Picture Logo
EinleitungLebenslaufScvhwingungenWellenDopplereffektVerkehrsradarLuftfahrtMedizinAstronomieTechnikUnterschrift

Schwingungen

Eine Schaukel schwingt, ein Pendel schwingt, ein Funkgerät schwingt ..

Was ist eine Schwingung eigentlich?

Die Schaukel, das Pendel bewegen sich hin und her, eine Wasserwelle schaukelt auf und ab, das Funkgerät..? Eine Bewegung kann es hier nicht sein!

Untersuche an einem einfachen Pendel (Kugelpendel) den Zusammenhang von Länge und Schwingungsdauer. Miß dazu die Zeit von 10 vollen Schwingungen bei Pendeln von 25 cm, 50 cm, 75 cm und 100 cm Länge!

Beim Pendel gibt es zwei Umkehrpunkte, in ihnen ist der Pendelkörper in der höchsten Lage, er hat die größte Energie der Lage. An der tiefsten Stelle wiederum ist die Bewegung des Pendelkörpers am schnellsten, er hat die größte Bewegungsenergie (kinetische Energie).

Eine Schwingung ist der regelmäßige (periodische) Wechsel eines Systems zwischen zwei Energiezuständen. Die Dauer einer vollen Schwingung (hin und zurück) heißt Periodendauer T.

Die Amplitude a ist der größte Abstand von der Ruhelage, die größte Schwingungsweite.

Die Frequenz f ist die Anzahl der Schwingungen in einer Sekunde. Eine Schwingung je Sekunde heißt 1 Hertz (1 Hz).

Berechne die Frequenzen aus dem vorherigen Versuch!

Der Wechselstrom unseres Leitungsnetzes z.B. hat eine Frequenz von 50 Hertz und eine Amplitude von etwa 325 Volt (=Spitzenspannung) bei einer durchschnittlichen Spannung von 230 Volt

Höhere Frequenzen (Schwingungszahlen) mißt man mit folgenden
Vielfachen der Einheit 1 Hertz: 1 Kilohertz

1 KHz 1.000 Hz
1 Megahertz 1 MHz 1.000.000 Hz
1 Gigahertz 1 GHz 1.000.000.000 Hz
1 Terahertz 1 THz 1.000.000.000.000 Hz

Überlege:
1) Was bedeutet bei der Angabe einer Frequenz 1 Hz = 1/s ?
A: 1/s bedeutet 1 Ereignis (1 Schwingung) je Sekunde.

2) Wie groß ist die Periodendauer bei unserem Netzstrom?
A: Bei einer Frequenz von 50 Hz ist die Periodendauer T = 1/50 s = 0,02 s.

3) Wie groß ist die Periodendauer bei einem Ton a1 mit 440 Hz?
A: Beim Stimmton mit 440 Hz ist die Periodendauer T = 1/440 s = 0,00227 s.

4) Wie groß ist die Frequenz bei Wasserwellen, die mit einer Periodendauer von 5 s ankommen?
A: Bei der Periodendauer T = 5 s ist die Frequenz f = 1/T = 1/5 Hz = 0,2 Hz.

Christian Doppler Forschungs- und Gedenkstätte
Makartplatz 1 - A-5020 Salzburg - Tel. + Fax: (+43) 662 / 88 76 31 - Email