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Übungsaufgaben Physik II: Wellen
| Hinweis: Jeder hier aufgeführte Aufgabe liegt eine Musterlösung bei. Bitte beachten Sie, dass bei vielen Aufgaben mehrere Lösungswege möglich sind und die dargestellte nur eine Hilfestellung sein soll. Sie sollten daher auch erst in letzter Instanz die Musterlösung zu Rate ziehen. |
- Aufgabe 1:
Eine sinusförmige Welle breitet sich in positver x-Richtung aus. Die Amplitude ist u0=15cm, die Wellenlänge λ= 40cm und die Frequenz f=8Hz. Zum Zeitpunkt t=0 ist u(x=0) ebenfalls gleich 15cm.
(a)Bestimmen Sie die Wellenzahl k, die Periode T, die Kreisfrequenz ω, und die Phasengeschwindigkeit c dieser Welle.
(b) Wie groß ist der Phasenwinkel, der zum Zeitpunkt t=0 s am Ort x=0 cm die Phase bestimmt und wie lautet die Gleichung u(x,t) der Welle?
[Lösung: (a) k=15,71 m-1, T= 0,125 s, ω=50,27s-1; (b) φ0= π/2]
-Aufgabe 2:
Zwei kohärente Teilwellen 1 und 2 gleicher Wellenlänge λ= 546,1 nm, die einerseits 1mm dickes Glas der Brechzahl nG=1,5 passieren und andererseits parallel dazu durch 0,5mm dickes identisches Glas und in Luft verlaufen (siehe Abbildung 1), interferieren.
(a) Wie groß ist der Unterschied der geometrischen Wellenlängen zwischen den kohärenten Teilwellen 1 und 2?
(b) Wie groß ist der Gangunterschied ihrer optischen Weglängen?
[Lösung: (a) 0; (b) 0,25mm]
-Aufgabe 3:
