Schwingungsformen in 3D


Stationäre räumliche Welle um ein Kraftzentrum.

Bei stehenden Wellen im Raum gibt es viele mögliche Schwingungsformen. Die Schwingungsknoten, also die Gebiete, in denen die Wellenfunktion immer null ist, sind Flächen und können kugelförmig oder kegelförmig sein, oder eine Ebene bilden. Man kann die stehenden Wellen danach einteilen, wie viele solche Knotenflächen vom jeweiligen Typ sie haben.

Die hier gezeigte Welle hat zwei "radiale Schwingungsknoten", also zwei konzentrische Kugelschalen, auf denen die Wellenfunktion Null ist. Dazu gibt es noch zwei kegelförmige Flächen, die einen "Doppelkegel" bilden.

Eigentlich ist das Work "Schwingung" nicht wirklich angebracht: Die Wellenfunktion oszilliert nicht hin und her. Die zeitlich periodische Bewegung besteht in der Rotation der zweidimensionalen Wellengröße, deren Richtung hier durch die Farbe dargestellt ist.

Bemerkung:

Die senkrechte Richtung ist hier immer als Symmetrieachse ausgezeichnet. Das ist allerdings völlig willkürlich. Wichtig ist nur, dass die Systematik der Schwingungsformen soviele verschiedene Formen erfaßt, dass daraus durch Überlagerung alle anderen Schwingunsformen erzeugt werden können. Dann ist die Systematik "vollständig".


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Links:

Die Lerneinheiten dieses Abschnitts Info
Visualisierung in drei Dimensionen
Verschiedene Visualisierungsmethoden im Vergleich
Stehende Wellen in 3D
Knotenflächen
Systematik der stehenden Wellen
Die Quantenzahl m und der Drehimpuls
Quantenzahlen
Einige Wellenfunktionen und deren Quantenzahlen
Übergänge zwischen Energiezuständen (vertikal)
Übergänge zwischen Energiezuständen (zirkular)