Wie übertragen Schallwellen Energie?

Schallwellen übertragen Energie, indem sie sukzessive Kompressionen und Verdünnungen in den Partikeln des Mediums verursachen, ohne die Partikel des Mediums selbst zu transportieren. Schall in Festkörpern kann sich auch als Transversalwellen manifestieren, die Wellenberge und -täler in der Ausbreitung verursachen mittel.

Wellen können durch zwei grundlegende Parameter charakterisiert werden: Amplitude und Frequenz. Fokussiert man sich auf einen einzelnen Punkt, der in einem durch eine Schallwelle angeregten Medium schwingt, ist die Amplitude die maximale Entfernung, die der schwingende Punkt relativ zu seiner Ruheposition zurücklegt. Die Aufnahme einer Momentaufnahme einer sich ausbreitenden Schallwelle zeigt aufeinanderfolgende Kompressionen und Verdünnungen, Bereiche, in denen das Mediummaterial zusammengedrückt bzw. weit auseinander gespreizt ist. Der Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier aufeinanderfolgender Kompressionen oder Verdünnungen ist die Wellenlänge der Welle.

Die Frequenz ist der Kehrwert der Wellenlänge. Je größer die Frequenz, desto kleiner die Wellenlänge. Eine höhere Frequenz führt dazu, dass die Welle bei ihrer Ausbreitung eine größere Anzahl eng gruppierter Kompressionen und Verdünnungen aufweist. Mit zunehmender Amplitude und Frequenz der Welle nimmt auch die durch die Ausbreitung der Welle übertragene Energie zu. Extrem kurze Ultraschallwellen mit geringer Amplitude können verwendet werden, um Polymermaterialien zu erhitzen und zusammenzuschweißen.