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3.6  Vektoraddition von harmonischen Wellen



Literatur


(Siehe Hecht, Optik [Hec05, pp. 420]) (Siehe Tipler, Physik [TM04, pp. 1120])

Wir betrachten zwei Wellen

E  = E^ sin (ωt )      E  = E^ sin(ωt) + δ)
  1    1               2     2
(3.1)

Beide Schwingungen haben die gleiche Frequenz: die Zeiger der Schwingung behalten ihre relative Stellung und rotieren gemeinsam. Die Summe muss sein

E1+E2  =  ^E1 sin (ωt)+ ^E2 sin (ωt)+δ ) = E ′ = ^E ′sin (ωt + δ ′)
(3.2)

Wir legen die ”1”-Achse so, dass der Vektor E1 entlang dieser Achse ist. Die Komponenten von E2 sind entlang der ”1”-Achse E2,1 = Ê2 cos δ und entlang der ”2”-Achse E2,2 = Ê2 sin δ. Damit sind die Komponenten

E ′1 =   E^1 + E^2 cos δ
  ′
E  2 =   E^2 sin δ                  (3.3)

Damit ist

      ∘ ------------  ∘ ----------------------------
E ′ =   E′12 + E′22 =   ( ^E1 + E^2 cosδ )2 + ( ^E2 sin δ)2
(3.4)

oder

      ∘ ----------------------
  ′     ^ 2    ^ ^          ^2
E  =    E1 + 2E1 E2 cosδ + E 2
(3.5)

Die Phase ist

          ′       ^
tan δ′ = E-2=  ---E2-sin-δ---
        E ′1   E^1 + E^2 cos δ
(3.6)

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pict

Grafische Darstellung der Vektoraddition

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