harmonische Wellen 

Harmonische Wellen spielen eine wichtige Rolle beim MedAT, da sie sehr einfach zu verstehen sind und den harmonischen Schwingungen sehr ähnlich sind. Erfahre hier also, worauf du achten solltest.

Grundlegende Begriffe

Definition und Formel

Harmonische Wellen sind periodische Wellen, die sich durch eine regelmäßige Sinus- oder Kosinusfunktion beschreiben lassen. Die allgemeine Form einer harmonischen Welle kann durch die Gleichung $y(x, t) = A \cdot \sin(k \cdot x \; – \; \omega \cdot t + \varphi)$ beschrieben werden. 

Dabei steht $y(x,t)$ für die Auslenkung der Welle an der Position $x$ und zur Zeit $t$, $A$ für die Amplitude, $k$ für die Wellenzahl, $\omega$ für die Kreisfrequenz und $\varphi$ für die Phasenverschiebung.

Beispiele

• Schallwellen: Harmonische Schallwellen sind die Grundlage für die Töne, die wir hören. Ein reiner Ton kann als harmonische Welle beschrieben werden.
• Lichtwellen: Das Licht einer bestimmten Farbe kann als harmonische Welle betrachtet werden.

Welle vs. Schwingung

Der Unterschied zwischen Wellen und Schwingungen besteht darin, dass eine Schwingung eine zeitliche Bewegung eines Punktes um einen Gleichgewichtszustand ist, während eine Welle eine räumliche Ausbreitung einer Schwingung darstellt. Eine Welle ist also eine fortschreitende Schwingung, welche Energie von einem Punkt zum anderen überträgt.

Wie hängen diese Begriffe zusammen?

Harmonische Schwingungen bilden die Grundlage für harmonische Wellen. Wenn ein Punkt schwingt, erzeugt er eine Störung, die sich als Welle ausbreitet. Die mathematische Beschreibung einer harmonischen Welle basiert auf der gleichen Sinusfunktion wie die einer harmonischen Schwingung, jedoch erweitert um die räumliche Komponente. Somit sind Schwingung und Welle eng miteinander verknüpft und beschreiben unterschiedliche Aspekte des gleichen physikalischen Phänomens.

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