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Physik Wellenoptik Physik Mechanik der Wasserwellen

Wenn Wasser auf Festland trifft, spielen sich komplizierte Vorgänge ab. Bei der Fortpflanzung einer Welle kommt es u.a. zu Beugungen, Brechungen, Reflexionen und Refraktionen.

Eine Welle wird langsamer, verstellt sich und bricht, wenn sie sich in untiefes, flaches Gelände bewegt.

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Wasserwellen und Wasserströmungen

In Wasserwellen wird Energie ohne Verschiebung der Materie (Wasser) transportiert. Bei der Wellenfortpflanzung wird die mechanische Energie durch Molekülstösse von einem Wasserteilchen an das andere weitergegeben. Die Wasserteilchen selbst machen dabei lediglich eine kreisähnliche Bewegung. Die Wassermassen bleiben bei der Wellenfortpflanzung mehr oder weniger an der gleichen Stelle.

In Wasserströmungen (wie die Meeresströmung «Golfstrom») werden sowohl die mechanische Energie wie auch die Wärmeenergie transportiert. In einer Wasserströmung wird die Materie, also auch das Wasser selbst, weiterbewegt. Fliessendes Wasser verhält sich auch physikalisch anders als Wasserwellen

Die Vorgänge, welche Wasserwellen für sich allein auslösen, lassen sich besser verstehen als jene, wo auch fliessendes Wasser beteiligt ist. An den Küsten von Meeren treten sowohl Wasserwellen wie auch Wasserströmungen auf.

Treffen Wellen oder Wasserströmungen auf Hindernisse (Inseln usw.) oder Festland, so werden sie nach den Gesetzen der Physik abgelenkt. Wenn Wasserwellen und/oder Wasserströmungen auf Hindernisse treffen, spielen sich gleichzeitig oder nacheinander mehrere dynamische Prozesse ab. Die Vorgänge sind schwierig theoretisch zu erklären und mathematisch zu erfassen.

Vor allem bei den Wasserwellen sind das Reflexionsgesetz, der Energie- und der Impulserhaltungssatz wichtige physikalische Gesetze. Zusätzlich beeinflussen noch viele weitere Faktoren das Verhalten des Wassers.

Für ein Einzelereignis wie die Energieweitergabe oder die Reflexion sind die Gesetze für definierte Rahmenbedingungen klar mathematisch formuliert. Wasserteilchen verhalten sich allerdings nicht genau gleich wie elastische Kugeln (Billardkugel, Fussball usw.).

Wasserwellen können sich durchdringen, also interferieren.

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