Aufgabe 1 - Teilaufgabe 1: Interferenz von Wasser… · Abitur NRW Physik GK · Haupttermin 2022

Aufgabenstellung:

Aufgabe: Interferenz von Wasser-, Licht- und Materiewellen

Teilaufgabe 1: Interferenz von Wasserwellen

In einer Wellenwanne werden Wasserwellen betrachtet. Zwei punktförmige Erreger in $E_1$ und $E_2$ senden kreisförmige Wellen aus. Beide Erreger schwingen gleichphasig, haben dieselbe Frequenz $f$ und dieselbe Amplitude $A$. In Abbildung 1 sind die Wellenfronten der Wellenberge und Wellentäler für einen bestimmten Zeitpunkt schematisch dargestellt.

Die Wasserwellen, die beide Erreger aussenden, besitzen die Wellenlänge $\lambda = 2{,}0\text{ cm}$ und breiten sich mit der Geschwindigkeit $c = 16\text{ }\frac{\text{cm}}{\text{s}}$ aus.

a)

Berechnen Sie die Frequenz $f$, mit der beide Erreger schwingen. [2 Punkte]

b)

• Bestimmen Sie für den Punkt $P$ den Gangunterschied $\Delta s$. [3 Punkte]

• Geben Sie an, was die eingezeichnete Linie $a$ hinsichtlich des Gangunterschieds bedeutet. [2 Punkte]

Der Punkt $P$ befindet sich auf einer nicht eingezeichneten Linie $b$, die hinsichtlich des Gangunterschieds eine ähnliche Bedeutung hat.

• Zeichnen Sie die zugehörige Linie $b$ in Abbildung 1 ein. [2 Punkte]

• Erläutern Sie die Begriffe „konstruktive“ und „destruktive Interferenz“ allgemein sowie anhand der beiden Linien $a$ und $b$. [4 Punkte]