Knotenfläche

Eine Knotenfläche beschreibt das scheinbar feststehende Interferenzminimum einer mehrdimensionalen stehenden Welle:

Eindimensionale stehende Wellen (z. B. Gitarrensaiten) schwingen um (nulldimensionale) punktförmige Wellen- oder Schwingungsknoten, um Knotenpunkte
Zweidimensionale stehende Wellen (z. B. Trommel und Gong) schwingen um (eindimensionale) Knotenlinien
Dreidimensionale stehende Wellen schwingen um (zweidimensionale) Knotenflächen.

Wichtige Anwendungen finden sich in der Elektrotechnik, in schwingenden Musikinstrumenten sowie in der theoretischen Chemie:

Eindimensionale stehende Welle (als Überlagerung zweier gegenläufiger Wanderwellen, rot und blau). Nulldimensionale Schwingungsknoten in rot markiert
Zweidimensionale stehende Welle.
Die (unbewegten) Knotenlinien haben hier die Form eines X durch den Fixpunkt in der Mitte
Zweidimensionale stehende Wellen in der Musik:
Chladni-Moden einer Gitarrendecke mit linienartigen Knotenflächen
Dreidimensionale stehende Wellen in der Chemie:
Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichten der ersten (1s) und zweiten (2s, 2p) Elektronenschale.
Die Knotenflächen der 2p-Orbitale sind als Einschnürungen zu erkennen.
Zweidimensionale Knotenflächen an der stehenden Welle des Abgasstrahls eines Nachbrenners

Siehe auch

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