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Welle - Wellenbewegung.

ter, meist cylindrischer Rotationskörper, in der Regel aus Eisen oder Stahl, selten aus Holz, auf welchem rotierende Teile, z. B. Räder oder Riemenscheiben, befestigt sind. Lange Wellen (Wellenleitungen) werden namentlich zur Verteilung von Drehkräften nach verschiedenen Teilen einer Fabrik benutzt. Derartige Wellenleitungen bestehen aus einzelnen Stücken von 5-6 m Länge, die durch Kuppelungen (s. d.) verbunden und an geeigneten Stellen in Zapfenlagern (s. Lager) gestützt werden, welche an einer Mauer, an der Decke oder an Säulen befestigt sind. Die Übertragung der Drehkräfte bildet den charakteristischen Unterschied zwischen Wellen und Achsen, welch letztere nur durch das Gewicht rotierender Teile belastet werden, zu deren Stützung sie dienen. Die amerikanischen biegsamen Wellen bestehen aus mehreren ineinander steckenden Cylindern aus schraubenförmig gewundenem Draht mit einem einzelnen Draht als Kern. Die Schraubenwindungen sind abwechselnd rechts- und linksgängig, so daß man im stande ist, die W. in beiden Drehrichtungen zu beanspruchen, ohne die Windungen aufzudrehen. Die W. wird in einen Lederschlauch eingeschlossen, welcher nicht an der Drehung teilnimmt. Am Ende kann ein rotierendes Werkzeug, z. B. ein Bohrer, angebracht sein, mit welchem man leicht an jeder beliebigen Stelle eines Arbeitsstücks bohren kann. Zuerst wurde die biegsame W. in kleinen Dimensionen von den Zahnärzten zu Bohrungen an Zähnen verwendet, bald aber fand sie als wichtiges Hilfsmittel in Werkstätten Anwendung. Bei der Sonnenwarte in Potsdam ist durch dieselbe die Bewegung der Klappen in dem Ausschnitt der Kuppel bewirkt worden, da die Kuppel ganz frei bleiben mußte und die biegsame W. sich den Bogen derselben bequem anschmiegt, ohne bemerkt zu werden.

Welle, Fluß, s. Uëlle.

Wellenbewegung (Undulation) nennt man die Fortpflanzung einer schwingenden Bewegung von Teilchen zu Teilchen, wobei jedes in der Fortpflanzungsrichtung folgende Teilchen seine Schwingung etwas später beginnt als das vorhergehende. Ein anschauliches Bild von den Vorgängen bei der W. bietet ein wogendes Ährenfeld. Jede Ähre wird von dem Wind hinabgebogen, richtet sich aber vermöge der Elastizität des Halms wieder empor, biegt sich wieder hinab etc. und vollführt in dieser Weise regelmäß sich wiederholende Bewegungen oder Schwingungen. Die folgenden Ähren werden durch den Windstoß, der die erste zu schwingen zwang, um so später in Schwingungen versetzt, je weiter sie in der Reihe der Ähren von der ersten entfernt sind. Infolge der regelmäßigen Abwechselung von niedergebogenen und wieder aufgerichteten Ährenreihen zeigt die Oberfläche des Feldes in jedem Augenblick die Form von abwechselnden Vertiefungen und Erhöhungen; diese Wellenform sehen wir mit der Geschwindigkeit des Windes das Feld entlang eilen, während jede Ähre, an ihrem Ort festgewurzelt, ihre schwingende Bewegung macht. Wirft man einen Stein in ein ruhig stehendes Gewässer, so wird das an dieser Stelle hinabgedrückte Wasser durch den Druck des umgebenden Wassers wieder emporzusteigen genötigt, kommt aber, nachdem es den ursprünglichen Wasserspiegel erreicht hat, hier nicht plötzlich zur Ruhe, sondern setzt seine Bewegung nach aufwärts fort, bis die entgegenwirkende Schwerkraft es wieder zum Herabsinken zwingt; so vollführt das durch den Stein zuerst aus seiner Ruhelage gebrachte Wasserteilchen eine Reihe auf- und abwärts gehender Schwingungen. Es kann aber das Gleichgewicht des Wasserspiegels nicht an einer Stelle gestört werden, ohne daß sich die Störung wegen der allseitigen Fortpflanzung des Wasserdrucks auch auf die ringsum benachbarten Wasserteilchen überträgt und diese veranlaßt, in gleichem Takt wie das zuerst gestörte Teilchen auf- und abzuschwingen, wobei jedes weiter entfernte Teilchen seine schwingende Bewegung etwas später beginnt als das ihm unmittelbar vorhergehende. Jede Hebung des zuerst gestörten Teilchens gibt zu einer Hebung der rings benachbarten Teilchen Anlaß, welche, indem sie nach allen Richtungen fortschreitet, einen ringförmigen Wall um den Erregungsmittelpunkt bildet; die darauf folgende Senkung erzeugt ebenso eine kreisförmige Rinne, welche als Wellenthal dem vorausgegangenen Wellenberg unmittelbar sich anschließt. Während also das zuerst erregte Teilchen eine ganze aus Hebung und Senkung bestehende Schwingung vollendet, erzeugt es eine vollständige aus Wellenberg und Wellenthal gebildete Welle, und indem es fortfährt zu schwingen, scheinen aus ihm immer neue Wellenringe hervorzuwachsen, welche sich erweiternd mit gleichförmiger Geschwindigkeit nach außenhin fortschreiten. Es ist aber nur die Gestalt der Wasserfläche, welche fortschreitet, nicht aber das Wasser selbst; die Wasserteilchen verlassen dabei ebensowenig ihren Ort als die Halme eines wogenden Ährenfeldes, sondern schwanken nur auf und ab, wie man an einem auf dem Wasser schwimmenden kleinen Holzstückchen, das diese schwingende Bewegung mitmacht, leicht beobachten kann. Die Gesamtheit aller von demselben Erregungspunkt ausgehenden Wellenringe bildet ein Wellensystem. Jede vom Mittelpunkt des Wellensystems auf der wagerecht gedachten Wasserfläche gezogene Gerade heißt ein Wellenstrahl. Alle Wasserteilchen, welche im Ruhezustand auf dieser Geraden (A B, Fig. 1) lagen, befinden sich während der W. teils darüber, teils darunter, je nachdem sie augenblicklich einem Wellenberg oder einem Wellenthal angehören, und bilden daher in ihrer Aufeinanderfolge eine auf- und abgewundene Wellenlinie. Eine Strecke auf dem Strahl, welche von einer vollständigen Welle, nämlich einem Wellenberg und einem Wellenthal, eingenommen wird, nennt man eine Wellenlänge. Betrachten wir die beiden Teilchen, welche augenblicklich die Gipfel zweier aufeinander folgender Wellenberge einnehmen, so finden wir beide gerade im Begriff, aus dieser ihrer höchsten Lage nach abwärts zu gehen; diese beiden Teilchen, welche offenbar um eine ganze Wellenlänge voneinander abstehen, befinden sich also in dem nämlichen Schwingungszustand. Dasselbe gilt überhaupt von je zwei Teilchen, welche um eine oder mehrere ganze Wellenlängen voneinander entfernt sind, ihre Bewegungen erfolgen in völliger Übereinstimmung. Nehmen wir dagegen zwei Teilchen, welche um eine halbe Wellenlänge voneinander abstehen, von denen z. B. das eine auf dem Gipfel eines Wellenbergs, das andre in der Tiefe des benachbarten Wellenthals liegt, so sind dieselben in gerade entgegengesetzten Schwingungszuständen. Während nämlich jenes aus seiner höchsten Lage nach abwärts zu gehen beginnt, ist dieses im Begriff, aus seiner tiefsten Lage nach aufwärts zu gehen. Überhaupt sieht man ein, daß die Bewegungen zweier

^[Abb.: Fig. 1. Wellenstrahl.]