Periodendauer (Welle)
Definition
Basiswissen
Die Periodendauer T einer Welle ist identisch mit der Periodendauer T eines schwingenden Oszillators dieser Welle. Der Oszillator, bei einer Wasserwelle etwa eines der beteiligten Wassermoleküle, wird dabei als mehr oder minder ortsfest gedacht. Diese Definition ist hier kurz erläutert.
Definition
- Eine Welle ist eine räumlich sich fortpflanzende Schwingung.
- Die Materielle Grundlage der Wellen sind die sogenannten Oszillatoren.
- Jeder Oszillator für sich hat eine Periodendauer ↗
- Diese Periodendauer gilt auch für die ganze Welle.
- Siehe auch Oszillator ↗
Die praktische Bestimmung der Periodendauer von Wellen
Die Periodendauer einer Welle kann man auf zwei unterschiedliche Weisen bestimmen, die aber stets zu dem selben Ergebnis führen sollten: a: die Messung der Schwingungsdauer eines Oszillators und b) die Dauer die ein Wellenkamm benötigt, um einmal die gesamte Wellenlänge zurückzulegen.
Anhand dieser idealisierten Welle kann man gut die zwei Sichtweisen auf die Periodendauer nutzen
Für Methode a) betrachtet man zum Beispiel ein einzelnes der Männchen und zählt die Sekunden zwischen zwei gleichen Zuständen, etwa wenn es gerade die Hände hochstreckt. Für die Methode b) folgt man mit dem Auge, wie sich die ganz nach oben gestreckten Arme einmal über die gesamte Wellenlänge bewegen. Die Wellenlänge ist der Abstand zwischen zwei benachbarten gleichen hochgestreckten Armen.
Die Periodendauer unregelmäßiger Wellen
Wellen an realen Küsten eines Meeres oder sonstiger Ufer haben zeigen oft große Schwankungen ihrer Periodendauer. So beobachtet man zum Beispiel, dass eine schnelle Welle im Küstenbereich auf eine langsamere Welle aufläuft, sie also sozusagen einholt. Die Zeitdauer zwischen den Kämmen dieser zwei Wellen ist dann deutlich niedriger als die sonst übliche Zeitdauer. Auch ständig sich wechselnde Windverhältnisse, starke Böen oder Beugungen und Reflexionen von Wellen, etwa an Bunen, erzeugen ein oft sehr unregelmäßiger Muster. Wenn die Wellen nicht eine gemeinsame Entstehung hatten und in Phase sind, nennt man sie auch inkohären, auf Deutsch so viel wie unzusammenhängend.
Die Periodendauer von Strandwellen an der Nordsee ändert sich von Welle zu Welle, schwankt aber über lange Zeiträume um einen dann stabilen Mittelwert.
Streng genommen spricht man von einer Periodendauer aber nur, bei zeitlich sehr ähnlich sich wiederholenden Vorgängen. Möchte man betonen, dass die betrachteten Wellen sehr starke Schwankungen ihrer Periodendauer haben und möglicherweise nicht kohärent sind, kann man von einer Periodendauer alternativ auch von einer Wiederholungsdauer sprechen.
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