Fortschreitende Longitudinalwelle

Bei der Longitudinalwelle schwingen die Mediumteilchen in Ausbreitungsrichtung (bzw. in Gegenrichtung). Im einfachen Modell stellt man sich kleine Massen vor, die durch kleine Schraubenfedern verbunden sind; alle Massen schwingen zur Nachbarmasse hin bzw. von dieser weg. Im Kontinuum treten reine Longitudinalwellen nur auf, wenn die quer zur Ausbreitungsrichtung liegende Abmessung so groß ist, dass Querkontraktionen weitgehend vernachlässigt werden können.

Betrachtet man ein kleines Teilvolumen, dessen Abmessungen absolut konstant bleiben, so ändert sich darin die Mediummasse. Betrachtet man hingegen einen Bereich konstanter Masse (im Bild grün bzw. rot gekennzeichnet), so ändert sich darin wegen der Volumenänderung die Mediumdichte. Im Bild schwingt jeder der durch Trennstriche abgegrenzten Bereiche sinusförmig hin und her - sein Schwingungszentrum bleibt aber ortsfest. Ein bestimmter Zustand, z.B. maximale Kompression, wandert jedoch mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit c von links nach rechts durchs Bild. Der Abstand zweier benachbarter Dichtemaxima entspricht der Wellenlänge.

Die schrägstehenden schwarzen Striche sollen das Erkennen der Auslenkung erleichtern - sie sind nicht Teil des schwingenden Mediums.

Hinweis: Zur richtigen Darstellung der Animation mit dem Internet Explorer: Unter Internetoptionen - Sicherheit - Stufe anpassen - "ActiveX-Steuerelemente und Plugins ausführen" aktivieren.

Weitere Details siehe Kap. A.2 und Kap. 1.4.