Interferenz von Wasserwellen
Physik
Basiswissen
Treffen zwei Wasserwellen genau mit ihren Wellenbergen aufeinander, addieren sich dort die Berge zu einer noch größeren Höhe. Treffen aber ein Berg und ein Tal aufeinander, löschen sich die Wellen dort aus und die Wasserhöhe ist wie bei wellenlosem Wasser. Das ist hier kurz erklärt.
Beobachtung am Strand und Meer
Wo Wellen auf einen flachen Strand auflaufen kann man Interferenz oft sehr gut beobachten. Nachdem sich die Wellen gebrochen haben, wandern sie weiter auf den Strand zu. Je flacher das Wasser wird desto kleiner und flacher werden auch die Wellen. Am Strand werden sie oft reflektiert. Es läuft dann eine Welle zurück Richtung Meer. Die Interferenz der ankommenden und die reflektierten Wellen bilden dann ein oft typisches Viereckmuster. Wer aus geringer Flughöhe das Meer von oben beobachten kann, kann vor allem an der Nähe zum Ufer, rund um Schiffe oder an den Enden von Sandbänken nach Interferenzmustern Ausschau halten.
Interferenz und Monsterwellen
Durch Interferenz können sogenannte Monsterwellen enstehen, vor allem dann, wenn eine schnellere eine langsamere Welle überholt. Monsterwellen können sozusagen aus dem Nichts auftauchen und sind nach kurzer Lebensdauer auch wieder verschwunden. Für die Seefahrt sind sie eine ernstzunehmende Gefahr. Siehe auch Monsterwelle ↗
Was ist die Wellengleichung?
Mit dieser Gleichung kann man für ein Wellenmuster angeben, wie hoch das Wasser zu einer bestimmten Zeit an einer bestimmen Stelle steht. Hat man eine solche Gleichung für zwei Wellen, kann man die Funktionswerte addieren und erhält dann die Wasserhöhe des Interferenzmusters. Siehe auch Wellengleichung ↗
Die Bedeutung für die Optik?
Schon im 17ten Jahrhundert beschrieb man einen seltsamen Effekt: Hält man einen Stab in einen Lichtstrahl, dann sollte man direkt hinter dem Stab nur dunklen Schatten erwarten. Damals dachte man nämlich, dass sich Licht strahlenartig ausbreitet. Nach dieser Strahlentheorie des Lichts dürfte es aber hinter einem Stab keine Lichteffekte geben. Solche wurden aber beobachtet. Der Italienier Francesco Maria Grimaldi hatte dann eine Lösungsidee: er hatte beobachtet, dass sich Wasserwellen um Hindernisse herum bewegen können. Er schlug deshalb vor, auch Licht als wellenartig zu deuten. Tatsächlich passen die heutigen Gleichungen von Wasserwellen sehr gut auch auf viele (nicht alle) optische Phänomene. Man spricht deshalb heute auch von einer Wellenoptik ↗
