Physik [antikvár]

Schwingungen und Wellen Mechanische Schwingungen und Wellen sind Bewegungsformen, die bei mannigfacher Gelegenheit auftreten. Sie begegnen uns als Schwingungen von Bauwerken oder Maschinenfundamenten, die der Bauingenieur beherrschen muß, ebenso gut wie als Schwingungen eines Geigenkörpers, die den Geigenbauer interessieren; hierzu sind die Wasserwellen, die hinter einem fahrenden Schiff entstehen und die den Schiffs-widerstand bestimmen, genauso zu rechnen wie die Tonwellen, die ein Orchester erzeugt. Darüber hinaus haben wir in den Begriffen „Schwingung" oder „Welle" zwei Bilder physikalischer Vorgänge vor uns, die oft auch dann angewandt werden dürfen, wenn wir anschaulich von einer Schwingung oder einer Welle nichts merken, wenn uns also der bildmäßige Inhalt der Begriffe an den betrachteten Vorgängen nicht unmittelbar entgegentritt. Solche Fälle liegen vor, wenn wir von elektromagnetischen Schwingungen, von Lichtwellen, von Materie wellen reden. Im folgenden werden an Hand mechanischer Probleme die Gesetze der Schwingungs- und Wellenlehre entwickelt; erst später können sie auf die erwähnten Beispiele aus den anderen Gebieten der Physik angewandt werden. 1 Mechanische Schwingungen Einzelne Schwingungsvorgänge wurden bereits im Teil Mechanik untersucht: die Bewegung des Schwerependels, ferner die Längsschwingungen, wie sie eine Schraubenfeder erzeugt, weiter Drehschwingungen, die durch Spiralfedern angeregt werden, schließlich Torsionsschwingungen von Drähten oder Stäben, an denen Massen mit großem Trägheitsmoment hängen. Zunächst sollen die allgemeinen Gesetzmäßigkeiten dieser einfachen Vorgänge zusammengestellt werden, Vorgänge, bei denen die bewegte Masse eigentlich immer nur ein einziger starrer Körper ist. Darüber hinaus enthält das Kapitel aber auch Probleme aus der Mechanik von Massensystemen, nämlich die gleichzeitig ablaufenden Schwingungen zweier oder mehrerer Massen, die beispielsweise elastisch miteinander gekoppelt sind. Schließlich werden auch Schwingungen ausgedehnter deformierbarer Körper wie Saiten, Luftsäulen usw. behandelt.