Physik Sexl 6 RG, Schulbuch

c Reflexion von Wellen Auch die Reflexion der Welle an einem Hindernis kann mit dem Prinzip von Huy- gens gut erklärt werden: Experiment: Reflexion an einer schrägen Wand 48.1 E 1 Du brauchst: eine Wellenwanne, ein Hindernis. Erzeuge durch kurzzeitiges (!) Anregen in der Wellenwanne eine ebene Welle und lasse sie auf eine schräg gestellte Wand auftreffen. Was siehst du? ( 48.1 ) Mit dem Prinzip von Huygens findet die Reflexion der Welle folgende Erklärung ( 48.2 ): Eine Wellenfront erreicht die Wand in einem Punkt A, und erzeugt dort eine Elementarwelle. Nacheinander werden die benachbarten Punkte der Wand von der Wellenfront getroffen und bilden weitere Elementarwellen. Die Überlage- rung aller Elementarwellen ergibt die reflektierte Wellenfront. Zeichnet man die Normalen auf die ankommenden und reflektierten Wellenfron- ten, so erkennt man, dass diese symmetrisch zum normal zur Wand liegenden Ein- fallslot liegen. Infolgedessen ist der Reflexionswinkel β ’ gleich groß wie der Einfallswinkel α . Das Reflexionsgesetz Treffen Wellen unter dem Einfallswinkel α auf eine ebene Wand auf, so werden sie so reflektiert, dass der Einfallswinkel α gleich dem Reflexionswinkel β ist. d Die Brechung von Wellen Experiment: Brechung von Wellen 48.2 E 1 Du brauchst: eine Wellenwanne, eine Glasplatte. Untersuche, ob die Wassertiefe in der Wellenwanne Einfluss auf die Ausbreitung der Wellen hat. Unterteile die Wanne in einen Bereich mit seichtem und einen Be- reich mit tieferem Wasser. Lege in einen Teil der Wanne eine Glasplatte. Erzeuge eine ebene Welle, deren Wellenfronten senkrecht zur Kante der Glasplatte verlau- fen und beobachte, was geschieht. Lege nun die Glasplatte so, dass deren Kante schräg zu den Wellenfronten einer ebenen Welle verläuft ( 48.3 ). Was beobachtet man nun? Die Erscheinung, dass sich die Ausbreitungsrichtung einer Welle beim Übergang zwischen zwei unterschiedlichen Medien (hier tiefes und seichtes Wasser) ändert, nennt man Brechung . Den Winkel zwischen dem Lot auf die Grenzlinie und der neuen Ausbreitungsrichtung nennt man Brechungswinkel . 48.1 Reflexion und Überlagerung einer ebenen Welle 48.2 Erklärung der Reflexion einer Welle nach dem Huygens´schen Prinzip: Wir betrach- ten einige Punkte der Wellenfront. Sobald die Wellenfront die Wand erreicht, bildet sie dort eine neue Elementarwelle. Während sich diese Elementarwelle aus-breitet, bewegen sich auch die anderen Wellenfronten zur Wand und bilden dort weitere Elementarwellen aus. Die Einhüllende der Elementarwellen bildet die neue Wellenfront. 48.3 Herleitung des Reflexionsgesetzes: Es gilt sin α = c · t / ääääää AC ” und sin β = c · t / ääääää AC ” . Bezeichnet man die Normalen auf die Wellen- front als „Strahlen“ (s. Optik, Physik 7), so ist der Winkel zwischen dem einfallenden Strahl und dem Lot (Einfallswinkel α ) und der Winkel zwischen dem reflektierten Strahl und dem Lot (Reflexionswinkel β ) gleich groß: also α = β . 48.3 Brechung einer ebenen Welle 48 WELLEN Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv