Kapillarwelle

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Kapillarwellen auf dem Wasser

Kapillarwellen sind Transversalwellen kleiner Wellenlänge an einer Flüssigkeitsoberfläche, deren Eigenschaften hauptsächlich von der Oberflächenspannung der Flüssigkeit abhängen. Bis zu einer Wellenlänge von etwa einem Zentimeter wird die Ausbreitungsgeschwindigkeit fast ausschließlich von der Oberflächenspannung bestimmt.[1] Mit steigender Wellenlänge gehen Kapillarwellen in Schwerewellen über, bei denen der Einfluss der Schwerkraft überwiegt.

Physikalische Beschreibung[Bearbeiten]

Am höchsten Punkt eines Wellenberges (y = h) wirkt der Kapillardruck

p = \frac{\sigma}{r}

mit

y(x) = h \cdot \sin(2\pi \cdot x/\lambda)
mit
  • der vertikalen Koordinate y
  • der horizontalen Koordinate x
  • der Amplitude h.

Kapillarwellen haben eine anomale Dispersion, d. h. ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit nimmt mit steigender Wellenlänge \lambda ab:

c_\mathrm{kap} = \sqrt{\frac{2 \pi \cdot \sigma}{\rho \cdot \lambda}}

mit

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.  Joachim Grehn (Hrsg.): Metzler Physik. 2. Auflage. Schroedel Schulbuchverlag GmbH, Hannover 2005, ISBN 3-507-05209-1, S. 124.

Literatur[Bearbeiten]

  •  Erich Truckenbrodt: Elementare Strömungsvorgänge dichteveränderlicher Fluide sowie Potential- und Grenzschichtströmungen. In: Fluidmechanik. 2, Springer, 2008, ISBN 3-540-79023-3.
  •  Dieter Meschede: Gerthsen Physik. 23. Auflage. Springer, Berlin/Heidelberg/New York 2006, ISBN 3-540-25421-8.
  •  Joachim Grehn (Hrsg.): Metzler Physik. 2. Auflage. Schroedel Schulbuchverlag GmbH, Hannover 2005, ISBN 3-507-05209-1.

Weblinks[Bearbeiten]