Versuch 

Info

Die Wanne wird von unten beleuchtet. Der Spiegel darüber dient zur Projektion der Wellen an die Wand.

Die Wanne wird von unten beleuchtet. Der Spiegel darüber dient zur Projektion der Wellen an die Wand. ...

Totalreflexion beim Übergang vom seichten ins tiefe Wasser

Totalreflexion beim Übergang vom seichten ins tiefe Wasser ...

Beobachtet wird die Totalreflexion ebener Wasserwellen beim stufenförmigen Übergang vom seichten ins tiefe Wasser. Evaneszente Wellen sind sichtbar.

Beschreibung

Tipps zur Wellenwanne:
Hartes Wasser: Das Wasser sollte den Wellenerreger nicht benetzen. Der Wellenerreger verbeult die Wasseroberfläche. Alle Hindernisse und der Rand der Wellenwanne müssen vor dem Versuch per Hand benetzt werden, sonst entstehen unerwünschte Säume im Projektionsbild.
Weiches Wasser: Damit störende Reflexionen an den Wänden vermieden werden, fügt man dem Wasser wenig Benetzungsmittel (z.B. Tergitol L-62) hinzu. Der Wellenerreger wird ganz leicht auf die Flüssigkeit aufgesetzt. Die Flüssigkeitsoberfläche zieht sich hoch. Während der Schwingung soll die Wasserhaut haften bleiben.

Die Wellenwanne muss waagerecht ausgerichtet sein. Die Höhe der Hindernisse sollte wenig größer sein als die Wassertiefe. Das Wasser benetzt dann das ganze Hindernis und es bildet sich überall eine Wasserhaut.
Bei der Demonstration von Brechung von Wasserwellen sollte man auf Wellenlänge und die Wassertiefe achten.
Die Dispersion der Wasserwellen ändert ihr Vorzeichen (→ +) bei λ = 1,7 cm. Der Geschwindigkeitsunterschied der Wasserwellen ist umso größer, je kleiner die Frequenz der Wellen ist. Das Verhältnis Tiefwasser zu Flachwasser wählt man bis zu 10:1, wobei bei Frequenzen 4 Hz bis 10 Hz die Flachwassertiefe um 2 mm sein kann. Bei höheren Frequenzen ab 20 Hz muss die Flachwassertiefe kleiner als 1 mm sein. Zu geringe Wassertiefen haben eine zu starke Dämpfung.