Schallschwingungen – Phase der Schallwelle

Je weiter sich die Schallwelle vom Lautsprecher entfernt hat, desto länger ist sie unterwegs und desto stärker hat sich die Phase verschoben, relativ zur Ausgangsphase der Schallwelle beim Lautsprecher.

Mit folgendem Trick können wir diese Phasenverschiebung sozusagen „einfrieren“:  Wir kopieren das Ausgangssignal des Lautsprechers zu der Position von Lampe und Mikrophon, und addieren dieses zu dem Signal, das das Mikrophon aufnimmt. Der Winkel zwischen den drehenden Rädern, also die Phasendifferenz, bleibt nun fest und ist auch bei der sich ausbreitenden Welle sozusagen eingefroren.

Die Lampe leuchtet nun bei steigendem Abstand periodisch hell und dunkel, je nach Phasendifferenz der beiden drehenden Räder.

Im Minimum, also bei einer Phasenverschiebung von einer halben Wellenlänge, stehen die drehenden Räder gerade entgegengesetzt. Im Maximum, also bei einer ganzen Wellenlänge Phasenverschiebung, zeigen sie in dieselbe Richtung. Die Phasenverschiebung wächst kontinuierlich, so dass Hell und Dunkel sich im Abstand einer halben Wellenlänge der Schallwelle abwechseln.

Wedeln wir mit dem Stab nach oben und unten, können wir die Schallwelle im Raum sozusagen abtasten und wir erhalten in der Langzeitbelichtung –  ein Abbild von Minima und Maxima der Schallwelle!