Ausbreitung von Wellen

Bei der Form der Ausbreitung einer Welle kann man zwischen zwei Grenzfällen unterscheiden, der Kugelwelle und der Ebenen Welle!. Bei der Kugelwelle befinden sich alle Teilchen mit dem gleichen Abstand zur Schallquelle im gleichen Schwingungszustand, bei der Ebenen Welle befinden sich alle Teilchen auf einer Linie im gleichen Schwingungszustand. Von einer Ebenen Welle spricht man auch, wenn man sich weit von einer Kugelschallquelle entfernt befindet, so daß die Teilchen im gleichen Schwingungszustand sich näherungsweise auf einer Linie befinden (das gilt natürlich nur für einen begrenzten Ausschnitt aus der Kugel).

Beispiel 1.4.

Wasserwellen am Strand sind näherungsweise Ebene Wellen, weil sich die gesamte Wellenfront in einer Linie auf den Strand zu bewegt. Wenn man in ruhiges Wasser einen Stein wirft, dann breiten sich kreisrunde Wellen aus. Hier könnte man von einer Kugelwelle sprechen.

Dieses Beispiel hinkt insofern, als es sich auf zwei Dimensionen beschränkt. Übertragen auf den Schall im Medium Luft muß man das Ganze auf drei Dimensionen erweitern: aus Kreisen werden also Kugeln, die sich ausdehnen.


Die Wasserwelle, bei der sich ein bestimmtes Teilchen immer auf und ab bewegt, ist sicherlich ein anschauliches Beispiel einer Welle. Man sollte dieses Beispiel aber nicht überstrapazieren, da einige Eigenschaften der Wasserwellen nicht mit denen von Schallwellen übereinstimmen. Vor allem schwingen die Teilchen in der Luft nicht auf und ab, sondern in Ausbreitungsrichtung des Schalls, d.h. wenn der Schall sich beispielsweise nach rechts ausbreitet, so schwingen die Teilchen auch von rechts nach links und nicht von oben nach unten. Eine solche Welle, bei der die Teilchen in Ausbreitungsrichtung schwingen, wird allgemein longitudinale Welle genannt.