Resonance and Anomalous Dispersion of Water Waves

Bei der Auswertung seiner vor Sylt durchgeführten Naturmessungen hochenergetischer Brandungswellen war der Autor auf das bis dahin für Schwerewellen unbekannte Phänomen der anomalen Dispersion gestoßen. Unter Dispersion wird bei den meisten Wellenarten insbesondere die Abhängigkeit der Phasengeschwindigkeit (Wellenfortschrittsgeschwindigkeit) c[m/s] von der Frequenz f[Hz] bzw. von der Wellenlänge L[m] verstanden. Bei Schwerewellen ist diese normal und durch dc/df ≤ 0 bzw. dc/dL ≥ 0 gekennzeichnet, etwa vergleichbar den elektromagnetischen Wellen (EM-Wellen) im Bereich des sichtbaren Lichts mit der bekannten Abfolge der Spektralfarben. Resonanzen treten aber insbesondere auch bei EM-Wellen zusammen mit dem Phänomen der anomalen Dispersion mit dc/df > 0 bzw. dc/dL < 0 auf. Als Ergebnis der Suche nach analogen Bedingungen bei Wasserwellen hat der Autor insbesondere zwei unterschiedliche Modellvorstellungen für (partiell) stehende Wellen im Zusammenhang mit resonanten Beckenschwingungen als anwendbar erkannt: In der Natur als Resonanz der von See kommenden Wellen (Erreger) mit partiell stehenden Halbwellen in einem abgrenzbaren Beckenvolumen (Resonator) und im verkleinerten Modell als Resonanz des Wellenerzeugers (Erreger) mit partiell stehenden Viertelwellen im Wellenkanal (Resonator).