File:Strandwellenfrequenz (etwa 0,3 Hertz).webm

Deutsch: Strandphysik: Wellen am Badestrand von Wangerooge (Niedersachsen): eine Reihe aus Holzpfählen markiert das Ende des Badestrandes. Die Pfähle haben untereinander einen Abstand von je 10 Metern zum Nachbarpfahl. Das erlaubt eine Abschätzung der Frequenz der Wellen am Strand.

Je weiter man vom Ufer entfernt ist, desto tiefer ist das Wasser und desto schneller sind die Wellen. Für die 10 Meter zwischen zwei Pfählen weit außen benötigen die Wellen nur etwa 2 Sekunden. Die Periodendauer an einem Pfahl ist dann weit außen ist dann 2 Sekunden, was eine Frequenz von 0,5 Hertz ergibt. An einem Pfahl etwa auf halber Strecke zwischen dem ersten und letzten Pfahl dauert es zwischen zwei eintreffenden Wellekämmen etwa 3 Sekunden. Damit ist die Frequenz etwa ein Drittel Hertz oder grob 0,3 Hertz. Für den Pfahl ganz nahe am Strand dauert es zwischen zwei eintreffenden Wellen etwa 4 Sekunden, was eine Frequenz von 0,25 Hertz ergibt. Der Kehrwert der Periodendauer ergibt immer die Frequenz einer Welle.

Es gilt auch, dass die Frequenz malgerechnet mit der Wellenlänge gleich der Geschwindigkeit ist. Definiert man die Wellenlänge als den Abstand zwischen zwei Wellenkämmen (die höchsten Stellen der Welle), dann kann man damit rechnen, wobei sich am Ende aber Unstimmigkeiten ergeben: wenn die beobachtete Wellenänge (Abstand von zwei Kämmen) zum Beispiel 2 Pfähle und damit 20 Meter beträgt und die Frequenz etwa ein Drittel oder 0,3 Hertz ist, dann haben die Wellen eine Geschwindigkeit von rund 6 Metern pro Sekunde oder rund 22 km/h. Mit einer Stoppuhr und einer genauen Beobachtung mit Hilfe der Abstandspfähle kann man die Abschätzungen genauer machen.

Unstimmigkeiten oder eine Paradoxie ergibt sich dann so: zum Strand hin überholt oft eine Welle eine andere. Damit nimmt der Abstand zwischen den Wellenkämmen bis letztendlich hin zu Null ab. Definiert man die Wellenlänge über den Abstand zweier aufeinanderfolgender Wellenkämme (oder Wellentäler), dann muss die Wellenlänge hin zum Strand abnehmen. Berechnet man jedoch die Wellenlänge über die Formel Frequenz mal Länge gleich Gechwindigkeit (l·f=v) direkt aus der beobachteten Frequenz under beobachteten Geschwindigkeit, so kommt man zu einer immer gleichen vom Ort unabhängigen Wellenlänge (im Beispiel hier von etwa 10 Metern). Das ist näher ausgeführt zu einer kurzen Bilderfolge von Strandwellen in Wangerooge.

Neben dem klassischen Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit, der Länge und der Frequenz von Wellen kann man auf kleinen Inseln auch gut den Effekt der Beugung von Wasserwellen beobachten.