Eigenbewegung

Eigenbewegung bezeichnet in der Physik und verwandten Disziplinen eine Bewegung, die aus den inneren Eigenschaften eines Systems resultiert und nicht durch äußere Kräfte bestimmt wird. Formal spricht man von Eigenbewegungen, wenn die dynamische Entwicklung eines vernetzten Systems durch seine Struktur – Massenverteilung, Kopplungen und Randbedingungen – so charakterisiert ist, dass sich die Bewegungen in unabhängig verknüpfte Teilbewegungen zerlegen lassen. Diese Teilbewegungen heißen im Deutschen oft Normalmoden oder Eigenmoden; jeder Modus besitzt eine charakteristische Frequenz, die Eigenfrequenz.

In der Mechanik treibt das freie Schwingungssystem aus Massen und Federn die Entdeckung der Eigenbewegungen. Durch Lösen der Gleichungen der Bewegung erhält man Vektoren der Verschiebungen (Eigenvektoren), deren zeitliche Entwicklung durch die Eigenfrequenzen bestimmt wird. In der strukturellen Dynamik, Akustik und Molekularphysik werden solche Moden genutzt, um das Verhalten komplexer Systeme zu analysieren, zu optimieren oder zu charakterisieren.

Im Kontext der Quantenmechanik entspricht eine Eigenbewegung oft einem Eigenzustand des Hamiltonoperators; die zeitliche Entwicklung eines Eigenzustands besitzt eine einfache Phasenfaktordarstellung und charakterisiert einen energiebestimmten Beitrag der Bewegung.

Die Bezeichnung betont den intrinsischen Charakter des Modus; der Begriff wird je nach Fachgebiet unterschiedlich verwendet und kann auch allgemein für selbstständige, innerlich bedingte Bewegungen stehen. Siehe auch Normalmodus, Eigenfrequenz, Eigenvektor, Eigenzustand.