Die Wellenstruktur der Materie

Zusammenfassung

Der Grundvorgang jeder Wellenerscheinung besteht in der Vermittlung des Schwingungszustandes des einzelnen Teilchens durch elastische Kräfte an die Nachbarteilchen in Gestalt einer sogenannten „Elementarwelle“ (Huygenssches Prinzip, 1690). Letztere ergeben in ihrer Gesamtheit als „Einhüllende” die in dem elastischen Mittel fortschreitende Wellenfront. Schon beim Zustandekommen einer einfachen, flächenhaft oder räumlich sich ausbreitenden Welle spielt eine Erscheinung, die man als Überlagerung (Interferenz) bezeichnet, die entscheidende Rolle. Sie besteht im wesentlichen darin, daß sich die Verschiebungen, die ein Teilchen (aus verschiedenen Ursachen) gleichzeitig ausführen soll, vektoriell (nach der Parallelogrammregel) zusammensetzen lassen. Dadurch erscheint es möglich, daß in einem ausgedehnten Mittel an gewissen Stellen lebhafteste Bewegung (Verstärkung), an anderen Stellen dagegen Ruhe (Aaslöschung) eintritt. Die Überlagerung von zwei Kreiswellensystemen auf einer Wasseroberfläche, die durch gleichzeitiges Eintauchen zweier Holzkugeln erregt wurden, zeigt in sehr schöner Weise Abb. 87. Wir erkennen in ihr deutlich die durch stellenweise Auslöschung bzw. Verstärkung der Bewegung entstehenden Hyperbelscharen. Abb. 88 erläutert den Hindurchtritt einer geraden Wellenfront durch eine Reihe gleich weit entfernter Öffnungen (Gitter)gleichfalls auf einer Wasseroberfläche. Auch die Ausbreitung von Wellen in der Luft (Schallwellen) kann sichtbar gemacht werden; man bedient sich dazu der Töplersehen Schlierenmethode, bei der die durch die Wellenbewegung auftretenden Dichteveränderungen der Luft im Lichtbild festgehalten werden. Abb. 89 zeigt die Wellenfront („Machsche Welle“) eines mit Überschallgeschwindigkeit fliegenden Geschosses, deren Zustandekommen durch Überlagerung von Kugelwellen nach dem Huygensschen Prinzip Abb. 90 veranschaulicht, die den Durchtritt des Geschosses durch eine mit seitlichen Öffnungen versehene Dose zur Darstellung bringt.