Wellenlänge und Frequenz

Man unterscheidet zwischen Querwellen und Längswellen. Bei einer Quer- oder Transversalwelle schwingen die Teilchen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Bei einer Lngs- oder Longitudinalwelle schwingen die Teilchen längs der Ausbreitungsrichtung; es kommt zu Dichte- und Druckschwankungen:

Querwelle	Längswelle

Wasserwellen

• Es handelt sich hier um Querwellen. Kurz: 1mm (solche Wellen kann man durch eine Stimmgabel in einer mit Wasser gefüllten Styropurschale erzeugen)
• Lang: 60 m (sehr lange Ozeanwellen)
• Extrem lang: Tsunamis (riesige Brandungswellen, die durch Erdbeben oder Erdrutsche auf dem Meeresboden ausgelöst werden). Die Wellenlngen betragen mehrere hundert Kilometer (Amplitude bleibt meistens unter einem Meter, daher schwere Frühwarnung. Kurz vor der Küste können sie sich zu bis zu 35m hohen Brandungswellen aufbäumen.)

Elektromagnetische Wellen

Also gilt: Wellenlänge = Lichtgeschwindigkeit/Frequenz

Typische Wellenlängen λ:

(Nach Robert Rothhardt, RoRo-Seiten Physik.

Bemerkung zur Wahrnehmung von Farben: Wenn man eine Farbe sieht, so kann es sich um monochromatisches Licht handeln (also Licht mit einer bestimmten Wellenlänge λ, oder zumindest mit Wellenlängen in der Nähe von λ), oder aber um die Überlagerung ("additive Farbmischung") von Licht mit ganz verschiedenen Wellenlängen, wobei monochromatisches Licht mit Wellenlängen in der Nähe von λ überhaupt nicht beteiligt sein muss! Spricht man von "Gelb", so meint man damit einerseits die Farbempfindung, die durch Licht im Wellenlängenbereich zwischen etwa 560 und 590 nm hervorgerufen wird (als reines Gelb empfindet man vor allem Licht mit Wellenlänge 573); hier handelt es sich dann um monochromatisches Licht. Andererseits wird die gleiche Farbempfindung aber auch durch die additive Farbmischung von "Rot" (Wellenlänge etwa 670 nm) und "Grün" (Wellenlänge etwa 504 nm) hervorgerufen.

Hier noch eine ähnliche Tabelle, die neben den Wellenlängen auch die zugehörigen Frequenzen notiert:

(Von Herbert Litschke, Universität Duisburg)

Schallwellen

Schallwellen sind typische Längswellen. Die Schallgeschwindigkeit in der Luft ist 343,5 m/s (bei einer Temperatur von 20^o).

Also gilt: Wellenlänge = Schallgeschwindigkeit/Frequenz

Art	Wellenlängen	Frequenzen
Infraschall	über 21 m	unter 16 Hz	Zum Beispiel Erdbeben
Hörbereich	21 m - 17 mm	16 Hz - 20 kHz
Ultraschall	unter 17 mm	über 20 kHz	Zum Beispiel: Laute der Fledermäuse

Klanganalyse einiger Musik-Instumente, zum Beispiel Blockflöte:

• die ersten 60 ms des Tons g.. auf einer Sopranblockflöte (das "Einschwingen")
• Fourier-Spektren des Einschwingvorgangs (schwarz) und des weiteren Verlaufs (weiß); Während des Einschwingens dominiert eine Schwingung mit Frequenz 1500 Hz, danach die eigentlich gewünschte Frequenz 750 Hz, also der Grundton.

Es gibt CDs mit Aufnahmen der Stimmen von Fledermäusen: Dabei handelt es sich um Tonaufnahmen, die mit Frequenz-Umwandlern bearbeitet wurden: zum Beispiel mit 10-facher Zeitdehnung (auf diese Weise kann man die Unterschiede zwischen den einzelnen Fledermausstimmen deutlich erkennen).