Quer- vs. Längswellen
Transversalwellen und Longitudinalwellen sind die beiden Hauptarten der Wellenausbreitung. Diese beiden Konzepte sind äußerst wichtig und besonders nützlich, um viele Phänomene im Zusammenhang mit der Wellenmechanik zu erklären. In diesem Artikel werden wir Transversalwelle mit Longitudinalwelle vergleichen und ihre Definitionen, Ähnlichkeiten und schließlich ihre Unterschiede diskutieren.
Was ist Transversalwelle?
Bei Wellen und Vibrationen ist das Konzept der Transversalwellen ein Eckpfeiler. Die Querwelle ist eine der beiden Grundformen von Wellen. Um eine Transversalwelle zu verstehen, ist ein grundlegendes Verständnis der Wellenmechanik erforderlich. Eine Welle ist eine Methode der Energieübertragung. Wenn sich die Welle durch den Raum ausbreitet, wird auch die Energie, die sie trägt, ausgebreitet. Diese Energie bringt die Teilchen auf dem Weg zum Schwingen. Mit anderen Worten, die Energie breitet sich durch die Schwingung von Teilchen aus. Bei Transversalwellen schwingen Teilchen senkrecht zur Wellenbewegungsrichtung. Es ist zu beachten, dass sich Partikel nicht einmal geringfügig in Ausbreitungsrichtung bewegen. Bei einer Sinuswelle schwingen die Teilchen in einer einfachen harmonischen Bewegung. Bei jeder Welle ist die größte Verschiebung des Teilchens vom Gleichgewichtspunkt gleich der Amplitude der Welle und proportional zu der von der Welle getragenen Energie. Wellen wie Lichtwellen und andere elektromagnetische Wellen sind transversal. Normale Lichtwellen haben Schwingungen in jeder Richtung senkrecht zur Ausbreitung. Ein planar polarisierter Strahl würde nur in einer Richtung schwingen.
Was ist eine Longitudinalwelle?
Längswelle ist die andere Hauptart von Wellen, die in der Natur vorkommen. Für Longitudinalwellen gelten die gleichen Prinzipien der Wellendynamik. Bei einer Longitudinalwelle verlaufen die Schwingungen der Teilchen parallel zur Ausbreitungsrichtung. Das bedeutet nicht, dass sich die Teilchen mit der Welle bewegen. Die Teilchen schwingen nur um einen festen Gleichgewichtspunkt im Raum. Da die Schwingungen parallel zur Bewegung verlaufen, entsteht eine Druckdifferenz. Eine Longitudinalwelle kann auch als Druckwelle betrachtet werden, da die Energie durch Druck übertragen wird. Zu beachten ist, dass die Longitudinalwellen im Gegensatz zu den Transversalwellen nur eine Schwingungsrichtung haben. Die maximale Verschiebung vom Gleichgewichtspunkt ist gleich der Amplitude der Welle und proportional zur Energie der Welle. Schallwellen sind das beste Beispiel für Longitudinalwellen. Der Druckunterschied zwischen der Innenseite unseres Ohrs und der Außenseite variiert aufgrund von Druckschwankungen, die durch die Schallwelle erzeugt werden. Dies bewirkt, dass die Membran des Ohrs schwingt, was dann von den geräuschempfindlichen Neuronen erfasst wird.
Was ist der Unterschied zwischen Longitudinalwellen und Transversalwellen?
• Transversalwellen erzeugen Schwingungen, die normal zur Ausbreitungsrichtung sind, aber die Longitudinalwellen erzeugen Schwingungen, die parallel zur Ausbreitung der Welle sind.
• Transversalwellen haben Schwingungen in viele verschiedene Richtungen, aber Longitudinalwellen haben Schwingungen nur in eine Richtung.
• Natürliche Ozeanwellen entstehen durch Überlagerung von Längs- und Querwellen.
