Natur und Technik für den Pflichtschulabschluss: Definitionen Welle

Die Saite eines Instruments bewegt sich ganz schnell hin und her, wenn sie einen Ton erzeugt. Der Tag und der Nacht wird wiederholt und auch die Jahreszeiten. Bei den Nervenaxonen gibt es eine Wiederholung von Signalen, die manchmal schneller und manchmal langsamer stattfindet. Jeder Vorgang, der sich wiederholt, ist eine Schwingung. Typisches Beispiel für die Schwingung ist allerdings das Pendel.

Schwingung ist ein Vorgang, der sich ungefähr in der gleichen Weise und ungefähr in gleichen Zeitintervalle wiederholt.
Periode (Symbol: T) ist die Dauer einer Wiederholung. Die Signalen der Wahrnehmungszellen werden in einem Abstand von Millisekunden ausgesendet, die Periode ist hier höchstens nur ein paar ms. Beim Tag und Nacht hingegen ist die Periode 24 Stunden und bei den Jahreszeiten ein ganzes Jahr (ca. 365 Tage). Beim Pendel kann die Periode von Teile einer Sekunde bis mehrere Sekunde dauern.
Frequenz (Symbol: f) ist der Kehrwert der Periode, also wie oft sich der Vorgang wiederholt (pro Zeiteinheit, also pro Sekunde). Es gilt: . Je größer die Periode ist, desto kleiner ist die Frequenz. ${\textstyle f={1 \over T}}$ ist die Formel, die die zwei Größen (Frequenz f und Periode T) verbindet. Die Einheit für die Frequenz ist ein Hertz (Hz). Das ist ${\textstyle \textstyle \ 1/s}$ , also eins durch Sekunde (man schreibt auch s^-1). 1 Hz bedeutet eine Wiederholung pro Sekunde. 2 Hz sind zwei Wiederholungen pro Sekunde (also 0,5 s Periode). Die Frequenz der Jahreszeiten (Periode 365 Tage) ist ungefähr 0,00000076 Hz, die des Herzpulses ca. 1,2 Hz und die mancher Wahrnehmungszellen mehr als 5000 Hz (Periode 0,0002 s).
Welle ist eine Schwingung, die sich im Raum ausbreitet. Wenn jemand mit der Hand eine Leine in Schwingung bringt, ist die Bewegung der Hand eine Schwingung (sie breitet sich im Raum nicht aus). Auf der Leine aber wird diese Bewegung (das hin und her) immer weiter übertragen, sie breitet sich im Raum aus. Das ist eine Welle. In Physik ist daher mit dem Wort Welle nicht nur eine Wasserwelle gemeint, sondern jeder Schwingung, die sich im Raum ausbreitet, wie z. B. der Schall, eine mechanische Welle, eine mit einer Leine produzierte Welle.

Wellen
longitudinale Welle
transversalle Welle