Messung von Wellen

Wellen haben viele verschiedene Eigenschaften, von denen viele bei einem einfachen Experiment beobachtet und gemessen werden können. Du brauchst einen langen, schmalen Plastikbehälter, Wasser, ein Lineal, einen Stift, ein Blatt Papier, eine Stoppuhr und jemanden, mit dem du das Experiment durchführen kannst. Fülle als Erstes den Behälter bis zur Hälfte mit Wasser. Versuche dann, ein paar Wellen zu erzeugen, indem du den Behälter auf einer Seite vorsichtig hin und her bewegst. Du kannst sehen, dass sich die Wasseroberfläche bewegt – du hast gerade Wellen erzeugt!

Behalte ein gleichmäßiges Tempo beim Bewegen des Behälters bei, damit sich die Wellen nicht zu sehr verändern. Während du den Behälter bewegst, kann die andere Person messen, wie hoch die Wellen sind. Um das zu machen, muss sie nur ein Lineal in den Behälter halten und die Höhe des Wellenberges aufschreiben. Macht das ein paar Mal und rechnet den Durchschnitt aus. Die Höhe der Welle, die ihr gerade gemessen habt, ist ihre erste Eigenschaft – ihre Amplitude!

Messt dann den Abstand zwischen zwei Wellenbergen, die nebeneinander liegen, indem ihr das Lineal neben den Behälter haltet. Macht das mehrmals und rechnet dann den Durchschnitt aus. Ihr habt gerade eine weitere Eigenschaft der Welle gemessen! Dieser Abstand zwischen den zwei nächstgelegenen Wellenbergen ist die Wellenlänge der Welle. Die Wellenlänge wird meist in Metern gemessen oder in diesem Fall in Zentimetern – da der Behälter recht klein ist.

Markiert nun eine Stelle am Rand des Behälters. Stellt die Uhr auf 10 Sekunden ein und zählt, wie viele Wellenberge in diesen 10 Sekunden an dieser Stelle vorbeikommen. Macht das wieder mehrmals und rechnet dann den Durchschnitt aus. Um herauszufinden, wie viele Wellenberge die Stelle pro Sekunde durchlaufen, teilt den Durchschnitt durch 10. Ihr habt gerade eine weitere Eigenschaft der Welle gemessen und berechnet!

Die Anzahl der Wellenberge, die eine Stelle pro Sekunde durchlaufen, ist die Frequenz der Welle. Die Einheit der Frequenz ist Hertz. Mithilfe der Wellenlänge und der Frequenz, die ihr gerade gemessen habt, könnt ihr eine weitere Eigenschaft von Wellen berechnen. Wenn ihr die Wellenlänge mit der Frequenz multipliziert, erhaltet ihr die Geschwindigkeit der Welle!