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Eine Ente auf dem Teich

  • Wolfgang Bürger

Zusammenfassung

Wellen auf der Oberfläche des Wassers sind von ganz anderer Art als Wellen in elastischen Körpern, zum Beispiel Verdichtungswellen in der Luft, die wir in einem großen Frequenzbereich als Schall wahrnehmen. Wasser läßt sich nur schwer zusammendrücken, aber mühelos verformen. Wenn wir darin rühren, kehren die Teile des Wassers nicht an ihre ursprünglichen Orte zurück. Das ist gut so. Wie könnten wir sonst Flüssigkeiten mischen, zum Beispiel die Milch im Kaffee verrühren? Schwingungen der Wasseroberfläche, wie sie durch einen geworfenen Stein ausgelöst werden, bleiben nicht in der Umgebung der Entstehungsstelle, sondern breiten sich im Zusammenspiel von Trägheit und Schwere des Wassers wellenartig über die Oberfläche aus: als Schwerewellen. Die Wellenbewegung ist außer in der unmittelbaren Umgebung des Steines nur bis zu geringer Tiefe im Wasser spürbar, und das Wasser strömt als unzusammendrückbares Fluid alles andere als «wellenartig». Seine Eigenschaften zwingen es, überall und augenblicklich den Hebungen und Senkungen der Oberfläche bzw. den durch sie verursachten Druckschwankungen zu folgen. Der verwickelte Zusammenhang zwischen Wasserströmung und Wellenausbreitung läßt sich nur mit verhältnismäßig großem mathematischem Aufwand erklären. Glücklicherweise steckt aber alle nötige Information zur Beschreibung der Kinematik des Wellenfeldes in hinreichend großem Abstand von seinem Ursprung in einem einzigen Gesetz, dem Dispersionsgesetz der Wellen. Darunter versteht man den Zusammenhang zwischen der Wellenlänge λ (oder Wellenzahl k) einer Welle und ihrer Phasengeschwindigkeit, mit der sich ausgezeichnete Stellen der Welle (zum Beispiel Wellenberge) fortbewegen. Um das Dispersionsgesetz formulieren zu können, müssen wir ein paar Begriffe vorausschicken.

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Copyright information

© Springer Basel AG 1998

Authors and Affiliations

  • Wolfgang Bürger

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