Elektromagnetische Wellen



  • Hallo,
    die elektromagnetischen Wellen sind mir nicht ganz verständlich, deswegen hoffe ich auf ein bisschen Hilfe hier im Forum 🙂

    Frage 1:
    Wie wird eine e.m. Welle überhaupt erzeugt? Ich meine damit keine technischen Geräte, wie die Dipolantenne, sondern möglichst eine Erklärung auf Elektronen-Ebene 🙂

    Frage 2:
    Ein x-E-B-Graph wird überall so dargestellt:
    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/35/Onde_electromagnetique.svg/440px-Onde_electromagnetique.svg.png
    Hat die "Bewegung" auf der Y- und Z-Achse etwas mit der jeweiligen im Raum zu tun oder sind die beiden Kurven nur eine graphische Darstellung für die Stärke des E- und B-Felds?

    Frage 3:
    Wie breitet sich eine e.m. Welle aus? In jede der drei räumlichen Dimensionen oder nur parallel zur Quelle?


  • Mod

    Wurst schrieb:

    Frage 1:
    Wie wird eine e.m. Welle überhaupt erzeugt? Ich meine damit keine technischen Geräte, wie die Dipolantenne, sondern möglichst eine Erklärung auf Elektronen-Ebene 🙂

    Ganz allgemein gesagt: Ladungen wechselwirken oder ändern sonstwie ihre Energie.

    Frage 2:
    Ein x-E-B-Graph wird überall so dargestellt:
    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/35/Onde_electromagnetique.svg/440px-Onde_electromagnetique.svg.png
    Hat die "Bewegung" auf der Y- und Z-Achse etwas mit der jeweiligen im Raum zu tun oder sind die beiden Kurven nur eine graphische Darstellung für die Stärke des E- und B-Felds?

    Beides.

    Frage 3:
    Wie breitet sich eine e.m. Welle aus? In jede der drei räumlichen Dimensionen oder nur parallel zur Quelle?

    Das kommt auf die Welle an. Die beiden wichtigsten Lösungen der elektromagnetischen Feldgleichungen sind sich ausdehnende Kugelwellen (und theoretisch auch kollabierende, aber das ist unphysikalisch aus anderen Gründen) und ebene Wellen, die sich wie eine Wand in eine bestimmte Richtung bewegen. Und jede jede jede Menge Überlagerungen dieser beiden Typen, was alles das ist, was du so kennst.



  • Dieses Bild sollte es vll ein wenig erklären:

    http://h-4.abload.de/img/esov8.png

    hier die Erklärung dazu:

    Man kann sich die Entstehung von elektromagnetischen Wellen erklären indem man die
    Feldlinien eines schwingenden Dipols über eine Periode beobachtet. Wenn die beiden Ladungen
    getrennt werden entstehen elektrische Feldlinien zwischen den beiden. Da die Verschiebung
    der Ladungen einem Strom entspricht muss auch ein Magnetfeld entstehen, welches
    kreisförmig um die Dipolachse liegt. Bei maximaler Amplitude sind auch die Feldlinien
    auf den maximalen Umfang angewachsen. Wenn die Ladungen sich wieder nähern werden
    die Feldlinien eingeschnürt und wenn die beiden Ladungen am Ursprung sind verschwinden
    die Feldlinien. Somit hat sich eine erste Halbwelle vom Dipol abgelöst.



  • Beides.

    Also je weiter "oben" man sich im Raum befindet, desto stärker ist da das E-Feld der Welle? :o

    Dieses Bild sollte es vll ein wenig erklären:

    http://h-4.abload.de/img/esov8.png

    Aber das ist nur ein Querschnitt, oder? Das müsste doch eigentlich eine elektrische "Blase" und ein magnetisches Oval werden, wenn ich das richtig verstehe.

    Schonmal danke für die Antworten bisher 🙂


  • Mod

    Wurst schrieb:

    Beides.

    Also je weiter "oben" man sich im Raum befindet, desto stärker ist da das E-Feld der Welle? :o

    Ach so hast du das gemeint. Nein. Wie liest du das bitteschön aus dem Graphen raus? Das ist die Feldstärke in Abhängigkeit vom Ort. Die Feldstärke oszilliert sowohl räumlich als auch zeitlich. Ich dachte das wäre es, was du meintest.

    Was das Bild dir durch die 3D-Anordnung zeigen möchte ist, dass Magnetfeld und elektrisches Feld senkrecht zueinander stehen.

    Aber das ist nur ein Querschnitt, oder? Das müsste doch eigentlich eine elektrische "Blase" und ein magnetisches Oval werden, wenn ich das richtig verstehe.

    Ja.



  • Ach so hast du das gemeint. Nein. Wie liest du das bitteschön aus dem Graphen raus? Das ist die Feldstärke in Abhängigkeit vom Ort. Die Feldstärke oszilliert sowohl räumlich als auch zeitlich. Ich dachte das wäre es, was du meintest.

    Was das Bild dir durch die 3D-Anordnung zeigen möchte ist, dass Magnetfeld und elektrisches Feld senkrecht zueinander stehen.

    Die Frage, wie ich darauf komme, beantwortest du dir schon selber 😉
    Der Graph soll die Feldstärken der beiden Felder zeigen. Gleichzeitig aber auch, dass die beiden Felder räumlich senkrecht zueinander stehen. Das kann einen schon verwirren 🙂

    Ich hab noch eine Frage und hoffe, dass ihr mir dabei auch helfen könnt 🙂
    Wie funktioniert die Lecherleitung/das Lechersystem? Wieso entsteht da eine stehende Welle, wenn das Ende offen ist? Und wieder mein Problem mit dem Raum: Warum kann man diese stehende Welle auch über der Leitung messen?


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