Autowellen

Autowellen können nicht im leeren Raum existieren, sondern treten ausschließlich in erregbaren Medien auf. Die bekanntesten erregbaren Medien sind Zellaggregate, wie der Herzmuskel und das Nervensystem, die Belousov-Zhabotinky-Reaktion und der Schleimpilz Dictostelium discoideum. Im Prinzip handelt es sich dabei um eine räumliche Anordnung vieler gleichartiger Elemente, die jeweils nur mit ihren unmittelbaren Nachbarn gekoppelt sind. Eine lokale Erregung breitet sich wellenförmig über das gesamte Medium aus. Dabei können sich selbst unterhaltende Spiralwellen auftreten. Treffen zwei gegenläufige Wellenfronten aufeinander, so löschen sie sich gegenseitig aus (Annihilation). Eine Reflexion an einem Hindernis findet nicht statt. An Hindernissen oder an einem Spalt kommt es allerdings, wie bei anderen Wellen auch, zur Beugung.

Analog zu anderen Wellen können Wellenlänge, Frequenz und Ausbreitungsgeschwindigkeit definiert werden. Die Ausbreitungsgeschwindikeit ist aber nicht konstant, sondern abhängig von der Krümmung der Wellenfront. Oberhalb einer bestimmten Krümmung findet keine Ausbreitung statt, während die Ausbreitungsgeschwindigkeit bei negativer Krümmung weiter zunimmt.

Im Gegensatz zu anderen Wellen bleibt die Energie der Wellenfront nicht konstant, sondern nimmt proportional zum Radius zu. Die unterschiedlichen Eigenschaften zwischen Autowellen und konventionellen Wellen sind in untenstehender Tabelle zusammengefasst.

Vergleich

Konventionelle Wellen

• Ausbreitungsgeschwindigkeit konstant
• Reflexion
• Interferenz
• Beugung
• Energiekonstanz

Autowellen

• Ausbreitungsgeschwindigkeit krümmungsabhängig
• keine Reflexion, stattdessen gegenseitige Auslöschung
• keine Interferenz, stattdessen gegenseitige Auslöschung
• Beugung
• Energie proportional zum Radius der Wellenfront