Wellenanteile

Wellenanteile ist ein Begriff, der in Physik und Signalverarbeitung verwendet wird, um die Anteile einer Welle oder eines Signals zu bezeichnen, die sich in Frequenz- oder Wellenlängenkomponenten darstellen lassen. Oft wird ein komplexes Signal durch Zerlegung in seine Wellenanteile mittels Fourier- oder verwandter Analysen gewonnen; jeder Anteil hat eine bestimmte Frequenz (Wellenzahl) und Phase, sowie eine Amplitude.

Mathematisch lassen sich Wellenanteile durch eine Spektraldarstellung beschreiben. Ein zeitabhängiges Signal s(t) kann als Summe oder Integral von harmonischen Anteilen dargestellt werden, z.B. s(t) = ∑ A_n cos(ω_n t + φ_n) oder s(t) = ∫ A(k) e^{i(kx - ωt)} dk. Die Amplituden A(k) oder A_n geben die Stärke der jeweiligen Wellenkomponente an, und das Spektrum I(ω) oder I(λ) liefert deren Verteilung. Die Überlagerung der Wellenanteile erzeugt das ursprüngliche Signal oder die ursprüngliche Welle; Unterschiede in Phase und Frequenz führen zu Interferenzmustern.

In der Optik und Quantenmechanik dient der Begriff der Wellenanteile als hilfreiche Bildbeschreibung. Licht oder Quantenpartikel können als Superposition verschiedener Wellenformen betrachtet werden; Interferenz entsteht aus den Phasenbeziehungen der Wellenanteile. Der Begriff ist überwiegend beschreibend und dient der Trennung von wellenartigen von teilchenartigen Eigenschaften in Lehrbüchern.

Beispiele sind das Spektrum eines weißen Lichts (Viele Wellenanteile unterschiedlicher λ) oder die Frequenzkomponenten eines modulierten Signals. Anwendungen finden sich in der Spektroskopie, Fourieroptik und Zeit-Frequenz-Analyse. Siehe auch Fourier-Transformation, Spektrum und Interferenz.