Warum ist Schall wellenförmig?

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Schallwellen haben nicht die gleiche Wellenform wie elektromagnetische Wellen. Schallwellen sind Druck- und Dichteschwingungen. Damit is es Schwingungen, also Druck/Dichte Unterschiede geben kann, braucht es ein Medium. 

Warum ist Schall wellenförmig? 
Wenn ein Geräusch entsteht, z.B wenn du mit den Händen klatscht, dann wird Luft ein der Stelle weggedrückt, so dass sie dichter zusammengedrückt wird. Diese zusammengedrückte dichte Luft breitet sich danach in alle Richtungen aus, und zwar mit Schallgeschwindigkeit. 

Wenn das Geräusch "länger" ist, dann passiert das ganz oft hintereinander, und so entsteht dann das Wellenmuster, weil abwechselnd Schichten von dichter und weniger dichter Luft auf z.B das Messmedium treffen.

LG

Schall besteht aus Druck-, Dichte- und Schnelleschwankungen des Mediums.

Keine dieser Größen kann sich mit unendlicher Geschwindigkeit ausbreiten, muss sich also mit endlicher Geschwindigkeit durch das Medium ausbreiten.

Da im Falle von Schall die "Stoßantwort" bzw. "Sprungantwort" an der "Störungsstelle" und allen folgenden Stellen das Medium ruhend zurücklässt (nur ein wenig verschoben), bleibt nur eine Art Welle als Art der Ausbreitung übrig.

Das liegt letztlich an der Form der Bewegungsgleichungen, die Druck-, Dichte- und Schnelleschwankungen miteinander verbinden. Die sind allesamt "vollständig elastisch".

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Anders sieht es z. B. bei Ausbreitung von Temperatur / Wärme in einem Medium aus. Hier bleibt für "alle Zeiten" eine merkliche Restwirkung an der "Störungsstelle" übrig; die Temperatur bildet eine "Exponentialkurve", die im Laufe der Zeit immer flacher wird. Hier haben wir zwar auch eine Fernwirkung, aber keine "Welle", sondern eine Art "Ausgleichsbewegung", "Dissipation" (und noch ein paar andere Namen). U. A. bleibt die Temperatur an der "Störungsstelle" "für alle Zeiten" größer (bei Temperaturerhöhung) als an den folgenden Stellen.

(Das unter der Annahme, wir haben am Anfang eine überall gleiche Temperatur.)

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Studium, Hobby, gebe Nachhilfe
PWolff  16.11.2017, 12:19

Korrektur: Wellen können auch dann auftreten, wenn das Medium an der "Störstelle" nicht dauerhaft in Ruhe bleibt. Aber die einzelnen Größen werden an der "Störstelle" im Laufe der Zeit immer wieder kleiner als an "nahegelegenen" Stellen, was man im allgemeinen als Welle auffasst.

Beispiel: Wasserwellen in einem Teich um die Stelle herum, wo man einen Stein hineingeworfen hat.

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Schall "IST" nicht wellenfürmig. Schall ist eine schnelle Abfolge von Verdichtung(Kompression) und Entspannung(Dekompression), die sich im homogenen Medium (zB Luft) in einer bestimmten Richtung ausbreitet. Da sich das aber schwer darstellen lässt, trägt man den Druck in Ausbreitungsrichtung auf, und das ergibt eine Welle.

An Grenzflächen wird diese Abfolge wieder ins Medium zurückgeworfen(reflektiert), wasbei Haus-/Bergwänden dazu führt, dass sich sowohl die Ortung der Quelle verschiebt wie auch (durch unterschiedliche Laufstrecke/-zeit) der Zeitpunkt des Eintreffens (Echo!)

im Schatten der Ausbreitungsrichtung ist diese Bewegungsabfolge abgeschirmt, so dass sich nach einem Spalt dieser Zustand auch seitlich ausbreitet. Bei zwei spalten/Löchern erhält man dann denselben Effekt wie bei optischen Wellen: Muster von Verstärkung und Auslöschung (Doppelspalt-Experiment)

Sichtbar wird das beim Schall aber nur durch die Inhomogenität an der Wasseroberfläche, die zu einer Querbewegung (Ausweichbewegung vor der Kompression) führt. Dort hast Du nicht, wie im homogenen Medium, eine longitudinal-Welle (Kompression LÄNGS des Wegs), sondern eine Transversalwelle (Auslenkung quer zum Weg), die durch Licht dann als Welle sichtbar gemacht werden kann.

Mathematisch-physikalisch existieren jedoch enge Verwandtschaften.

Du musst also immer unterscheiden zwischen dem, was IST und dem, wie es DARGESTELLT wird!

  • Gilt fürs gesamte Leben: 
  • Fakenews werden glaubhaft dargestellt, sind aber gar nicht so (in Teilen manchmal schon, was sie um so glaubhafter macht)
  • Ein Film ist eine Darstellung, kann einen wahren Hintergrund haben, der kann aber auch dramatisch verändert werden durch die Darstellung
  • Die Zeichnung eines Hundes ist nicht der Hund selbst, sie erinnert nur in vielen charakteristischjen Merkmalen an ihn
  • usw

Weil Schall eine oszillierende Bewegung ist, die sich in Medien nunmal als Wellen ausbreitet.

Beschreibt man die physikalischen Gegebenheiten, landet man bei der Wellengleichung. Die Lösungen der Wellengleichung sind die Wellen.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Abschluss als Diplom-Physiker