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Lexikon der Geographie: Wellen

Wellen, Ausbreitung periodischer Störungen im Raum. In der Natur treten viele Arten von Wellen auf. Die augenfälligsten sind die Seegangswellen (Seegang). Wellen werden durch lineare Differenzialgleichungen beschrieben, d.h. Wellen lassen sich überlagern, ohne miteinander in Wechselwirkung zu treten (Superpositionsprinzip). Insbesondere lässt sich jedes Wellenfeld durch eine Überlagerung harmonischer Wellen darstellen. Die Zerlegung eines beliebigen Wellenfeldes in harmonische Wellen bezeichnet man als harmonische Analyse, sie erfolgt mithilfe der Fouriertransformation. Eine harmonische Welle wird durch die Wellenperiode T (zeitliche Aufeinanderfolge zweier Wellenmaxima an einem festen Ort), die Wellenlänge L (räumlicher Abstand zweier Wellenmaxima), die Amplitude A (Abweichung des Wellenmaximums von der Ruhelage) und die Phase φ (Lage des Wellenmaximums relativ zu den zeitlichen und räumlichen Koordinaten) bestimmt. Aus dem Kehrwert der Periode erhält man die Frequenz f=1/T oder die Kreisfrequenz ω=2π/T, aus dem Kehrwert der Wellenlänge die Wellenzahl k=2π/L. Bei Ausbreitung im zwei- oder dreidimensionalen Raum ist die Wellenzahl durch den Wellenvektor zu ersetzen, der neben der Wellenlänge auch die Ausbreitungsrichtung der Welle bestimmt.

DK

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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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