Transmissionsgrad bei mechanischen Wellen

Von: , Frage gestellt am Mi, 29. Apr 2009

Hallo,
wenn man Licht an einer Phasengrenze beobachtet, dann reicht das Verhältnis zwischen den einzelnen Wellenausbreitungsgeschwindigkeiten in den jeweils angrenzenden Medien, um zu wissen, wie viel Licht an der Phasengrenze reflektiert wird und wie viel transmittiert.

Wie ist das mit Reflexions- und Transmissionsgrad bei mechanischen Wellen?
Nehmen wir einen Betonklotz und ein fast evakuierten Raum herum.
Da wird ja so gut wie nichts transmittiert, hat das jetzt was mit dem Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit zu tun oder gibts da noch mehr Faktoren, den Transmissionsgrad beeinflussen?

Ich glaub, es gibt ja auch keine Totalreflexion bei mechanischen Wellen, oder?

Vielen Dank für eine Erläuterung
Gruß
Tim

4 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach 51 Minuten 0 hilfreich

   Re: Transmissionsgrad bei mechanischen Wellen

   Hallo Tim,
   
   meine Antwort liegt vielleicht etwas neben deinen Erwartungen, aber du stellst auch Fragen ;-)
   
   Du solltest bedenken, dass die Unterschiede in der Schallgeschwindigkeit wesentlich größer sind als beim Licht, Faktor ca. 1:18 Luft zu Stahl - im Gegensatz zur Lichtgeschwindigkeit 1:2,4 Vakuum zu Diamant. Und soetwas wie verschiedene Dichten gibt es für das Licht nicht.
   
   Desweiteren möchte ich nur eine Anmerkung machen: die Gehörknöchelchen dienen dazu, den Luftschall (geringe Druckunterschiede, große Amplituden) in Flüssigkeitsschall (große Druckunterschiede, kleine Amplituden) umzuwandeln. Wobei mir die Formulierung noch etwas unausgegoren vorkommt.
   
   War vielleicht ein kleiner Denkanstoß, Zoeomat
   

2. Antwort von nach 4 Stunden 0 hilfreich

   Re: Transmissionsgrad bei mechanischen Wellen

   Moin, Wellenausbreitungsgeschwindigkeiten in den jeweils
   angrenzenden Medien, um zu wissen, wie viel Licht an der
   Phasengrenze reflektiert wird und wie viel transmittiert.
   Wie ist das mit Reflexions- und Transmissionsgrad bei
   mechanischen Wellen?
   Nehmen wir einen Betonklotz und ein fast evakuierten Raum
   herum.
   Da wird ja so gut wie nichts transmittiert, hat das jetzt was
   mit dem Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit zu tun oder
   gibts da noch mehr Faktoren, den Transmissionsgrad
   beeinflussen?
   Man muß eine Welle natürlich einkoppeln können. Im Vakuum kann eine mechanische Welle mangels Trägermedium natürlich gar nicht existieren. Eine Grenzfläche zum Vakuum ist damit im Sinne für Wellen eine freie Oberfläche.
   Man kann es Ich glaub, es gibt ja auch keine Totalreflexion bei
   mechanischen Wellen, oder?
   Aber selbstverständlich gibt es sie. Bis auf den Unterschied, dass mechanische Wellen im Gegensatz zu Licht ein Trägermedium brauchen, gilt praktisch alles genauso; ein gutes Stichwort um sich über solche Wellen zu erkundigen ist "seismische Wellen", weil sich Geophysiker, die sich mit Erdbeben u.ä. beschäftigen eigentlich nichts anderes tun, als solche Wellen zu interpretieren :)
   Als guten Startpunk empfehle ich hier bspw. http://de.wikipedia.org/wiki/Seismische_Welle - das beschreibt auch den Zusammenhang der Wellengeschwindigkeit mit anderen physikalischen Größen. Ansonsten helfen auch Bücher über Geophysik, insbesondere über Geophysik des Erdkörpers ansich, über Seismik viel weiter.
   
   Gruß,
   Ingo
   

3. Antwort von nach 13 Stunden 0 hilfreich

   Re: Transmissionsgrad bei mechanischen Wellen

   Hallo Tim
   Die Technologie der mechanischen Wellenausbreitung ist bei der Anwendung von U(ltraschall sehr gut erforscht und dokumentiert.
   Alle möglichen Phänomene werden dort beschrieben und berechnet.
   Aber grundsätzlich gilt für mechanischer Wellen müssen Träger da sein, Vakuum geht nicht.
   Totalreflektion ist möglich, wenn Geschwindigkeitunterschiede und Winkel passen.
   Mach Dich mal bei Frau Gurgel über Ultraschall schlau, dann hast Du alle Informationen.
   Gruss
   Rochus
   

   • Antwort von nach einem Tag 0 hilfreich

     Interferenz bei eingeschwungenen Systemen

     Aber grundsätzlich gilt für mechanischer Wellen müssen Träger
     da sein, Vakuum geht nicht.
     Totalreflektion ist möglich, wenn Geschwindigkeitunterschiede
     und Winkel passen.
     Ok, dann kann man das wohl mit konstruktiver und negativer Interferenz beschreiben. Wenn der Winkel entsprechend ist, gibt es nur noch konstruktive Interferenz in Richtung Reflexionswinkel und nach außerhalb des Mediums kann aufgrund der fehlenden konstruktiven Interferenz schlecht Energie weitergeleitet werden.
     
     Aber die Modellvorstellung von Interferenz bei mechanischen Wellen greift doch erst, wenn das System eingeschwungen ist.
     Wenn sich die Wellen der verschiedenen Wellenzentren im ganzen System ausgebreitet haben.
     Aber die ersten Wellenberge und Täler breiten sich doch noch ohne Einfluss der anderen Wellen von den anderen Wellenzentren aus, diese Phase nennt man doch einschwingen.
     Deshalb müssen doch Musiker, die ein Blechblasinstrument spielen, den Ton etwas früher anspielen, da das Blechblasinstrument im Vergleich zu anderen Instrumenten lange für das Einschwingen braucht.
     
     Aber mal genau betrachtet, gibt es doch auch bei Totalreflexion ein wenig Transmission. Wenn ein eingeschwungener Klotz von Luft umgeben ist, so wird sich doch auch bei Totalreflexion die Schwingung an der Oberfläche nicht vermeiden lassen und so ein kleiner Teil transmittiert werden. Nur aufgrund der destruktiven Interferenz oder keiner positiven Interferenz nicht viel.
     Gibt es einen extra Namen für diese Verluste?
     
     Vielen Dank
     

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