Wellenarten nach Schwingungsrichtung
- Longitudinalwellen
Schwingung parallel zur Ausbreitungsrichtung. Reine Longitudinalwellen beschreiben Luft- und Flüssigkeitsschall.
→ typisch für Luftschall
Bei Longitudinalwellen erfolgt die Schwingung des Mediums parallel zur Ausbreitungsrichtung der Welle. Im Fall von Schall in Luft entstehen dabei abwechselnd Verdichtungen und Verdünnungen des Mediums, die sich räumlich fortpflanzen. Luftschall ist daher ausschließlich longitudinaler Natur. Longitudinalwellen sind die grundlegende Ausbreitungsform für hörbaren Schall, Infraschall und Ultraschall in Gasen und Flüssigkeiten.
- Transversalwellen
Schwingung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Reine Transversalwellen treten bei Schall nur in Festkörpern auf.
→ typisch für Saiten, Membranen, Platten
Bei Transversalwellen schwingt das Medium senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle. Diese Wellenform tritt bei Schall nicht in Gasen oder Flüssigkeiten auf, sondern vor allem in Festkörpern, etwa bei schwingenden Saiten, Membranen oder Platten. Transversalwellen sind für viele akustische Phänomene indirekt relevant, etwa bei der Körperschallausbreitung, der Schwingungsübertragung in Bauteilen oder bei der Anregung von Lautsprechermembranen.
Hiedr wäre ein Bild schön, mit der Beschriftung Transversalwellen. Urheber: wiki.audio / Redaktion Lizenz:CC BY-SA 4.0 Quelle: Eigene Darstellung (KI-gestützt. Leider produziert die KI nur Schrott, das müssen wir händisch machen oder ein bessere KI finden :-)
Hinweis zu Wasseroberflächenwellen:
Wellen an der Wasseroberfläche werden häufig als Transversalwellen bezeichnet, stellen physikalisch jedoch eine Oberflächenwellenform dar. Die Teilchenbewegung besitzt dabei sowohl eine transversale (vertikale) als auch eine longitudinale (horizontale) Komponente und verläuft näherungsweise auf kreisförmigen oder elliptischen Bahnen. Es handelt sich daher nicht um reine Transversalwellen, sondern um eine kombinierte Wellenform der allgemeinen Wellenphysik. Es wird also Energie transportiert, nicht das Wasser selbst. Deshalb:
- Es ist nicht korrekt, Wasseroberflächenwellen als reine Transversalwellen zu bezeichnen.
- Sie bilden eine eigene Klasse: Oberflächenwellen, siehe Wellenarten nach räumlicher Bindung.
Wellenarten nach Medium
- Luftschall
Schallausbreitung in Gasen
- Flüssigkeitsschall
z. B. Unterwasserschall
- Körperschall
Schallausbreitung in Festkörpern
(relevant für Bau- und Elektroakustik)
Diese Unterscheidung ist besonders wichtig für Schallübertragung, Dämmung und Messtechnik.
Wellenarten nach Ausbreitungsform
- Ebene Wellen
Ausbreitung mit parallelen Wellenfronten
→ theoretischer Idealfall, Fernfeld
- Kugelwellen
Ausbreitung von einer Punktquelle
→ typische Schallquelle im Raum
- Zylindrische Wellen
Näherung z. B. bei langen Linienquellen
Wellenarten nach räumlicher Bindung
- Freie Wellen
breiten sich ungehindert im Raum aus
- Geführte Wellen
z. B. in Rohren, Kanälen oder Hohlräumen
- Oberflächenwellen
Ausbreitung entlang von Grenzflächen
(z. B. an Wänden, Platten, dem Erdboden)
Wellenarten nach zeitlichem Verhalten
- Harmonische Wellen
sinusförmig, eine einzelne Frequenz
- Periodische Wellen
regelmäßig, aber nicht sinusförmig
- Aperiodische Wellen
z. B. Impulse, Geräusche
Diese Einteilung ist wichtig für Signalverarbeitung und Messsignale.
Wellenarten nach räumlichem Verhalten im Raum
- Laufende Wellen
Energie breitet sich fort
- Stehende Wellen
ortsfeste Knoten und Bäuche
→ Raummoden
