Definition

Als Dämpfung von Wellen versteht man die Abnahme ihrer Höhe oder Amplitude im Laufe der Zeit, und damit auch entlang ihres Weges der Fortpflanzung.^[1] Wenn sich eine Welle über immer größere Bereiche des Raumes ausbreitet, dann muss sich die maximal gleiche Energie über immer mehr Raum verteilen. Das ist ein Grund für die Dämpfung.^[2] Ein weiterer Grund ist der Kontakt der Welle mit Materie^[3], die durch verschiedene Prozesse (Reflexion, Dissipation^[4]) der Wellen Energie entzieht.

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Viele Meter lange und einige Zentimeter tiefe Regenpfützen sind ein oft idealer Ort um die Physik von Wellen in Ruhe studieren zu können. An einer solchen Pfütze bildete ein beständiger und starker Westwind über eine längere Anlaufstrecke hinweg ein stabiles Wellenmuster. Dieses erreichte dann ein Feld von dichtem Algenbewuchs.

Wellen in einer 35-Meter-Pfütze auf einer Nordseeinsel geben einen großen Teil ihrer Energie an ein "unterseeisches" Riff aus Algen ab. Dabei verlieren die Wellen auch deutlich an Höhe. Der Verlust an Höhe ist der Kerneffekt der Dämpfung von Wellen.

Man erkennt in dem Filmchen deutlich, wie die auf das Algenriff auflaufenden hohen Wellen sofort flacher und weniger gut sichtbar werden. Im Windschatten des Algenriffs, auf seiner windabgewandten Leeseite also, war die "See" deutlich ruhiger. Die Wellen hatten einen guten Teil ihrer Energie an das kleine Riff aus Pfützenalgen abgegeben.

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Wie könnte man experimentell die Wellendämpfung nachtstellen? Wie ließe sich die Wirkung messen? Versuche könnte man zum Beispiel in Regenrinnen, in einer Wellenwanne oder auch in freien Gewässern wie großen Pfützen oder flachen Seen machen.

Fußnoten

[1] Die Dämpfung wird allgemein definiert als eine "zeitliche oder räumliche Abnahme der Amplitude einer Schwingung oder Welle." Und: "Die Dämpfung wird durch die Umwandlung von Schwingungsenergie in andere Energieformen (meist Wärme) verursacht." Spektrum Lexikon der Physik. Abgerufen am 9. August 2025. Online: https://www.spektrum.de/lexikon/physik/daempfung/2722

[2] Die ursprünglich räumlich eng konzentrierte Energie einer Welle verteilt sich bei Wellen, die sich im Raum ausbreiten, auf immer größere Raumbereiche. Damit muss zwangsläufig die gleiche Menge an Energie auf immer mehr Raum verteilt werden, was ein Grund für die Dämpfung von Wellen ist: "Die Energie einer Welle nimmt mit ihrer Ausbreitung ab – sie wird gedämpft. Dies geschieht einerseits, weil sich die Wellenfront immer weiter ausbreitet, sodass sich die Energie auf ihr immer mehr verteilt. Darum ist es umso dunkler, je weiter wir von einer Lichtquelle entfernt sind." In: Wellenphysik. Online-Seite der ETZ Zürich. Abgerufen am 9. August 2025. Online: https://waves.ethz.ch/wellenphysik

[3] Ein weiterer Grund für die Dämpfung einer Welle ist der Verlust ihrer Energie durch Kontakt mit Materie: "Andererseits verlieren Wellen beim Kontakt mit Materie Energie – sie wird «verschluckt » bzw. absorbiert: Sonnenlicht wird in Wasser zunehmend gedämpft, wodurch es im tiefen Ozean stockfinster ist. Die Absorption geschieht umso rascher, je schneller eine Welle schwingt. Darum reichen höhere Töne weniger weit und aus der Ferne hören wir von einem Musikfestival nur die tiefen Bässe." In: Wellenphysik. Online-Seite der ETZ Zürich. Abgerufen am 9. August 2025. Online: https://waves.ethz.ch/wellenphysik

[4] Eine sehr gute Einführung in die praktischen Möglichkeiten, Wellen zu dämpfen findet man in: Torsten Heyer: Schwimmende Wellenbrecher. Diplomarbeit. TU Dresden. 1999. Online: https://fis.tu-dresden.de/portal/files/50482294/Diplomarbeit_Heyer_SchwimmendeWellenbrecher.pdf