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Standort:

Lemgo, Lindenhaus

Handlungsanweisung:
Eine Welle breitet sich auf einer 10 Meter langen Schraubenfeder aus. Bewegen Sie die Feder. Was läuft weg, was bleibt an Ort und Stelle? Läuft die Welle schneller, wenn man sich anstrengt? Wie kehrt ein einzelner Wellenberg zurück? Kommt es vor, dass sich einige Stellen kaum bewegen?

Erklärung:

Mit diesem Experiment können grundsätzliche Eigenschaften von Wellen gezeigt werden, die auch in ganz anderen Bereichen auftreten (Schallwellen, Lichtwellen, Radiowellen). Bewegt man die ersten Federwindungen zur Seite, so folgen die nächsten Federteile zeitverzögert dieser Änderung. Damit beginnt eine Welle die Feder entlangzulaufen. Dabei wird kein Material, sondern nur Energie transportiert. Ähnlich breiten sich auch Schall und Licht aus, allerdings mit viel größerer Geschwindigkeit (340m/s bzw. 300000 km/s). Trifft die Federwelle am Ende auf die Wand, wird sie reflektiert. Beim Schall hören wir das Echo, beim Licht sehen wir die Refexion an einem Spiegel. Hin- und rücklaufende Wellenteile können sich verstärken oder auslöschen, wenn sie sich treffen. Durch geeignetet Anregung der Feder ist es möglich, die hinlaufende Welle und die zurücklaufende Welle zu einer stehenden Welle zu überlagern. In diesem Fall sind bestimmte Bereiche der Feder in Ruhe (Wellenknoten) und andere in heftiger Bewegung (Wellenbäuche). Diesen Effekt haben Sie sicher schon beim Radioempfang im Auto bemerkt. Wenn Sie vor einer roten Ampel anhalten und den Sender verrauscht hören, so befinden Sie sich in einem Wellenknoten. Wenn möglich fahren Sie einen Schritt vor und befinden sich in einem Wellenbauch mit entsprechend besserem Empfang. Auch eine schwingenden Saite stellt eine Welle dar und kann daher nur ganz bestimmte Frequenzen erzeugen (Grund- und Obertöne).

Alles klar?

Falls nicht, schicken Sie Ihre Frage per e-mail an: experimenta(at)hs-owl.de