Elektromagnetische Wellen

Elektromagnetismus

Das Kapitel Elektromagnetische Wellen in unserem Online-Kurs Elektromagnetismus besteht aus folgenden Inhalten:

1. Hertzscher Dipol

   Elektromagnetische Wellen > Hertzscher Dipol

   

   ... breiten sich gerade Wellen und somit auch elektromagnetische Wellen kontinuierlich im Raum aus.Eine Möglichkeit zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen bildet der Hertzsche Dipol. Wir werden sehen, dass sich der Hertzsche Dipol als offener Schwingkreis interpretieren lässt.Modell - offener SchwingkreisDie Entstehung eines offenen Schwingkreises kann man sich schematisch als Deformation eines geschlossenen Schwingkreises vorstellen.Entstehung des offenen Schwingkreises/Hertzschen ...

2. Feldverteilungen am Dipol

   Elektromagnetische Wellen > Hertzscher Dipol > Feldverteilungen am Dipol

   

   Nachdem wir erkannt haben, dass im Dipol eine hochfrequente elektromagnetische Schwingung stattfindet, wollen wir uns die Verteilungen der E- und B- Felder am Dipol anschauen.Im Prinzip ist der Schwingungsprozess der Elektronen im Dipol analog zu dem eines Schwingkreises, wie man auch an der Zeichnung erkennt. Lediglich die geometrische Form der E-und B-Felder ist eine andere, da man ja auch die geometrische Form des Schwingkreises durch Verformung zu einem Dipol geändert hat. Wie man erkennt ...

3. Wellenausbreitung eines strahlenden Dipols

   Elektromagnetische Wellen > Hertzscher Dipol > Wellenausbreitung eines strahlenden Dipols

   

   ... wie bei mechanischen Wellen. Man kann sagen:Elektromagnetische Wellen breiten sich auch im Vakuum aus.Darüber hinaus kann man folgendes feststellen:Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen im Vakuum ist die Lichtgeschwindigkeit $c=3\cdot 10^{8} ms^{-1}$.Die Wellenlänge $\lambda$ der vom Dipol abgestrahlten elektromagnetischen Welle ist gleich der Wellenlänge der stehenden Welle des Dipols (siehe Feldverteilungen am Dipol).Die Frequenz $f$ ist gleich der ...

4. Eigenschaften elektromagnetischer Wellen

   Elektromagnetische Wellen > Eigenschaften elektromagnetischer Wellen

   

   ... bisheriger ErgebnisseReflexion: Elektromagnetische Wellen können an Oberflächen reflektiert werden. Es gilt dabei das besprochene Reflexionsgesetz.Brechung: Elektromagnetische Wellen werden beim Übergang von einem Medium in ein anderes gebrochen. Es gilt das bekannte Brechungsgesetz. Im Vakuum breiten sich elektromagnetische Wellen mit der Lichtgeschwindigkeit $c$ aus. Geht eine elektromagnetische Welle vom Vakuum in ein anderes Medium über, so ändert sich ...

5. Polarisation

   Elektromagnetische Wellen > Eigenschaften elektromagnetischer Wellen > Polarisation

   

   ... polarisierte/unpolarisierte WellenNicht alle elektromagnetische Wellen sind linear polarisiert. Zum Beispiel hat das natürliche Licht die Eigenschaft, dass es unpolarisiert ist. Das bedeutet, dass die elektrischen Feldvektoren von mehreren Wellen mit gleicher Ausbreitungsrichtung nicht in ein und derselben Schwingungsebene liegen müssen. Vielmehr sind im unpolarisierten Licht (und jeglicher unpolarisierter Strahlung) alle Schwingungebenen gleichwahrscheinlich verteilt.Auch andere Polarisationsarten ...

6. Grundlagen elektromagnetischer Interferenz

   Elektromagnetische Wellen > Eigenschaften elektromagnetischer Wellen > Grundlagen elektromagnetischer Interferenz

   

   Die Interferenz elektromagnetischer Wellen ist eines der herausragenden Themen der Physik, da viele Messverfahren auf ihr beruhen. Dies betrifft insbesondere die Spektroskopie, die zur Wellenlängenbestimmung z. B. in der Atomphysik und anderen Teilgebieten genutzt wird.Interferenz verschiedener WellenartenZunächst einmal können wir die Diskussion so allgemein wie möglich halten. Dadurch lassen sich die Ergebnisse auch auf andere Wellenarten (Wasserwellen, Schallwellen etc.) übertragen.Wir ...

7. Interferenz- Doppelspalt

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   Eine hoch relevante und immer wiederkehrende Anwendung der Zweiquellen-Interferenz ist die Interferenz von Licht hinter einem Doppelspalt.VersuchsbedingungenZunächst einmal müssen wir uns überlegen, wie wir die Kohärenzbedingung für Interferenz erfüllen können.LichtquelleAm besten geeignet ist sicher ein Laser. Denn Laserlicht hat die Eigenschaft, dasses monochromatisch (Licht gleicher Frequenz)und kohärent ist.Zwei oder mehrere Wellen heißen kohärent, ...

8. Interferenz- Gitter

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   Eine verbesserte experimentelle Methode zur Wellenlängenbestimmung besteht darin, statt eines Doppelspalts ein optisches Gitter zu verwenden.Optisches GitterEin optisches Gitter besteht aus einer großen Anzahl paralleler, gleich breiter Spalte. Der Abstand von jeweils zwei benachbarten Spaltmitten ist $g$. Man bezeichnet $g$ als Gitterkonstante.Statt der Gitterkonstanten wird auch häufig die Anzahl der Spalte/Striche pro mm angegeben.Ein Gitter habe beispielsweise 100 Striche pro ...