berechne die Wellenlänge Wellenlänge der am Morot erzeugten Welle mithilfe von \[\lambda_n=\frac{2L}{n-\frac{1}{2}},\] wobei \(n\) die Anzahl an Knoten und Bäuchen angibt.

Aufgaben

1. Kundtsches Rohr
   Untersuche das Phänomen der stehenden Wellen am Kundtschen Rohr.
   
2. Chladnysche Klangfiguren
   Auf einer rechteckigen Metallplatte wird Korkmehl verteilt. Anschließend wird die Platte mithilfe eines Geigenbogens zum Schwingen gebracht.
   1. Erkläre das Entstehen der Muster.