qliss3d, Lissajous, Schwingungen und Wellen

(Last Updated On: 18. März 2014)
Simple_harmonic_motion_animation

Vereinfachte Darstellung
einer Welle; Link zur Quelle

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Auf QLiss3D – 3D Lissajous Figures liet man

QLiss3D is going Debian! Steffen Joeris from Skolelinux has uploaded a Debian package as a new package. After some checking it will be available from the original Debian repositories….

qliss3d ist zwar nicht mehr ganz neu, aber immer noch eine interessante Software mit einem Qt Interface (Qt-Nokia, Trolltech).

Schwingung

Eine Schwingung (auch Oszillation) bezeichnet den Verlauf einer Zustandsänderung, wenn ein System auf Grund einer Störung aus dem stabilen Gleichgewicht gebracht und durch eine rücktreibende Kraft wieder in Richtung des Ausgangszustandes gezwungen wird.

Grundsätzlich basiert das Schwingen eines Systems auf der periodischen Energieumwandlung zwischen zwei Energieformen. Dabei durchläuft das System wiederholt nach einem festen Zeitintervall den Ausgangszustand….

Elektromagnetisches Spektrum

Als Elektromagnetisches Spektrum oder elektromagnetisches Wellenspektrum bezeichnet man die Gesamtheit aller elektromagnetischen Wellen, wenn an ihre Unterteilung in Bereiche wie etwa Licht, Radiowellen usw. gedacht ist. Die Frequenzen liegen dabei meist um Größenordnungen auseinander.

Geordnet nach abnehmender Wellenlänge (gleichbedeutend mit zunehmender Frequenz) befinden sich am Anfang des Spektrums die Längstwellen, deren Wellenlängen viele Kilometer betragen. Am Ende stehen die sehr kurzwelligen und damit energiereichen Gammastrahlen, deren Wellenlänge bis in atomare Größenordnungen reicht…..

Welle (Physik)

Eine Welle ist in der Physik ein räumlich und zeitlich veränderliches Feld, das Energie, jedoch keine Materie, durch den Raum transportiert.

Unterschieden werden mechanische Wellen, die stets an ein Medium gebunden sind, und Wellen, die sich auch im Vakuum ausbreiten können (beispielsweise elektromagnetische Wellen, Materiewellen, Gravitationswellen). Das Grundprinzip, dem jede Welle unterliegt, ist die (nicht notwendigerweise periodische) Umwandlung (Schwingung) zweier physikalischer Größen ineinander. Bei mechanischen Wellen sind dies im Allgemeinen kinetische Energie und potentielle Energie, bei elektromagnetischen Wellen Magnetfeld und elektrisches Feld. Direkt wahrnehmbare Wellen sind zum Beispiel Schallwellen, Wasserwellen und Licht….

Elektromagnetische Welle

Als elektromagnetische Welle bezeichnet man eine Welle aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Feldern. Zu ihnen gehören unter anderem Radiowellen, Mikrowellen, Infrarotstrahlung, sichtbares Licht, UV-Strahlung sowie Röntgen- und Gammastrahlung – kurz, das gesamte elektromagnetische Wellenspektrum. Der einzige Unterschied zwischen diesen Wellentypen liegt in ihrer Frequenz und somit ihrer spezifischen Energie. Es gibt jedoch ein kontinuierliches Spektrum (siehe Grafik unten); die Einteilung in die oben genannten Typen beruht auf den sich mit der Frequenz kontinuierlich ändernden Eigenschaften der Strahlung oder ihrer Herkunft sowie auf den davon abhängigen unterschiedlichen Verwendungen oder Herstellungsverfahren oder den verschiedenen dafür benutzten Messmethoden…

Deep_water_wave

Wasserwelle Bildquelle

Orbitalbewegung (Wasserwellen)

Unter Orbitalbewegung (von lateinisch orbis, Kreis) wird bei Wasserwellen die Bewegung der Wasserteilchen verstanden. In tiefem Wasser sind die Bahnen der Wasserteilchen beim Passieren einer Welle nahezu kreisförmig und in flachem Wasser nahezu elliptisch.
Die Abweichung von der exakt kreisförmigen bzw. exakt elliptischen Bahnform ist auf eine überlagerte Driftgeschwindigkeit zurückzuführen, die der Wellenfortschrittsgeschwindigkeit c gleichgerichtet ist und Massentransportgeschwindigkeit U genannt wird. Letztere ist viel kleiner als c, wächst mit zunehmender Wellensteilheit S = H/L (H = Wellenhöhe, L = Wellenlänge) und bewirkt die Ausbildung spiralförmiger Orbitalbahnen, vergl. nebenstehende Animationen…..

Wellenoptik

Als Wellenoptik bezeichnet man den Teilbereich der Optik, der sich mit der Wellennatur des Lichts beschäftigt.

Licht besteht demnach aus elektrischen und magnetischen Feldern, die sich wellenförmig ausbreiten (elektromagnetische Welle). Mit diesem Modell lassen sich viele Eigenschaften des Lichts erklären und auch berechnen, die sich durch die geometrische Optik nicht beschreiben lassen. Dazu gehören Farbe, Interferenz, Beugung und Polarisation. …

Maxwellsche Gleichungen

Die vier Maxwellschen Gleichungen beschreiben die Erzeugung von elektrischen und magnetischen Feldern durch Ladungen und Ströme, sowie die Wechselwirkung zwischen diesen beiden Feldern, die bei zeitabhängigen Feldern als Zeitentwicklung in Erscheinung tritt. Sie sind die Grundlage der Elektrodynamik und der theoretischen Elektrotechnik und wurden in den Jahren 1861 bis 1864 von James Clerk Maxwell entwickelt. Im Wesentlichen fasste Maxwell die bis zu diesem Zeitpunkt entdeckten Gesetzmäßigkeiten

* das Ampèresche Gesetz,
* das Induktionsgesetz von Faraday und
* das Gaußsche Gesetz

Weblinks:
Harmonograph
Lissajou-Figuren
Lissajous-Figur
Elektromagnetische Strahlung
Keplersche Gesetze
Gravitation und Planetenbewegungen

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