Arten von Wellen

Maria und Sofia packen für einen Sommerurlaub am Strand. Ich kann es kaum erwarten, meine Füße im Meer zu baden und die Wellen zu spüren. Es macht so viel Spaß, in den Wellen zu schwimmen! Weißt du, es gibt andere Arten von Wellen, neben den Wellen im Meer. Was?!

Du hast gerade ein spiralförmiges Spielzeug eingepackt, Sofia, nimm es und lass uns ein Experiment machen! Haltet jeweils ein Ende der Spirale fest. Nun Maria, halte es fest, und Sofia, fang an, das Ende des Spielzeugs auf und ab zu bewegen. Wow, das sieht fast aus wie eine Meereswelle! Wenn Sofia an der Spirale wackelt, bewegt sie sich nach oben, und bildet eine U-Form.

Dann scheint sich diese U-Form auf Maria zuzubewegen, wie eine Wasserwelle. Aber wenn du dir die Spirale genau ansiehst, bewegen die einzelnen Windungen der Spule sich nicht wirklich auf Maria zu. Stattdessen bewegt sich jede von ihnen nur auf und ab, im rechten Winkel zur Wellenbewegung. Diese Art von Welle nennen wir Querwelle. Lass uns jetzt etwas anderes versuchen.

Lege die Spirale auf den Tisch, aber haltet sie an jedem Ende fest. Dann, Maria, bewege deinen Arm hin und her. Achte darauf, was mit dem spiralförmigen Spielzeug passiert. Es gibt Teile, die näher beieinander liegen und Teile, die sich mehr ausdehnen. Dieses Muster wiederholt sich bis zum Ende von Sofias Spielzeug.

Ihr habt gerade eine andere Art von Welle erstellt! Aber sie sieht überhaupt nicht wie eine Meereswelle aus! Nicht alle Wellen sehen aus wie Meereswellen oder Querwellen. Diese Bewegung bewirkt, dass das Spielzeug Bereiche mit höherem Druck hat – wo die Spirale komprimierter aussieht, und Bereiche mit niedrigerem Druck – wo die Spirale gestreckter aussieht. Betrachte nun eine einzelne Windung der Spule!

Sie bewegt sich nicht wie vorher auf und ab. Stattdessen bewegt sie sich in die gleiche Richtung wie die Bewegung – rückwärts und vorwärts. Diese Art von Welle ist eine Längswelle. Schall ist ein weiteres Beispiel für eine Längswelle. Alle Wellen werden durch eine Störung erzeugt was bewirkt, dass sich Energie vom Ort der Störung ausbreitet.

Zum Beispiel, wenn du einen Stein ins Meer wirfst, erzeugt er dann an diesem Punkt eine Störung, die sich dann als Welle nach außen ausbreitet. Oder der Wind kann so auf die Meeresoberfläche drücken, dass Wellen entstehen. Aber denk daran: Während es so aussieht, als würden die Dinge vorwärts, rückwärts, hoch oder runter geschoben werden, ist das eigentlich nicht der Fall. Stattdessen bewegen sich die Dinge einfach auf oder ab wie in einer Querwelle, oder hin und her wie bei einer Längswelle. Wenn die Störung endet, kehren sie in ihre Ausgangsposition zurück wie die Spule bei dem Spielzeug.

Einige Wellen, wie die, die Maria und Sofia gerade demonstriert haben, brauchen etwas, dass sie durchqueren können, – ein Medium – wie Flüssigkeit, Gas oder einen Feststoff. Wir nennen diese mechanische Wellen. Aber es gibt auch Wellen die kein Medium brauchen, um sich zu bewegen – sie können sich auch in einem Vakuum ausbreiten. Diese Wellen sind Störungen in elektrischen und magnetischen Feldern – wir nennen sie elektromagnetische Wellen. Licht ist ein Beispiel für eine elektromagnetische Welle, und so kann Licht von der Sonne durch Vakuum zur Erde reisen!

Alle elektromagnetischen Wellen sind auch Querwellen. Andere elektromagnetische Wellen sind Röntgenstrahlen, oft in der Medizin verwendet, und Mikrowellen, in einer Küchenmikrowelle! Okay Sofia, lass uns fertig packen. Ich kann die Meereswellen kaum erwarten. Und auch die Sonne winkt!