Transversale & Longitudinale Welle

Bei der Transversalwelle sind die Ausbreitungsrichtung und Schwingungsrichtung senkrecht zueinander.

Bei der Longitudinalwelle sind die Ausbreitungsrichtung und die Schwingungsrichtung parallel zueinander.


Man Unterscheidet zwischen zwei Arten mechanischer Wellen, die sich in ihrer Beziehung zwischen Ausbreitungsrichtung und Schwingungsrichtung unterscheiden:

Transversale Wellenausbreitung

\text{Ausbreitungsrichtung} \perp \text{Schwingungsrichtung}AusbreitungsrichtungSchwingungsrichtung\text{Ausbreitungsrichtung} \perp \text{Schwingungsrichtung}
Die Transversalwelle ist hier als eine Seilwelle dargestellt, die sind periodisch auf und ab bewegt. Die Schwingungsrichtung zeigt hier nach oben und nach unten, während die Ausbreitungsrichtung nach rechts zeigt.

Beispiele: Wasserwellen, Licht, Seilwellen

Longitudinale Wellenausbreitung

\text{Ausbreitungsrichtung} \parallel \text{Schwingungsrichtung}AusbreitungsrichtungSchwingungsrichtung\text{Ausbreitungsrichtung} \parallel \text{Schwingungsrichtung}
Eine Longitutinale Welle wird hier gezeigt mit vielen nebeneinander stehenden rohrförmig angeordneten Kreisen, die sich an bestimmten Stellen stauchen und an anderen dehnen.
 Die Schwingungsrichtung zeigt nach rechts und nach links und die Ausbreitungsrichtung nach rechts.

Longitudinalwellen sind Druckwellen. Die Teilchen des Mediums schwingen in Richtung der Ausbreitung um den Betrag der Amplitude hin und her und erzeugen verdichtete Bereiche mit hohem Druck und verdünnte Bereiche mit weniger Druck.

Beispiele : Schallwellen, Stauwellen

Vergleich der beiden Wellen

Longitudinalwellen sind schneller als Transversalwellen.
Zudem kann sich nur eine Longitudinalwelle in Flüssigkeiten und Gasen ausbreiten. Eine Transversalwelle kann dies nicht, da die Teilchen in diesen Medien nicht fest genug gekoppelt sind.

Dimension der Ausbreitungsrichtung

Wellen können sich eindimensional oder zweidimensional im Raum ausbreiten.

Die eine Welle breitet sich eindimensional aus was als gerade Wellenfronten dargestellt ist. Die Rechte Welle breitet sich von einem Punkt aus kreisförmig aus. Daher ist sie eine zweidimensionale Welle.

Beispiele

Ein- oder zweidimensional?

Kannst du diese Wellen richtig zuordnen? Wasserwellen am Strand, Wasserwellen bei Regentropfen, Licht, Erdbebenwellen, Seilwellen, Schallwellen, La Ola-Welle, Stauwellen... was sind eindimensionale und was sind zweidimensionale Wellen?

Lösung

Eindimensional:

  • Seilwellen
  • Wasserwelle am Strand
  • Stauwelle
  • La Ola-Welle

Zweidimensional:

  • Wasserwelle bei Regentropfen
  • Licht
  • Erdbebenwelle
  • Schallwelle

Longitudinal oder Transversal?

Ordne nun die oben genannten Wellen ein in Longitudinalwellen und Transversalwellen.

Lösung

Longitudinalwelle:

  • Schallwelle
  • Stauwelle
  • Erdbebenwelle

Transversalwelle:

  • Seilwelle
  • Wasserwelle am Strand
  • Wasserwelle bei Regentropfen
  • Licht
  • La Ola-Welle
  • Erdbebenwelle

Erdbeben

In deiner Nähe wird ein Erbeben registriert. Vom Epizentrum gehen Erdbebenwellen aus, und zwar beide Arten von Wellen. Die so genannten P-Wellen sind Longitudinalwellen und die S-Wellen sind Transversalwellen. Diese Wellen können sich über Hunderte von Kilometern ausbreiten. Welche Welle kommt zuerst bei dir an und warum?

Lösung

Die P-Wellen werden zuerst bei dir eintreffen. Longitudinalwellen sind schneller als Transversalwellen. Erst kurze Zeit später wird die S-Welle eintreffen. Das ist auch der Grund, warum Erdbeben in mehreren Wellen ankommen.

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