Fourieranalysator für Wasserwellen

 

 

Optische Fourieranalyse - Dispersion einmal anders veranschaulicht

Das Foto zeigt das Ringsystem von Wasserwellen, wie es kurz nach dem Einschlag eines Steins zu beobachten ist. Bemerkenswert ist, dass die längeren Wellen den kürzeren vorauseilen. Ursache hierfür ist die Dispersion. Der Einschlag bewirkt einen kurzen Anregungsimpuls, den man sich in seine harmonischen Bestandteile zerlegt denken kann. Die Teilwellen werden bald getrennt sichtbar, da sie unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten besitzen. Die Erscheinung ist daher ein Modellversuch für eine optische Fourieranalyse. Bei den hier angeregten Wellen handelt es sich um Tiefwasser-Schwerewellen, für welche die Phasengeschwindigkeit proportional zur Wurzel aus der Wellenlänge ist. In Lehrbüchern findet man in der Regel nur Darstellungen von ringförmigen Seichtwasser-Schwerewellen, die dispersionsfrei sind. Ausführungen zu Schwerewellen finden sich beispielsweise in: Berkeley Physik Kurs Band 3, Vieweg 1982. (Text und Foto: W. B. Schneider, Erlangen).

Siehe auch: Verfahren zur Fouriersynthese