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MaStaudig
Anmeldungsdatum: 20.07.2006
Beiträge: 3
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 MaStaudig Verfasst am: 20. Jul 2006 11:25 Titel: Reflexion und Phasenverschiebung... |
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Hallo,
mit Interesse habe ich diesen Thread:
http://www.physikerboard.de/htopic,5646,schalwellen++reflexion.html
zum Thema gelesen, leider bin ich damit noch nicht am Ziel.
Ich lese gerade ein Skript "Einführung in die klassische Physik" in dem u.a. das Thema stehende Wellen behandelt wird, dort finde ich auf einer Seite für meine Begriffe wiedersprüchliche Angaben. Vielleicht könnt Ihr mir helfen etwas Licht ins Dunkel zu bringen:
- der Reflexionskoeffizient ist definiert als r=(A_refl/A_einf) (Amplitude der reflektierten Welle / Amplitude der einfallenden Welle)
- Für eine Welle, die in Medium 1 laufend auf die Grenzfläche zu Medium 2 trifft, wobei deren Wellenwiderstände Z1 und Z2 seien, gilt, dass der Reflexionskoeffizient r gegeben ist durch r = (Z1-Z2)/(Z1+Z2)
- Bei Schallwellen ist der Wellenwiderstand umso höher, je größer die Massendichte des Mediums ist. Im Extremfall : Z1>>Z2 --> r=1 oder Z1<<Z2 --> r=-1. Im ersten Fall, welcher der Reflexion einer Schallwelle an einer Wand entsprechen würde, wird die Welle ohne Phasensprung reflektiert, im zweiten Fall erfolgt bei der Reflexion ein Phasensprung von 180 Grad.
Hier hakts bei mir aus. Oben steht der Wellenwiderstand ist umso höher je höher die Massendichte ist, wie kann dann Z1>>Z2 beispielsweise eine Schallwelle sein, die auf eine Wand trifft? Das widerspricht sich meiner Meinung nach.
Als Dreingabe gibt es dann noch folgende Grafik (ca 70 kB)
stehende Wellen
welche verdeutlicht, dass es bei Reflexion an einem dichteren Medium (also z.B. eben Schallwelle trifft aus Luft auf Wand) sehr wohl zu einem Phasensprung von 180 Grad kommt.
Was ist denn hier nun richtig und was ist falsch? Bitte klärt mich auf...
Danke und Grüße
Martin |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 20. Jul 2006 13:12 Titel: Re: Reflexion und Phasenverschiebung... |
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| MaStaudig hat Folgendes geschrieben: |
- Für eine Welle, die in Medium 1 laufend auf die Grenzfläche zu Medium 2 trifft, wobei deren Wellenwiderstände Z1 und Z2 seien, (...)
(...)
... wie kann dann Z1>>Z2 beispielsweise eine Schallwelle sein, die auf eine Wand trifft?
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Das ist es ja auch gar nicht. Z1>>Z2 ist eine Schallwelle, die in einer Wand (Z1) läuft und auf die Grenzfläche (Z1)Wand/Luft(Z2) trifft.
Und der Reflexionskoeffizient sagt dann aus, wieviel dieser Schallwelle an dieser Grenzfläche in die Wand zurückreflektiert wird. |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
Wohnort: Heidelberg
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| as_string Verfasst am: 20. Jul 2006 13:19 Titel: |
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Hallo!
Eigentlich hast Du Deine Fragen schon selbst beantwortet:
Wenn eine Schallwelle von Luft auf eine Wand trifft gilt der Fall Z1<<Z2 ==> r=-1 und Phasensprung = 180°
Wenn die Welle vom dichteren Medium auf ein viel weniger dichtes trifft, dann gilt Z1>>Z2 ==> r=+1 und kein Phasensprung.
Wahrscheinlich ist Dein Problem, dass Du Dir den zweiten Fall nicht so richtig vorstellen kannst. Einmal wäre natürlich möglich, dass sich der Schall in der Wand ausbreitet und dann auf eine Grenzfläche zur Luft stößt. Allerdings ist die Schallausbreitung in Festkörpern generell etwas komplizierter als in einem Gas, so dass ich mir nicht ganz sicher bin, ob das wirklich hier gemeint ist.
Andererseits könnte man sich auch ein sehr schweres Gas vorstellen, das über eine Membran mit einem sehr leichten Gas in Kontakt steht. Normalerweise werden aber die Dichteunterschiede dann auch nicht so wahnsinnig groß sein.
Auf der anderen Seite ist ja für die theoretische Berechnung das auch nicht weiter wichtig. Fakt ist, dass es dichtere und weniger dichte Medien gibt und man dafür Gleichungen aufstellen kann, deren Lösung eben genau das mit bzw. ohne Phasensprung ergibt.
Gruß
Marco |
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MaStaudig
Anmeldungsdatum: 20.07.2006
Beiträge: 3
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| MaStaudig Verfasst am: 20. Jul 2006 13:38 Titel: |
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Gut, jetzt weiß ich schonmal, dass eine Reflexion an einem dichteren Medium einen Phasensprung von 180 Grad hervorruft, allerdings ist in den von mir abgedruckten Punkten (das sind alles Auszüge aus meinem Skript) doch in dem Punkt:
| Zitat: |
Im Extremfall : Z1>>Z2 --> r=1 oder Z1<<Z2 --> r=-1. Im ersten Fall, welcher der Reflexion einer Schallwelle an einer Wand entsprechen würde, wird die Welle ohne Phasensprung reflektiert, im zweiten Fall erfolgt bei der Reflexion ein Phasensprung von 180 Grad.
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ein Fehler enthalten, denn, wie dermarkus ja schon bestätigt hat, bedeutet der Fall Z1>>Z2: Welle trifft von Medium mit hohem Wellenwiederstand auf Medium mit geringem Wellenwiederstand. Wenn der Wellenwiederstand proportional zur Massendichte ist bedeutet das z.B. Schall bewegt sich durch Wand und trifft auf Luft. Obiges Zitat müsste also lauten:
Im Extremfall : Z1>>Z2 --> r=1 oder Z1<<Z2 --> r=-1. Im ersten Fall, welcher der Reflexion einer Schallwelle aus einer Wand an Luft entsprechen würde, wird die Welle ohne Phasensprung reflektiert, im zweiten Fall erfolgt bei der Reflexion ein Phasensprung von 180 Grad.
Sehe ich das so richtig?
Gruß,
Martin |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 20. Jul 2006 15:16 Titel: |
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Einverstanden, das sehe ich auch so: Da hast du durch genaues Hinsehen in dem Skript einen Satz gefunden, in dem das Skript beim Erklären die beiden Fälle verwechselt hat. |
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MaStaudig
Anmeldungsdatum: 20.07.2006
Beiträge: 3
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| MaStaudig Verfasst am: 20. Jul 2006 16:50 Titel: |
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| Zitat: | | Da hast du durch genaues Hinsehen in dem Skript einen Satz gefunden, in dem das Skript beim Erklären die beiden Fälle verwechselt hat. |
Das ist ja nicht so schlimm, jeder macht Fehler. Es ist nur so anstrengend basierend auf wiedersprüchlichen Angaben Neues zu erlernen. Naja, zumindest diese Sache ist ja nun geklärt! Danke für Eure Mithilfe...
Gruß,
Martin |
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