Definition

Als Orbitalbewegung bezeichnet man die mehr oder minder kreisförmige bis elliptische Bewegung von Wassermolekülen in Wellen, die sich noch nicht gebrochen haben. Bemerkenswert ist dabei, dass die Wasserteilchen von Wasserwellen sich selbst nicht nur kurzzeitig in Richtung der Welle selbst bewegen, sondern auch in die entgegengesetzte Richtung. Wellen transportieren nicht vornehmlich Masse in die Richtung ihrer Bewegung sondern Energie.

Video

Lässt man sich an einem Badestrand selbst im Wasser einfach treiben, dann kann man schon bei mäßigen Wellengang die Orbitalbewegung gut erkennen. Ideal ist es, wenn man in Nähe eines Pfahles im Wasser treibt und dann auf das Festland blickt.

Bei mäßigem Wellengang und bei einer Wassertiefe von etwa 1,60 Meter (ich konnte noch gerade so stehen) kann man als treibender Schwimmer die Orbitalbewegung sehr gut mit erleben: im Rhythmus der Wellen tragen einen die Wellenberge hin zum Ufer, während die Wellentäler einen wieder nach außen ziehen. Es überwiegt aber die Bewegung hin zum Ufer. Diesen Effekt bezeichnet man auch als Stokes Drift.

Tischversuch

Man kann die Orbitalbewegung von Wellen auch leicht in einem Tischversuch mit einem Aquarium oder in einer Badewanne sichtbar machen. Man legt einen schwimmenden Gegenstand auf die Oberfläche des Wassers. Dann erzeugt man mit der Hand eine Welle. Man kann beobachten, dass der schwimmende Kürzer sichtbar auf und ab geht und etwas nach vorne und auch wieder etwas nach hinten. Erzeugt man ständig aufs neue Wellen in einem gleichmäßigen Rhythmus, vollführt der schwimmende Körper recht gut eine Kreisbewegung.

Fußnoten

[1] Das Video entstand am Hauptbadestrand direkt auf Höhe des Cafes Pudding auf der Nordseeinsel Wangerooge. Es herrschte ein schwacher Wind von Westen, der parallel zum Ufer wehte. Die Aufnahmen wurden mit einer wasserfesten Kamera DJ Osmo Action 4 gemacht.