Zwei Flüssigkeiten

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Die Wellen auf der Flüssigkeitsoberfläche, die durch den Einfluss innerer Kräfte entstehen, die die Flüssigkeitsoberfläche aus dem Gleichgewichtszustand bringen, haben zweierlei Eigenschaften:

1) Schwerewellen: Für Wasserwellen, die durch die Gravitation hervorgerufen werden, kann man die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle der Länge l mit Hilfe folgender Gleichung ausdrücken:

,

(1)

wobei g die Erdbeschleunigung ist.

2) Kapillarwellen: Hierbei hat die Oberflächenspannung s eine tragende Rolle. Für die Geschwindigkeit solcher Wellen gilt:

,

(2)

wobei r die Dichte der Flüssigkeit ist.

Allgemein gilt somit für die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Oberflächenwelle:

.

(3)

Aber das ist noch nicht alles. An der Grenzfläche der beiden nicht mischbaren Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichten r₁ und r₂ entstehen ebenfalls Wellen, wie man es im Film sehen konnte. Zur Beschreibung ihrer Ausbreitungsgeschwindigkeit kann man Gleichung (3) verwenden, nur mit einer kleinen Änderung, die den Dichteunterschied berücksichtigt:

.

(4)

Die obigen Überlegungen wurden im nebenstehenden Diagramm zusammengefasst und zeigen die Abhängigkeit der Wellengeschwindigkeit von der Wellenlänge bei Schwerewellen (grüne Linie), Kapillarwellen (rote Linie) und Oberflächenwellen an der Grenzfläche Wasser/Öl (gelbe Linie). Aus dem Diagramm liest man ab, dass im kurzwelligen Bereich die Kapillar- und im langwelligen Bereich die Schwerewellen die tragende Rolle spielen. Wellen mit einer Länge zwischen 0,1 und 10 cm haben gemischte Eigenschaften. Der ruhige und Verlauf der Kurve Wasser/Öl und ihre kleinen Werte erklären, wieso ins Meer gekipptes Öl dieses beruhigen kann.