Aufgaben zum Thema Wellen

1. Welche Wellenart erzeugt ein Lautsprecher? Mit welcher Wellenart schwingt eine Brücke?
2. Welche Frequenz hat eine Welle, die in 12 s eine Strecke von 7,5 Wellenlängen zurücklegt?
3. Welche Frequenz und Schwingungsdauer hat eine Radarwelle mit 12 cm Wellenlänge?
4. Die Rille einer Schallplatte (LP) hat in der Mitte einen Durchmesser von etwa 12 cm, und dreht sich mit 33 1/3 Umdrehungen pro Minute. Wie groß ist die Wellenlänge, λ, bei der maximalen Sinusfrequenz von 16 kHz?
5. Das Jagdhorn ist ein beidseitig offenes Wellensystem. Der tiefste Ton, das B, hat die Frequenz 116,5 Hz. Berechnen Sie die Frequenzen der ersten drei Oberwellen.
6. Das eingestrichene a einer Panflöte (einseitig offenes System) hat die Frequenz 440 Hz.
   a) Berechnen Sie ausgehend von einer Schallgeschwindigkeit von 330 m/s die Länge des Rohrs.
   b) Welche Frequenz ergibt sich, wenn dieser Ton einfach überblasen wird (1. Oberwelle)?
7. Wie entwickelt sich eine Welle hinter einem engen Spalt, wie hinter einem kleinen Loch?
8. Leiten Sie die Gleichung für die Brechung her, welche α₁, α₂, c₁ und c₂ in Relation bringt.
9. Berechnen Sie den maximalen Winkel α₂ der innerhalb eines Mediums mit Wellengeschwindigkeit c₂=c₁/2 nach der Brechung entstehen kann.
10. Wie verändert sich der Klang von Musik, wenn man ihr hinter einem Hindernis lauscht?
11. Sie verstecken sich hinter dem Ende einer Mauer und lauschen einem Konzert Ihrer Lieblingsband. Wie weit müssten Sie sich von der Mauer wegbewegen, wenn Sie den vollen Klanggenuss (bis 16 kHz) haben, aber gleichzeitig immer 20 cm im Schatten der Mauer bleiben wollen?
12. Eine Welle mit Wellenlänge 3 cm stößt auf einen Schlitz der Breite 15 cm. Bei welchem Beugungswinkel fällt die Intensität das erste mal auf null?
13. Eine Welle mit Wellenlänge 2 mm trifft auf zwei Spalte der Breite 2,5 cm die einen Mittenabstand von 4 cm zueinander haben. Berechnen Sie die ersten fünf Intensitätsnullpunkte.
14. Zeigen Sie, dass bei Bewegungsgeschwindigkeiten, die gering gegenüber der Lichtgeschwindigkeit sind, die relativistische Formel in die nichtrelativistischen übergeht.
15. Eine Galaxie entferne sich von der Erde mit einer Geschwindigkeit von 15400 km/s. Mit welcher Wellenlänge erscheint die von der Galaxie ausgesandte Spektrallinie des Heliums, die im Labor mit 587,56 nm gemessen wird?
16. Mit welcher Geschwindigkeit muss man sich einer roten (650 nm) Verkehrsampel nähern, damit sie als grün (550 nm) erscheint?
17. Zur Geschwindigkeitskontrolle werden von einem stationären Radargerät Wellen mit einer Frequenz von 3 GHz auf das Fahrende Auto gesandt (bewegter Empfänger). Die Wellen werden vom Fahrzeug wieder zum Radargerät reflektiert (bewegter Sender). Berechnen Sie die Frequenzverschiebung bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h.