16.15
Stellen Sie sich vor, dass Luft in einem Rohr eingeschlossen ist, das an einem Ende offen und am anderen geschlossen ist. Trifft eine Welle auf sie, reflektiert sie und erzeugt stehende Wellen.
Die Randbedingungen sind Antiknoten am offenen Ende, wo die Luftmoleküle frei schwingen können, und Knoten am geschlossenen Ende, wo sie es nicht sind.
Wenn beide Enden geschlossen wären, hätte der erste mögliche Modus Knoten an beiden Enden. Aber hier kann der erste mögliche Modus durch Dehnen dieses Musters erreicht werden. Die Länge der Röhre entspricht einem Viertel der Wellenlänge der Grundmode.
Für den ersten Oberton entspricht die Länge drei Vierteln der Wellenlänge. Für den zweiten Oberton beträgt er fünf Viertel der Wellenlänge und so weiter.
Es stellt sich also heraus, dass die Wellenlängen der stehenden Wellenmoden einem mathematischen Muster folgen, das durch n, eine ungerade ganze Zahl, gegeben ist.
Die entsprechenden Frequenzen, also die Oberschwingungen, erhalten man in Bezug auf die Wellengeschwindigkeit.
Der Ausgangspunkt zur Darstellung der Modi stehender Wellen liegt im Verständnis der Randbedingungen, denen die Wellen folgen müssen. Die Randbedingun…
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