Ausbreitung Elektromagnetischen Wellen

Logo von TheSimplePhysics Das Team von TheSimplePhysics erklären in ihren Nachhilfe Videos, mit tollen grafischen und didaktischen Ideen das jeweilige physikalische Thema. TheSimplePhysics ist Teil von TheSimpleClub. Hier werden alle 8 Nachilfe-Kanäle auf YouTube gebündelt. Die meisten Videos von TheSimplePhysics findest auch auf Lern-Online.net!

In diesem Video werden die Ausbreitungsrichtung sowie die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle erklärt. Das Abstrahlverhalten des Hertzschen Dipols und das räumliche Ausshene einer elektromagnetischen Welle wird thematisiert.

In diesem Video geht's um die Ausbreitungsrichtung und Ausbreitungsgeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle. Dazu wiederholen wir alles Wichtige zum Abstrahlverhalten des Hertzschen Dipols und das räumliches Aussehen einer elektromagnetischen Welle. Let's go!

Hertzscher Dipol

Ein Stück Draht bei dem Wechselstrom hin und her fließt. Hiebei entstehen elektrische und magnetische Felder im Wechsel und schnüren sich gegenseitig ab.

Reaktives Nahfeld

Das E-Feld und B-Feld sind zueinander verschoben.
Sie sind nur in einer bestimmten Reichweite, um die Antenne zueinander verschiben. Diese Reichweite nennt man reaktives Nahfeld.

Das ist ein eine Kugel, um den Hertzscher Dipol durch den folgenden Radius:

$ r=\frac { \lambda }{ 2* } \pi $

Lambda ist dabei die Wellenlänge, mit der man die elektromagnetische Welle abstrahlt.

Außerhalb des reaktives Nahfeld

Das E-Feld und B-Feld laufen in Phase, d. h. ineinander.
Das Magnetfeld schwingt genau mit dem elektrischen Feld miteinander oder anders gesagt in Phase.
Die elektromagnetische Welle breitet sich hierbei nach rechts aus. Sie läuft durch den Raum. Das elektrische Feld steht senkrecht auf dem magnetischen Feld.

Ausbreitungsgeschwindigkeit

Eine elektromagnetische Welle breitet sich mit der Lichtgeschwindigkeit aus, die davon abhängt, ob man sich im oder Vakuum oder nicht befindet.

Formel für die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum

$ { c }_{ 0 }=3*{ 10 }^{ 8 }m/s $

Formel für die Lichtgeschwindigkeit NICHT im Vakuum

$ { c }_{ 0 }=\frac { 1 }{ \sqrt { { \mu }_{ o }*{ \mu }_{ r }*{ \varepsilon }_{ 0 }*{ \varepsilon }_{ r } } } $

$ { \mu }_{ 0 }= 8,854*{ 10 }^{ -12 }\quad As/Vm $
$ { { \varepsilon }_{ 0 } }= 1,257*{ 10 }^{ -6 }\quad Vs/Am $
$ { \mu }_{ r }=Permeabilität $
$ { { \varepsilon }_{ r } }= Dielektrizitätszahl (bzw. die Permeabilität in der sich die Welle ausbreitet)$

Im Vakuum sind $ { \mu }_{ r }= { \varepsilon }_{ r }= 1 $

elektromagnetischen Wellen

Radiowellen
Mikrowellen
Licht
Röntgenstrahlung
Gamma-Strahlung
...

Diese Strahlung kann sich im All maximal mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.

Das am Anfang des Videos verlinkte Video: Hertzscher Dipol – Wie funktioniert eine Antenne?