Wovon kann die Geschwindigkeit einer Welle generell abhängen? 1) Von der Art der Welle, 2) von der Beschaffenheit des Mediums, 3) von der Schwingungsart der Welle und 4) von der Wellenlänge. Diese Kriterien treffen allerdings nicht immer alle gleichzeitig zu! Sehen wir uns exemplarisch ein paar Beispiele an.
1) Die Wellengeschwindigkeit hängt von der Art der Welle ab. Die Lichtgeschwindigkeit c ist die Obergrenze aller Geschwindigkeiten im Universum. Licht, Funksignale und Gravitationswellen können nicht schneller sein. Wäre die Sonne in diesem Moment weg, dann würdest du das Verschwinden des Lichts und der Gravitation erst in 8 Minuten merken (F15).
2) Die Wellengeschwindigkeit hängt von der Beschaffenheit des Mediums ab. Schallwellen haben zum Beispiel in der Luft rund 340 m/s, in Wasser 1500 m/s und in Stahl fast 6000 m/s. Aber auch in der Luft sind Schallwellen nicht immer gleich schnell, sondern v hängt von der Lufttemperatur ab (Abb. 15.17). Über den Daumen kann man aber sagen, dass die Schallgeschwindigkeit bei normalen Temperaturen rund 1/3 km/s beträgt. Daher muss man die Sekunden zwischen Blitz und Donner durch 3 dividieren, damit man die Blitzentfernung in Kilometern erhält (F14).
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3) In Festkörpern hängt die Wellengeschwindigkeit von der Schwingungsrichtung der Welle ab. Longitudi-nalwellen breiten sich in ein und demselben Festkörper schneller aus als Transversalwellen. Deshalb sind die P-Wellen eines Erdbebens schneller als die S-Wellen. Das nutzen die Menschen aus, um die Entfernung eines Erdbebens zu messen, und der Sandskorpion die Entfernung zu seinem Abendessen.
4) Die Wellengeschwindigkeit kann von der Wellenlänge abhängen. Das bezeichnet man in der Physik als Dispersion. Diese tritt zum Beispiel bei Tiefwasserwellen auf (Infobox Wasserwellen - etwas genauer). Je größer die Wellenlänge, desto größer die Geschwindigkeit. Das kannst du sehr schön sehen, wenn du einen Stein ins Wasser wirfst (F12). Es entsteht zunächst ein schmaler Wellenring um die Einschlagstelle. Dieser besteht aber aus überlagerten Wellen mit verschiedenen Wellenlängen und wird daher mit der Zeit immer breiter (folgende Abb.). Die größte Rolle spielt die Dispersion bei der Aufspaltung des weißen Lichts in seine Spektralfarben .
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