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Thema: Frage zu elektromagnetischen Wellen

  1. #11
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    Zitat Zitat von julian apostata Beitrag anzeigen
    Gibt's vielleicht eine anschaulichere und leichter verständliche Darstellungsmöglichkeit?
    Ich würde mir das eher wie gerade Wasserwellen auf offener See vorstellen. Die Höhe der Welle(n) entspricht dann der Feldstärke. Dann hast du schon mal die Vorstellung einer geraden Wellenfront.

    Wie ist das eigentlich mit einem einzelnen Photon? Auch da hab ich wieder eine naive Vorstellung.

    Das elektrische Feld hätte die Gleichung zum Zeitpunkt t=0 (0<= x <= λ)
    y~sin(x 2 π / λ)
    und das magnetische
    z~sin(x 2 π / λ)

    Weil irgendeine Begrenzung müssen die Felder doch haben, oder?
    Ja, das Feld eines einzelnen Photons kann man sich gut als eng lokalisierten Puls vorstellen, der sich mit c im Ort verschiebt. EDIT: Es bleibt dabei zu beachten, dass die genaue Form des Pulses von der Entstehungsgeschichte des Photons abhängen kann. D.h. die Unschärfen im Ort und/oder in der Energie können AFAIK variieren.
    Geändert von Bernhard (22.01.2018 um 12:04 Uhr)
    Freundliche Grüße, B.

    Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921

  2. #12
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    Zitat Zitat von julian apostata Beitrag anzeigen
    Okay, ich fürchte je mehr Antworten ich bekomme, desto weniger kapier ich. Weil eine ebene Welle kann ich in dem Bild halt überhaupt nicht erkennen.
    Da ist auch nichts dergleichen zu erkennen. Wie schon gesagt geht aus der Grafik nichts über die örtliche Verteilung der Welle hervor. Für mich stellt sie einfach das Feld am Ort y=z=0 dar.
    Das elektrische Feld hätte die Gleichung zum Zeitpunkt t=0 (0<= x <= λ)
    y~sin(x 2 π / λ)
    und das magnetische
    z~sin(x 2 π / λ)
    Schreibe Ey und Ez beziehungsweise By und Bz. Die Ortskoordinaten y und z haben nichts damit zu tun. Es geht nur um die Feldstärken in y- und z-Richtung.
    Weil irgendeine Begrenzung müssen die Felder doch haben, oder?
    In Wirklichkeit schon, aber nochmal: Dieses Bild hat überhaupt nichts mit der Feldverteilung im Raum zu tun (außer in x-Richtung).

  3. #13
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    Zitat Zitat von Ich Beitrag anzeigen
    Schreibe Ey und Ez beziehungsweise By und Bz. Die Ortskoordinaten y und z haben nichts damit zu tun.
    Stimmt, das hatte ich überlesen.

    In Wirklichkeit schon, aber nochmal: Dieses Bild hat überhaupt nichts mit der Feldverteilung im Raum zu tun (außer in x-Richtung).
    Vielleicht hilft J.A. die Analogie mit einem Temperaturfeld. So kann es beispielsweise einen Metallquader mit einer konstanten und gleichmäßig verteilten Innentemperatur geben. Es ist aber auch möglich, dass es im Quader heiße und kalte Stellen gibt. Dann hat man eine ortsabhängige (Temperatur-)Feldverteilung.
    Freundliche Grüße, B.

    Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921

  4. #14
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    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Vielleicht hilft J.A. die Analogie mit einem Temperaturfeld.
    Du meinst ein Skalarfeld? Ich hatte mir bisher vorgestellt, es wäre ein Vektorfeld. An jedem Punkt des Raumes könnte man also zwei Vektoren einzeichnen, einen für die magnetische und die elektrische Feldstärke.

    Und mir schwebte folgende Simulation vor. Ich richte 3 Schieberegler ein (x,y,z), mit dessen Hilfe ich einen Punkt an beliebiger Stelle des Raumes positionieren kann.

    Dann lasse ich eine EmWelle darüber laufen. Nun müssten sich ständig Betrag und Richtung der beiden Vektoren ändern.

    Oder ändert sich nur der Betrag und die Richtung bleibt gleich (Wasserwelle)?

  5. #15
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    Zitat Zitat von julian apostata Beitrag anzeigen
    Oder ändert sich nur der Betrag und die Richtung bleibt gleich (Wasserwelle)?
    Bei einer linear polarisierten Welle ändert sich an einem festen Ort mit der Zeit nur der Betrag des E und B-Feldes.
    Freundliche Grüße, B.

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  6. #16
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    Okay, meine Vorstellung nimmt langsam eine etwas konkretere Form an. Ich werde diese Vorstellung demnächst an einer kleinen Animation präsentieren und ihr könnt mir ja dann sagen was korrekt oder unkorrekt daran ist. Bis nachher.

  7. #17
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    So, da bin ich wieder. Und jetzt, wo ich die Sache animiert habe, erscheint sie mir fast zu einfach um wahr zu sein.

    https://www.geogebra.org/m/scZ8af9N

    Die beiden grünen Geraden und der Kreis stellen die Begrenzungen eines Strahls dar, welcher aus einem Laserpointer kommt.

    Gestrahlt wird Richtung x-Achse (Bei der Kreisansicht in die Bildschirmebene hinein).

    Wenn ihr t animiert (für automatische Animation Bild etwas runter rollen) seht ihr, wie der verschiebbare Messpunkt eine elektrische und eine magnetische Feldstärke registriert. Das tut er aber nur, wenn er im Strahl steht. Das merkt ihr auch daran, das ihr den Punkt außerhalb des Strahls platziert.

    Und tatsächlich ändert sich der Messwert nur, wenn sich t oder x ändert. Und da die Vektoren ihre Richtung nicht ändern, könnte man sie ganz weg lassen und an den Messpunkt einfach 2 Zahlenwerte heften.

    Ist das so jetzt korrekt?

  8. #18
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    Zitat Zitat von julian apostata Beitrag anzeigen
    Ist das so jetzt korrekt?
    Einziger Kritikpunkt ist meinerseits die fehlende Kennzeichnung der Richtung der Achse senkrecht zur Bildebene. Bei dem unteren Dreibein zeigt die x-Achse in die Bildebene.
    Freundliche Grüße, B.

    Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921

  9. #19
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    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Einziger Kritikpunkt ist meinerseits die fehlende Kennzeichnung der Richtung der Achse senkrecht zur Bildebene.
    Gibt es da irgendeine offizielle Kennzeichnung, welche angibt, ob eine Achse in die Zeichenebene hinein oder heraus ragt?

    Die nächste Herausforderung wäre dann die zirkulare Polarisation.

    https://de.wikipedia.org/wiki/Polarisation
    https://de.wikipedia.org/wiki/Polari...g_circular.gif

  10. #20
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    Zitat Zitat von julian apostata Beitrag anzeigen
    Gibt es da irgendeine offizielle Kennzeichnung, welche angibt, ob eine Achse in die Zeichenebene hinein oder heraus ragt?
    Ein Punkt bedeutet "aus der Ebene in Richtung Betrachter", ein x "in die Ebene weg vom Betrachter". Man denkt sich dazu einen Pfeil mit Spitze und Federn. Von Vorne sieht man den Pfeil und von hinten die Federn (=x).

    EDIT: Zur Beschreibung von zirkular polarisiertem Licht eignen sich die Jones Vektoren: https://en.wikipedia.org/wiki/Jones_calculus
    Geändert von Bernhard (26.01.2018 um 15:27 Uhr)
    Freundliche Grüße, B.

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