Was ist eine stehende Welle?
Eine stehende Welle ist eine Welle, die an ihrem Platz zu vibrieren scheint, anstatt sich vorwärts zu bewegen. Es wird durch die Wechselwirkung zweier identischer Wellen verursacht, die sich in entgegengesetzten Richtungen entlang desselben Mediums bewegen. Die resultierenden Verschiebungen sind doppelt so groß wie diejenigen, die durch eine einzelne Welle verursacht werden. Sie bewegen sich nicht entlang des Mediums, sondern scheinen an festgelegten Punkten entlang der Linie zu bleiben.
Eine Welle ist eine Energiestörung, die sich entlang eines Mediums von einem Ort zum anderen bewegt. Viele Materialien können als Medien dienen. Wasser ist ein häufiges Beispiel, aber Wellen können sich auch durch Seile, Luft und viele andere Substanzen ausbreiten. Erdbeben werden durch seismische Wellen verursacht, die sich durch Schichten des Planeten bewegen.
Es ist wichtig anzumerken, dass es die Energie ist, die sich in einer Welle bewegt, nicht das Medium. Wenn zwei Personen in einer Turnhalle stehen und ein Seil zwischen sich halten, das ihnen beigebracht wurde, kann eine Person das Seil auf und ab bewegen, wodurch sich eine Welle durch das Springseil bewegt. Das Seil bewegt sich auf und ab oder von einer Seite zur anderen, aber es bewegt sich nicht quer durch das Fitnessstudio. Was transportiert wird, ist die Energie, nicht das Medium.
Eine stehende Welle entsteht, wenn sich Energie gleichzeitig in zwei Richtungen bewegt. Es ist, als würden beide, die das Seil halten, es gleichzeitig auf und ab bewegen. Die Energie wandert von jedem Ende zur gegenüberliegenden Seite. Wenn die von einer Seite kommende Energie auf die von der anderen Seite kommende Energie trifft, stören sie sich gegenseitig und verursachen eine stehende Welle.
Die Amplitude einer Welle ist der Abstand zwischen ihrem höchsten Punkt und dem Gleichgewichtspunkt. Dieser höchste Punkt wird Antinode genannt. In den meisten Wellen scheint sich der Gegenknoten entlang der Länge des Mediums zu bewegen. Bei einer stehenden Welle bleibt der Gegenknoten am selben Ort, weil die Wechselwirkung zwischen Energien, die sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen, immer am selben Punkt auftritt. Dies gilt auch für die Knoten oder Punkte mit der geringsten Verschiebung.
Knoten erscheinen an Punkten, an denen sich die Energie von einer Seite nach oben bewegt, während sich die Energie von der anderen Seite nach unten bewegt. Die entgegengesetzten Bewegungen heben sich gegenseitig auf. Im Gegensatz dazu erscheinen die Antinoden einer stehenden Welle an Punkten, an denen sich die Energie von jeder Seite an derselben Stelle nach oben oder unten bewegt. Die Energie wird in diesem Fall verdoppelt, wodurch die Bewegung stärker wird. Die Gegenknoten sind immer auf halber Strecke zwischen den Knoten gleichmäßig verteilt.