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Versuche

Schwebungen (Simulation)

 
  
  
©  W. Fendt 2001
HTML5-Canvas nicht unterstützt!
Abb. 1 Simulation des Effekts der Schwebung
 

Senden zwei Schallquellen (zum Beispiel zwei Stimmgabeln) Schallwellen mit beinahe übereinstimmender Frequenz aus, so nimmt man keine getrennten Töne wahr, sondern einen einzigen Ton, dessen Lautstärke regelmäßig kleiner und größer wird. Diese Erscheinung wird als Schwebung bezeichnet und kann durch die Überlagerung der beiden Wellen erklärt werden.

Die beiden oberen Diagramme dieser Simulation zeigen für zwei Einzelwellen gleicher Amplitude jeweils die Elongation (\({y_1}\) beziehungsweise \({y_2}\)) als Funktion der Zeit \(t\). Die Elongation \(y\) der Gesamtwelle zu einem bestimmten Zeitpunkt ergibt sich durch Addition der einzelnen Elongationen (\(y = {y_1} + {y_2}\)). Aus dem unteren Diagramm kann man entnehmen, wie diese Elongation \(y\) von der Zeit \(t\) abhängt. Die beobachtete Veränderung der Lautstärke ist als periodische Veränderung der Amplitude zu erkennen.

Der Schaltknopf "Zurück" stellt den Anfangszustand her. Mit dem anderen Schaltknopf kann man die Simulation starten, unterbrechen und wieder fortsetzen. Wählt man die Option "Zeitlupe", so erfolgt die Bewegung verlangsamt, und zwar um den Faktor \(10\). Die Frequenzen der beiden Einzelwellen lassen sich zwischen \(100{\rm{Hz}}\) und \(1000{\rm{Hz}}\) variieren ("Enter"-Taste nicht vergessen!).

Wir danken Herrn Walter Fendt für die Erlaubnis, diese HTML5/Javascript-Animation auf LEIFIphysik zu nutzen.

Aufgabe

Stelle die Frequenzen \(f_1\) und \(f_2\) der ursprünglichen Schwingungen so ein, dass die Schwebungsfrequenz einmal klein und einmal groß ist.

Lösung