warum transversalwellen?

hallo :)

ich kenne den unterschied zwischen longitudinalwellen und transversalwellen, weiß auch wo sie entstehen darüber steht im internet genug. was ich allerdings nicht finden kann ist die erklärung warum ausgerechnet nur in Festkörpern transversalwellen zu finden sind und longitudinalwellen in gasen flüssigkeiten sowie festkörpern vorkommen.

kurz: warum kommen transversalwellen ausgerechnet in Festkörpern vor und nicht beispielsweise in gasen oder wasser?

Danke :)

Answer 1

[Bevarian]

In einem festen Körper sind die Atome in einer kristallinen Struktur eingebunden und geben innerhalb dieser Ordnung die Stöße in einer Richtung weiter wie hintereinander aufgehängte Kugeln in einem Pendel. Bei Gasen und Wasser treffen die Teilchen nicht nur gerade sondern auch in Winkeln aufeineinander (als ob Du beim Billard eine Kugel "schräg" anspielst) und der Stoß breitet sich in alle Richtungen aus. Mehr findest Du auch auf dieser Seite unter "verwandte Fragen"...

Answer 2

[indiachinacook]

Ich vermute und fasle:

Damit sind überhaupt Wellen ausbilden können, braucht es eine Mög­lich­keit, die Atome irgendwie wegzuschieben, und eine rück­treibende Kraft, die sie wieder an die Ausgangsstelle schiebt (sonst wird es nicht peri­odisch). Erstere Kraft wird von der Energie der Welle geleistet, letztere muß das Medium selbst bereitstellen.

Bei Longitundinalwellen geht das immer: Die Teilchen des Mediums werden nach vor (also in Fortpflanzungsrichtung der Welle) geschoben. Dort sind aber bereits Teilchen. Folglich steigt der Druck, der die Teilchen wieder zurückschiebt. Die zuerst vorne vorhandenen Teilchen noch weiter nach vor zu schieben, geht nicht, weil man dann einen schallschnellen Fluß hätte.

In einer Transversalwelle werden die Teilchen zur Seite geschoben. In einem Gas können die dort bereits vorher sitzenden Teilchen immer noch unter­schallschnell ausweichen (1/sqrt(2) mal Schall­geschwindig­keit), und das zuerst verdrängte Teilchen kann dauerhaft am neuen Platz bleiben. Daher dissipiert die Welle nach ein paar Oszillationen.

In einem Festkörper ist aber jedes Teilchen mit Gitterkräften an seinen Platz gefesselt. Wird es zur Seite geschoben, dann muß es wieder zurück, und daher kann sich eine Welle bilden.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik

Answer 3

[jobul]

Beide Wellenarten treten immer gemeinsam auf. Je dichter das Medium, desto messbarer sind die Transversalwellen. Bei Licht sind sie nicht messbar (oder mittlerweile doch?).

Answer 4

[Hamburger02]

Das stimmt so nicht ganz. So generell über den Daumen kann man sagen, je geringer die Dichte, umso besser ist das für Transversalwellen. Am besten ist das Vakuum. Beispiel Licht: im Vakkuum kann es sich hemmungslos über größte Entfernungen und mit maximaler Geschwindigkeit fortbewegen. Durch Gas gehts noch einigermaßen durch, verliert aber an Energie. Bei Wasser gehts nur noch etwa 200 m weit und bei was Festem gehts gar nicht mehr durch.

Bei Longitunialwellen ist es genau umgekehrt. Beispiel Schall: Bei hoher Dichte, z.B. Stahl gehts am besten und schnellsten. Im Wasser hören sich Wale noch über mehrere Tausend Kilometer, in der Luft wirds schon deutlich weniger und im Vakuum gibts gar keinen Schall mehr.

Flüssig und gasförmig sind sozusagen die Zwischenstufen zwischen fest und Vakuum, daher trifft man dort beide Wellentypen an.