Formelsammlung Physik: Wellenlehre


WellengeschwindigkeitenBearbeiten

Die Wellengeschwindigkeit ist hier mit c bezeichnet. Für eine elektromagnetische Welle ist diese die Lichtgeschwindigkeit.

Wellenart Formel Erläuterungen
Elektromagnetische Welle   hier ist c die Lichtgeschwindigkeit

  die Permittivität
  die Permeabilität

Druck- und Schallwellen in Gasen   M: molare Masse

T: Temperatur
R: universelle Gaskonstante
 

WellengleichungBearbeiten

  ist die Wellenfunktion.

Dimension Formel
Eindimensional  
Dreidimensional  

 
 

Wellenlänge und FrequenzBearbeiten

Zusammenhang von Frequenz   und Wellenlänge  :

 
 

gelegentlich wird auch der Buchstabe   anstelle von   für die Frequenz verwendet

Beugung und InterferenzBearbeiten

EinfachspaltBearbeiten

Intensitätsverlauf: 

Konstruktive Interferenz (Maximum):  

Destruktive Interferenz (Minimum):  

wobei

  • n eine positive Ganzahl ist (1, 2, 3, …) (Null ist ausgenommen). Sie wird auch die Ordnung des Maximums bzw. Minimums genannt.
  •   ist die Wellenlänge
  •   ist die Breite des Spaltes
  •  
  •   ist der Winkel unter dem die Interferenz beobachtet wird.

Achtung:

Die Formeln für Minimum und Maximum gelten nur für positive Ganzzahlen. Bei   liegt das Hauptmaximum.

DoppelspaltBearbeiten

Konstruktive Interferenz (Maximum):  

Destruktive Interferenz (Minimum):  

Intensitätsverlauf:  

Intensitätsverlauf für  :  

wobei

  • n eine Ganzzahl ist. Sie wird auch die Ordnung des Maximums bzw. Minimums genannt.
  •   die Wellenlänge ist
  •   der Abstand der Spalte ist
  •   die Breite eines Spaltes ist
  •  
  •   der Winkel ist, unter dem die Interferenz beobachtet wird.

GitterBearbeiten

 
Beugung an einem Gitter mit 6 Spalten

Intensitätsverlauf: 

Hauptmaxima:  

Zwischen zwei Hauptmaxima liegen immer n-1 Nebenminima und n-2 Nebenmaxima.

wobei

  • n eine Ganzahl ist. Sie wird auch die Ordnung des Maximums genannt.
  •   ist die Wellenlänge
  •   ist die Breite eines Spaltes des Gitters
  •   ist die Anzahl der Spalte des Gitters
  •   Gitterparameter (Abstand zweier Spalte des Gitters)
  •  
  •   ist der Winkel unter dem die Interferenz beobachtet wird.