Eine Longitudinalwelle, auch Längswelle genannt, ist eine physikalische Welle, bei der die Bewegungsrichtung der schwingenden Teilchen (Luftmoleküle, etc.), bzw. die Feldlinien der beteiligten Felder, in Ausbreitungsrichtung verlaufen. Das Gegenteil ist bei einer Transversalwelle, auch Querwelle genannt, der Fall.

Longitudinalwellen sind sehr oft Druckwellen. Das bedeutet, dass sich ein Überdruck (bzw. Unterdruck oder Zug) in einem Medium in der Ausbreitungsrichtung fortpflanzt (verschiebt/verbreitet).

Das typische Beispiel einer longitudinalen Welle ist die Ausbreitung von Schall in Gasen und Flüssigkeiten. Da die Koppelung der Moleküle in diesen Stoffen meist sehr schwach ist, kann sich eine Welle nicht transversal ausbreiten sondern nur durch direkte Stöße, d.h. Druck.

Die einzelnen Teilchen (Atome / Moleküle) in dem Ausbreitungsmedium schwingen hierbei in der Ausbreitungsrichtung um den Betrag der Amplitude hin und her. Nach dem Durchlauf der Schwingung bewegen die Teilchen sich wieder an ihre Ruhestellung (Gleichgewichtslage) zurück. Durch die Ausbreitung der Schwingung geht keine Energie verloren (abgesehen von Reibungsverlusten zwischen den Teilchen).

• In einem linearen Medium (z. B. einer Feder) ist der Betrag der Amplitude an allen Stellen des Mediums gleich.
• In einem Raum-Medium (z. B. Raum mit Luft) nimmt die Energie im Quadrat zum Abstand des "Senders" ab, da die Fläche des Raumwinkels mit dem Abstand quadratisch wächst. Die Energie ist dabei proportional zum Quadrat der Amplitude.

In Plasmen und in anderen elektrischen Leitern gibt es elektromagnetische Longitudinalwellen neben den elektromagnetischen Transversalwellen.

Beispiele

• Longitudinalwelle: Schall in Luft, seismische P-Welle
• Transversalwelle: elektromagnetische Welle, seismische S-Welle

Medien

WellenlehreAkustik

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