Lösung dazu - Gymnasium Gerlingen

Längswellen_Reflexion.lwp
Gymnasium Gerlingen
Physik (2- und 4-stündig), NGO
Information
Reflexion von Längsstörungen
Freitag, 01 September 2006
Reflexion einer Längsstörung (Verdichtungsstörung) am festen Ende:
a)
v
c
v
c
n n+1 n+2
Reflexionsverhalten:
Eine Verdichtungsstörung
kommt als
Verdichtungsstörung
zurück.
(analog eine Verdünnung
als Verdünnung!)
Phase:
b)
die Ausbreitungsgeschwindigkeit
kehrt die Richtung um;
c)
c
n n+1 n+2
v
die Schnellevektoren
kehren ebenfalls die
Richtung um.
also: es findet
ein
Phasensprung statt.
n n+1 n+2
Deutung mit Hilfe der Kräfte:
Da Teilchen n+2 sich nicht nach rechts bewegen kann, um die Feder (n+1, n+2) zu entspannen.
Durch die gespannte Feder wird nach Abbremsen von n+1 dieses Teilchen wieder nach links
(zurück) beschleunigt, wodurch wieder eine Verdichtungsstörung in die Gegenrichtung erzeugt
wird. Es entsteht also eine zurücklaufende Verdichtungsstörung. Die Verdichtung wurde als
Verdichtung reflektiert.
→
v
Da der Vektor auf dem Rückweg die entgegengesetzte Richtung hat, wie beim Hinweg, findet
bei der Reflexion ein Phasensprung von 180° statt.

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Gymnasium Gerlingen
Physik (2- und 4-stündig), NGO
Information
Reflexion von Längsstörungen
Freitag, 01 September 2006
Reflexion einer Längsstörung (Verdichtungsstörung) am losen Ende:
a)
b)
c)
c
n n+1 n+2
c
n n+1 n+2
c
n n+1 n+2
Reflexionsverhalten:
Eine
Verdichtungsstörung
kommt als
Verdünnungsstörung
(und umgekehrt)
zurück.
Phase:
die Ausbreitungsgeschwindigkeit
kehrt die Richtung um,
die Schnellevektoren
haben auch nach der
Reflexion dieselbe
Richtung;
also: es findet
kein
Phasensprung statt.
Deutung mit Hilfe der Kräfte:
Das Teilchen n+1 wurde nach rechts beschleunigt und hat die Feder (n+1, n+2) gespannt.
Teilchen n+2 kann der Kraft durch die gespannte Feder (n+1, n+2) nach rechts ausweichen,
indem es über den Endpunkt des Trägers (Geichgewichtslage) hinausschwingt. Dadurch wird die
ursprünglich zusammengedrückte Feder (Verdichtung) jetzt gespannt (Verdünnung). Die
gespannte Feder übt eine Kraft auf Teilchen n+1 nach rechts aus; Das Teilchen wird nach rechts
beschleunigt und spannt die Feder (n, n+1) usw.
Die Schnellevektoren behalten auch nach Umkehr der Ausbreitungsrichtung ihre eigene Richtung
bei: kein Phasensprung.