Mechanische und Elektromagnetische Wellen

Brauchen ein Übertragungsmedium.
Beispiele: Wasserwellen, Schallwellen, Erdbebenwellen.
Können nicht im Vakuum oder Weltraum existieren.
Jeder Ausschlag ist eine Verdichtung des Mediums, wodurch eine longitudinale Welle entsteht.
Die Verdichtungen können Objekte wie das Trommelfell zum Schwingen bringen.
Die Schwingung wird über die Gehörknöchelchen zum Innenohr weitergegeben, wo Haarzellen die Bewegung in Nervenimpulse umwandeln.
Je dichter die Moleküle im Medium beieinander liegen, desto schneller kann sich die Welle fortbewegen.
Die Energie wird von Teilchen zu Teilchen weitergegeben.
Die Schallintensität (Amplitude) nimmt mit steigender Entfernung ab, da Energie von Atomen absorbiert wird.
Dehnung/Stauchung der Welle bei Bewegung der Geräuschquellen führt zum Dopplereffekt.

Benötigen kein Übertragungsmedium.
Beispiele: Licht, Radiowellen, Röntgenwellen.
Jeder Ausschlag erfolgt im 90° Winkel zur Ausbreitungsrichtung, wodurch eine transversale Welle entsteht.
Je nach Wellenlänge sehen wir verschiedene Farben. Rote Farben entsprechen längeren Wellen (Infrarot), Violett kurze Wellen (Ultraviolett).
Tiere können teilweise andere Farbspektren sehen als Menschen.

Amplitude: Ausschlag von der Null-Linie, die die Wellenstärke repräsentiert.
Wellenlänge: Die Länge eines Ausschlags.
Frequenz: Anzahl der Wellen in einem bestimmten Zeitraum.
- Je kürzer die Wellenlänge, desto höher die Frequenz (mehr Wellen passen in den Zeitraum).
Wellengeschwindigkeit: Produkt aus Frequenz und Wellenlänge.

Interferenz: Überlagerung mehrerer Wellen.
- Konstruktiv: Verstärkung der Welle.
- Destruktiv: Aufhebung der Welle.
Reflexion: "Spiegelung" einer Welle an einer Oberfläche.
- Die Welle wird im selben Winkel zurückgeworfen wie der Aufprallwinkel (Reflexionsgesetz).
- Beispiele: Oper, Flüsterbogen.
Refraktion: "Brechung" einer Welle beim Mediumwechsel.
- Die Dichte des Mediums ändert sich.
- Richtungsänderung der Welle.
- Beispiel: Strohhalm im Wasserglas.
Diffraktion: "Beugung" einer Welle beim Durchgang durch eine kleine Öffnung.
- Kleine Richtungsänderung der Welle.
- Lange Wellen = Wenig Energie, kurze Wellen = Viel Energie.

Gammastrahlen: Zellenschädigend.
Röntgenstrahlen: Durch dichtere Medien aufgehalten (Knochen erscheinen weiß).
UV-Licht: Zellschädigend bei zu hoher Intensität (Sonnenbrand).
Sichtbares Licht: Lila bis Rot.
Infrarot: Wärmestrahlung.
Mikrowellen: Bringen Wassermoleküle zum Schwingen, was zu Reibung und Wärmeentwicklung führt.
Radiowellen: Für Radio, Handy und Funk genutzt.

Wellenlänge zwischen 1 mm und 10 cm.
Versetzen Moleküle, insbesondere Wassermoleküle, in Schwingung.
Schwingung erzeugt Reibung.
Reibung erzeugt Wärme, was zum Erwärmen/Erhitzen von Lebensmitteln genutzt wird.

Je dichter ein Medium, desto stärker wird die Röntgenwelle gebremst.
Röntgenstahl – Medium – Empfänger.
Je dichter ein Medium, desto heller die Stelle auf einem Röntgenbild.
- Weiß: Keine Röntgenstrahlen gelangen bis auf die Empfängerfolie, daher keine Verfärbung.
Je durchlässiger ein Medium, desto dunkler ist die Stelle auf dem Röntgenbild.
- Schwarz: Alle Röntgenstrahlen gelangen durch das Medium auf die Folie und färben sie vollständig.

Benötigen ein Übertragungsmedium, um sich auszubreiten.
Beispiele: Wasserwellen, Schallwellen und Erdbebenwellen.
Können sich nicht im Vakuum oder Weltraum ausbreiten.
Jede Auslenkung ist eine Verdichtung des Mediums, wodurch sich eine Longitudinale Welle erzeugt.
Die Verdichtung kann Objekte wie das Trommelfell zum Schwingen bringen.
Schallwellen werden über die Gehörknöchelchen zum Innenohr weitergeleitet, wo Haarzellen die Auslenkung in Nervenimpulse umwandeln.
Die Geschwindigkeit der Schallwelle ist abhängig von der Dichte des Mediums: Je dichter die Moleküle beieinander liegen, desto schneller breitet sich die Welle aus.
Die Schallintensität (Amplitude) nimmt mit zunehmender Entfernung ab, da die Energie von den Atomen absorbiert wird.
Der Dopplereffekt entsteht durch die Dehnung/Stauchung der Welle bei Bewegung der Schallquelle.

Benötigen kein Übertragungsmedium, um sich auszubreiten.
Beispiele: Licht, Radiowellen und Röntgenwellen.
Jede Auslenkung erfolgt im 90° Winkel zur Ausbreitungsrichtung, wodurch sich eine Transversalwelle erzeugt.
Die Wellenlänge bestimmt die Farbe des Lichts.
Rote Wellen sind lang (Infrarot), violette Wellen sind kurz (Ultraviolett).
Einige Tiere können andere Farben sehen als der Mensch (z.B. können Bienen UV-Licht sehen).

Amplitude: Der Ausschlag von der Null-Linie, der die Stärke der Welle repräsentiert.
Wellenlänge: Die Länge eines Ausschlags.
Frequenz: Die Anzahl der Wellen in einem bestimmten Zeitraum. Je kürzer die Wellenlänge, desto höher die Frequenz.
Wellengeschwindigkeit: Die Geschwindigkeit, mit der sich die Welle ausbreitet (Frequenz x Wellenlänge).

Interferenz: Die Überlagerung mehrerer Wellen.
- Konstruktive Interferenz: Verstärkung der Welle.
- Destruktive Interferenz: Aufhebung der Welle.
Reflexion: Das Zurückwerfen von Wellen an einer Oberfläche.
- Die Reflexionsrichtung entspricht dem Einfallswinkel (Reflexionsgesetz).
- Beispiele: Oper, Flüsterbogen.
Refraktion: Die Richtungsänderung einer Welle beim Übergang in ein Medium mit anderer Dichte.
- Beispiel: Strohalm im Wasserglas.
Diffraktion: Die Beugung einer Welle beim Durchgang durch eine kleine Öffnung.
- Kleine Richtungsänderung der Welle.
Elektromagnetisches Spektrum:
- 1. Gammastrahlen (zellschädigend)
- 1. Röntgenstrahlen (werden von dichteren Medien aufgehalten, Knochen erscheinen weiß)
- 1. UV-Licht (zu viel UV-Licht kann Zellenschädigen und zu Sonnenbrand führen)
- 1. Sichtbares Licht (Lila bis Rot)
- 1. Infrarot (Wärmestrahlung)
- 1. Mikrowellen (bringen Wassermoleküle zum Schwingen, Reibung erzeugt Wärme)
- 1. Radiowellen (Radio/Handy/Funk)

Je dichter ein Medium, desto stärker wird die Röntgenstrahlung gebremst.
Röntgenstrahlen werden durch ein Medium geleitet und treffen auf einen Empfänger.
Je dichter ein Medium, desto heller erscheint die Stelle auf einem Röntgenbild (weiß), da die Röntgenstrahlen nicht bis zur Empfängerfolie gelangen.
Je durchlässiger ein Medium, desto dunkler erscheint die Stelle auf dem Röntgenbild (schwarz), da die Röntgenstrahlen die Folie vollständig passieren und färben.