Reflexion am losen & festen Ende

Wenn eine Welle auf eine Grenzfläche trifft, dann wird sie von dieser zurückgeworfen (reflektiert).


Festes und loses Ende

Man unterscheidet dabei zwei Arten von Reflexionen:

Reflexion am Festen Ende

  • Der letzte Punkt der Welle ist nicht beweglich.
  • Das Ende der Welle schwingt nicht mit, sondern bleibt immer an einer festen Stelle.
  • Ein Wellenberg wird als Wellental reflektiert!
  • Es findet eine Phasenumkehr statt. Das heißt die reflektierte Welle ist genau um eine Halbe Wellenlänge zur ankommenden Welle verschoben. Also um genau den Wert π.

Reflexion am Losen Ende

  • Der letzte Punkt der Welle ist frei beweglich.
  • Das Ende der Welle schwingt mit.
  • Ein Wellenberg wird wieder als Wellenberg reflektiert.
  • Es findet keine Phasenumkehr statt.

Konstruktion der zurückgeworfenen Welle

Beim festen Ende

  1. Die hinlaufende Welle (orange) trifft auf eine Grenzfläche.

  2. Die Welle wird weiter gezeichnet als würde die Grenze nicht existieren (grün).

  3. Aufgrund der Phasenumkehr wird die Welle an der X-Achse gespiegelt (grau).

  4. Dann wird der graue Teil an der Y-Achse gespiegelt und ergibt die rücklaufende Welle (blau).

Die hinlaufende Welle entlang der X-Achse trifft auf eine Grenzfläche. Dort wird die Welle weiter gezeichne als würde die Grenze nicht existieren. Aufgrund der Phasenumkehr wird die Welle an der X-Achse gespiegelt.  
Dann wird der gespiegelte Teil nochmal an der Y-Achse gespiegelt und ergibt die rücklaufende Welle.

Beim losen Ende

  1. Die hinlaufende Welle (orange) trifft auf eine Grenzfläche.

  2. Die Welle wird weiter gezeichnet als würde die Grenze nicht existieren (grün).

  3. Es findet keine Phasenumkehr statt.

  4. Der grüne Teil wird an der Y-Achse gespiegelt und ergibt die rücklaufende Welle (blau).

Die hinlaufende Welle entlang der X-Achse trifft auf eine Grenzfläche. Dort wird die Welle weiter gezeichne als würde die Grenze nicht existieren. Dann wird der weitergezeichnete Teil einfach an der Y-Achse gespiegelt und ergibt die rücklaufende Welle.

Beispiele

Quizfrage 1

Was passiert wenn eine Welle auf ein festes Ende trifft? Wähle die zutreffenden Antworten aus:

A: Die Welle wird gestoppt.

B: Es findet eine Phasenumkehr statt und ein Wellenberg wird als Wellental reflektiert.

C: Der letzte Punkt der Welle schwingt nicht mit.

D: Der Wellenberg wird als Wellenberg reflektiert, da das Ende fest ist und sich nicht bewegen kann.

Lösung

Antwort B und C sind richtig.

Quizfrage 2

Wann findet eine Phasenumkehr statt? Wähle die zutreffenden Antworten aus:

A: Es findet eine Phasenumkehr statt, wenn eine Welle am festen Ende reflektiert wird.

B: Es findet eine Phasenumkehr statt, wenn die reflektierte Welle genau um eine halbe Wellenlänge zur ankommenden Welle verschoben ist.

C: Es findet eine Phasenumkehr statt, wenn ein Wellenberg als Wellenberg reflektiert wird.

Lösung

Antwort A und B sind richtig.

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