6. Elektromagnetische Wellen 6.1. Entstehung elektromagnetischer Wellen

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1 6. lkomagnish Wlln 6.. nshung lkomagnish Wlln - Wi bahn RLC-Sinshwingkis mi Indukiviä (Sul) L und Kaaziä (Kondnsao) C Rsonanzfqunz: Indukiviä: L LC Kaaziä: N l A C l C A S - Vklinung von L und C suli in Vgößung d Rsonanzfqunz s, höhn Vlusn (in Analogi) zu Widsand R und ngiabsahlung Übgang zum / -Diol

2 ximn: Visualisiung d Som- und Sannungsbäuh am /-Diol mils Glühlam (I) und Glimmlam (U) Som- und Sannungsvlauf auf / Diol im Rsonanzfall = s = = T/4 = T/ = 3T/4 - I z, is analog zu Gundshwingung in Silwll mi fsn ndn (ingsann Sai), shnd Wll mi / = l - Rsonanzfqunz ds /-Diols: mi Phasngshwindigki f l is Lihgshwindigki im jwilign Ausbiungsmdium I z, U z, - / Phasnvshibung zwishn und

3 6.. D zsh Diol - Modll: sz / Diol duh Punkdiol - zsh Diol mi ziabhängign Diolmomn: os Ql +Q() l -Q() - Analys d Maxwllshn Glihungn div div o o j gib das lkomagnish Fld ds zshn Diols (Abliung sih u. a. Dmöd II, Pfif-Shmidl, ) 3

4 4 - gbniss. s gib in Nahfld ( < ) und in Fnfld ( >> ). Osabhängigkin ds lkishn und magnishn Flds im Nahfld: 3, vgl. mi Fld ds lkishn Diols , vgl. mi Fld ds magn. Diols (Kissom) m m im Nahfld sind und um / hasnvshobn

5 4. Im Fnfld folg d Aufbau d - und -Fld nih momnan sondn mi d Lihgshwindigki Abshnüung d Fld Bildung lkomagnish Wlln Animaion Fldabshnüung 5

6 6 d d 4, d d 4, 5. und im Fnfld: os mi ziabhängign Diolmomn: adi Zi / Ausbiungsgshwindigki d lkomagnishn Wll: im Vakuum gil: s m 8 /,998 (Vakuumlihgshwindigki)

7 , d 4 d Aus Glihungn fü und im Fnfld folg:,,, d 4 d ging Shwähung mi zunhmndn Absand Signalübagung kin Phasnvshibung zwishn und Aus Vkoodukn in Glihungn fü und : Polaisaion d lkomagnishn Wll B mi ximn: Polaisaion d Diolsahlung 7

8 6.3. Inaion d Ausbiungsgshwindigki d lkomagnishn Wll Ausbiung im Vakuum: j B o o B B o o o o B o o gad div div mi Phasngshwindigki (Ausbiungsgshwindigki) im Vakuum: v h Nuz: div gad div gad Wllnglihung da Vakuum i i i in Komonnn: i x y z (i = x, y, z) Vakuumlihgshwindigki Maxw. Gln. div o div i dim. Wllngln. in Mhanik: x x, x, v Ph o j 8

9 Ausbiung im Mdium: v h falls kin Fomagnikum v h mi n n Bhungsindx, häng im Mdium von Fqunz ab: n n (Maxwll-Rlaion) Dission folg v h n - Bah: Fqunz bzw. blib unvänd, ab Lihgshwindigki n und Wllnläng sind abhängig vom Ausbiungsmdium und Fqunz Dission! n Vakuum: Mai: n n 9

10 Dission - Vküzung d Wllnläng im Mdium - Im Mdium zwungn Shwingung d Valnzlkonn bi konsan Fqunz. mi Fqunz und Absahlung lkomagnish Skundäwlln duh dis shwingndn Diol mi glih Fqunz ab mi Phasnvshibung (vgl. zwungn Shwingung in Mhanik). - in Mdium Suosiion von Pimä- und Skundäwlln. -Auf Gund d Phasnvshibung shin di sulind Gsamwll vzög hin dm Mdium. Vingung d Phasngshwindigki im Mdium

11 6.4. Chaakisish Gößn ds Fnflds d d 4, d d 4, und im Fnfld: - Fldwllnwidsand Z F : F Z im Vakuum gil: Z F 38

12 - Poining-Vko S : Lisung, di von lkomagnish Wll übagn wid lkomagnish Wll da dv d da ngidihn d lkishn und magnishn Fld im Volumn dv: w l D w mag B... zilihs Mil üb in Shwingungsiod d gsam ngi im Volumn dv: do wl wmag dv D B d do d da d d da d da da o d da Z F da d o d da

13 o Lisung dp, di duh Flähnlmn da ansoi wid: dp da d d Wi bzihnn als Poining-Vko das Vkooduk S dp S da S gib Ausbiungsihung d lkomagnishn Wlln an S nsih d ngisomdih bzw. d Innsiä d lkomagnishn Wlln (Lisung di von Wll duh inhisfläh snkh zum Poining-Vko ansoi wid) da B S und somi B 3

14 Absahlhaakisik ds zshn Diols S aus und d d 4, d d 4, folg un Vwndung von ab a b b a d d S 3 6 z d d S 3 sin 6 sin S Absahlhaakisik: ximn: Absahlhaakisik ds zshn Diols

15 6.6. Das lkomagnish Skum Chaak d lkomagnishn Wlln änd sih mi Fqunz = / infolg d unshidlihn ngin d Lihquann = h Fqunzbih: 5 Gößnodnungn! 5

16 Nbn Fqunz und d Wllnläng sind di Amliudn ds lkishn und magnishn Flds sowi di Polaisaion wihig Paam d lkomagnishn Wlln. und Polaisaionsyn: - lina olaisi - zikula olaisi - lliish olaisi - unolaisi ximn: Polaisaion von Mikowlln ( 9 Gz,.7 m =.7 m) (lina olaisi) 6