Big Bang Physik 6, Schulbuch

RG 6.1, G 6.2 Wellen  49 Wellengrundlagen 1  19  Mechanische Longitudinalwellen können sich in allen Medien ausbreiten, also in festen, flüssigen und gasförmi- gen. Mechanische Transversalwellen können sich aber nur in festen Stoffen und an der Oberfläche von Flüssigkeiten ausbreiten. Diese Tatsache hilft uns bei der Erforschung der inneren Struktur der Erde.  Info: Wasserwellen  Info: „Röntgen“ für die Erde Zusammenfassung Wir unterscheiden vier Arten von Wellen: mechanischen und elektromagnetischen Wellen, Gravitations- und Materie- wellen. (Wir werden uns hier mit den ersten beiden Arten beschäftigen.) Weiters kann man die Wellen nach ihrem Schwingungsverhalten in Transversal- und Longitudinal- wellen einteilen. Wasserwellen Wenn du an das ständige Auf und Ab eines Schiffes denkst, dann liegt die Vermutung nahe, dass Wasserwellen trans- versal schwingen. Das ist aber nur die halbe Wahrheit, denn sie schwingen zusätzlich auch longitudinal . Die Überlagerung beider Bewegungen ergibt eine Kreisbahn (  F9 , Abb. 19.13a). Je höher die Wasserwelle wird (b), desto größer wird der Durchmesser der Kreisbahn. Eine Welle ist also keine Strömung! Die in der Praxis auf- tretenden Wasserströmungen kommen zum Beispiel durch Winde zustande, die das Wasser quasi in eine bestimmte Richtung schieben oder durch Dichte-Unterschiede wie beim Golfstrom. i Abb. 19.13:  Wenn sich die Wasserwelle nach rechts ausbreitet, dann bewegen sich die Korken im Uhrzeigersinn. Z „Röntgen“ für die Erde Erdbebenwellen sind hochkompliziert. Die beiden häufig­ sten Formen sind aber „normale“ Longitudinal- und Trans- versalwellen (Abb. 19.14). Erstere haben die höchsten Ge- schwindigkeiten (etwa 8 km/s). Sie kommen daher an entfernten Orten am schnellsten an und heißen demnach auch Primär- oder P-Wellen (a). Die Transversalwellen sind langsamer (4,5 km/s) und heißen Sekundär- oder S-Wellen (b). Dass man durch Anwendung physikalischer Grundlagen oft neue Erkenntnisse gewinnen kann, zeigt folgendes Beispiel: Nach einem Beben gibt es auf der gegenüberliegenden Sei- te der Erde einen sehr großen Bereich, in dem keine S-Wel- len auftreten, die so genannte Schattenzone (Abb. 19.15). Man wusste früher nicht, warum das so ist. Dann kam aber RICHARD D. OLDHAM 1906 auf die richtige Idee, dass der Erdkern flüssig sein muss, weil sich in Flüssigkeiten keine Transversalwellen ausbreiten können – es ist gut, wenn man in Physik aufgepasst hat ( F8 ). Dass der innere Teil des Kerns wieder fest ist, konnte man 1936 ebenfalls durch die Auswertung von Erdbebenwellen herausfinden. i Abb. 19.14 Abb. 19.15:  Vereinfachte Darstellung, wie Bebenwellen durch die Erde laufen. Weil durch den flüssigen Bereich keine S-Wellen laufen können, liegt dahinter eine riesige Schattenzone für S-Wellen. Nur zu Prüfz cken – Eigentum des Verlags öbv