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Thema: Frage zu elektromagnetischen Wellen

  1. #21
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    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    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).
    Danke, das werde ich demnächst berücksichtigen.

    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Zur Beschreibung von zirkular polarisiertem Licht eignen sich die Jones Vektoren: https://en.wikipedia.org/wiki/Jones_calculus
    Den Link gibt's dann auch auf Deutsch.
    https://de.wikipedia.org/wiki/Jones-Formalismus

    Aber glaubst du wirklich, dass diese Form von Diagrammen für Laien verständlich ist? Also ich blick da erst mal gar nicht durch.

    Wie ist das eigentlich mit der Lichtausbreitung. e sei der Vektor für's elektrische Feld. und b für das magnetische.

    Gilt dann immer

    e kreuz b = Ausbreitungsrichtung?

    Und gibt es eine bestimmte Richtung (x,y,z) welche in der Literatur bevorzug wird?

  2. #22
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    Zitat Zitat von julian apostata Beitrag anzeigen
    e kreuz b = Ausbreitungsrichtung?
    Das gilt für ebene Wellen und auch für zirkular polarisierte Wellen. Aber machen wir es einfacher:

    Du kannst bei Deinem geogebra-Applet zwei ebene Wellen überlagern. Die Ausbreitungsrichtung kannst Du bei beiden Wellen in Richtung der z-Achse annehmen. Du kannst bei der zweiten Welle die Amplitude und die Richtung des E-Feldes bei z=0 verändern und mal anschauen, was sich dann in Summe ergibt. Der E-Vektor muss dabei aber immer in der Bildebene bleiben. Du kannst den E-Vektor bei z=0 also in der Bildebene rotieren. Die Richtung des B-Feldes kennst Du ja schon: B = (0,0,1) x E. Das B-Feld wird also aus dem E-Feld abgeleitet.

    Wenn beide Wellen im Applet korrekt dargestellt werden, kannst Du die beiden E- und B-Vektoren beider Wellen addieren und mal anschauen, was dabei dann entsteht.

    So kommst Du auf anschauliche Weise zu den zirkular polarisierten Wellen. Wenn Du alles richtig gemacht hast, sollten der resultierende E- und B-Vektor mit dem z-Schieber um den Aufpunkt dieser beiden Vektoren rotieren.

    Und gibt es eine bestimmte Richtung (x,y,z) welche in der Literatur bevorzug wird?
    In dem von Dir verlinkten deutschen WP-Artikel laufen alle Wellen in die Richtung der z-Achse. Wie das in der Fachliteratur jeweils verwendet wird, weiß ich auch nicht so genau, aber die z-Achse ist schon sehr zweckmäßig.
    Freundliche Grüße, B.

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

  3. #23
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    Zitat Zitat von Bernhard Beitrag anzeigen
    Du kannst bei Deinem geogebra-Applet zwei ebene Wellen überlagern.
    Ich fürchte, da blick ich gleich beim ersten Satz schon nicht mehr durch. Ich weiß jetzt gerade erst mal, was eine linear polarisierte Welle ist (ohne zu wissen warum sie so heißt).

    https://de.wikipedia.org/wiki/Elektr...le:EM-Wave.gif

    Aber was ist eine ebene Welle?

  4. #24
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    Zitat Zitat von julian apostata Beitrag anzeigen
    Aber was ist eine ebene Welle?
    Ja, Sorry. Gemeint war die linear polarisierte Welle. Du kannst zu der einen linear polarisierten Welle also eine zweite linear polarisierte Welle gemäß Anleitung einbauen und mal ausprobieren, was sich dann ergibt.
    Freundliche Grüße, B.

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

  5. #25
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    @Bernhard
    Ich habe keine Ahnung , wie ich anhand deiner Anleitung zu einer zirkular polarisierten Welle kommen sollte.

    Ich hab vorerst mal das da probiert:
    vier Schieberegler eingerichtet: t, λ_1, λ_2,a

    f=cos((x - t) 2 π / λ_1)
    g=a*cos((x - t) 2 π / λ_2)
    h=f+g

    Die Welle läuft in x-Richtung. Die z-Richtung animiere ich dann, wenn ich deine Anleitung verstanden habe. Und ich fürchte, davon bin ich noch meilenweit entfernt.

    Egal welche Einstellungen ich vornehme, es hat nicht das geringste mit einer zirkular polarisierten Welle zu tun.

    Aber wahrscheinlich hab ich dich komplett falsch verstanden, oder?

  6. #26
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    Zitat Zitat von julian apostata Beitrag anzeigen
    @Bernhard
    Ich habe keine Ahnung , wie ich anhand deiner Anleitung zu einer zirkular polarisierten Welle kommen sollte.
    Kein Problem. Dann gehen wir das Schritt für Schritt gemeinsam durch. Du hast ja schon damit angefangen:

    Ich hab vorerst mal das da probiert:
    vier Schieberegler eingerichtet: t, λ_1, λ_2,a

    f=cos((x - t) 2 π / λ_1)
    g=a*cos((x - t) 2 π / λ_2)
    h=f+g

    Die Welle läuft in x-Richtung. Die z-Richtung animiere ich dann, wenn ich deine Anleitung verstanden habe.
    Gut. λ_1, λ_2 werden leider nicht benötigt. Das hatte ich auch stillschweigend vorausgesetzt, sorry. Die beiden Wellen müssen die gleiche Wellenlänge haben. a können wir auch erst mal auf eins setzen. Zwingend ist dagegen eine einstellbare Phasenverschiebung zwischen den beiden Wellen.

    Verwende also:

    e1=cos((x - t) 2 π / λ)
    e2=cos((x - t) 2 π / λ + phasenverschiebung)
    e_gesamt=e1+e2

    Was dabei entsteht kann man nun entweder mit Formelkram ausrechnen oder mit plot von wolframalpha.com ansehen. Es ist schlicht eine phasenverschobene Welle mit Amplitude 2.

    Wir müssen also etwas anders vorgehen.

    Kannst Du dafür bei dem Applet ein zweites, gedrehtes Pärchen von Vektoren wie folgt einbauen?

    Ein weiterer blauer Vektor soll genau die gleiche Länge haben, wie der bereits vorhandene blaue Vektor und am gleichen Punkt starten, aber in eine etwas andere Richtung zeigen. Ebenso ist ein zweiter roter Vektor erforderlich. Der zweite rote Vektor soll (genau wie bei dem vorhandenen Pärchen) mit dem neuen blauen Vektor genau einen rechten Winkel bilden und am gleichen Punkt starten, wie die andern Vektoren. Der zweite rote Vektor soll wieder genauso lang sein, wie der bereits vorhandene rote Vektor.

    Ich möchte also zwei blaue und zwei rote Vektoren sehen, die Ihre Längen völlig gleichartig mit den Schiebern verändern und immer im gleichen Punkt aufgehängt sind, d.h. starten.

    Bekommst Du das hin?
    Freundliche Grüße, B.

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

  7. #27
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    @Bernhard

    Am besten, wir machen es so: Spätestens bis zum Wochenende präsentier ich eine Animation zum Thema und du sagst mir, was falsch und richtig daran ist.

    Okay?

    Also bis später.

  8. #28
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    Zitat Zitat von julian apostata Beitrag anzeigen
    Okay?
    Ja, klar. Sehr gerne....
    Freundliche Grüße, B.

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

  9. #29
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    Hallo, hier bin ich wieder zurück mit einer zirkular polarisierten Welle. Das ist allerdings nur ein vorläufiger Entwurf, weil ich nicht sicher bin, ob da Alles korrekt dargestellt ist.

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

    Δα ist auf 0 eingestellt. Nun denkt euch mal, dass die beiden Vektoren im Kreis links unten nicht rotieren, dann hätten wir es mit einer linear polarisierten Welle zu tun.

    https://de.wikipedia.org/wiki/Elektr...le:EM-Wave.gif

    Und jetzt stellt mal Δα auf -pi/2 und vergleicht es mit dieser Animation.

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

    Dazu müsstet ihr diese kurz mal auf eurer Festplatte speichern und beispielsweise mit "QuickTimePlayer" offnen.

    Am Beginn der Wikiani zeigt ein blauer Vektor in positive x-Richtung, genau wie in der Geoani.

    Jetzt geht so weit, bis ein roter Vektor in positive y-Richtung zeigt (t=2).
    Blauer Vektor in negative x-Richtung (t=4)
    Roter Vektor in negative y-Richtung (t=6)

    Und achtet dabei in der Geoani nicht auf die rotierenden Vektoren, sondern auf die, die ich auf die Achsen projiziert habe.

    Und jetzt will ich mal hoffen, dass das kein kompletter Unsinn ist.

  10. #30
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    Hallo JA,

    Zitat Zitat von julian apostata Beitrag anzeigen
    Und achtet dabei in der Geoani nicht auf die rotierenden Vektoren, sondern auf die, die ich auf die Achsen projiziert habe.
    meiner Meinung nach "hakt" es aber genau da. Ich würde bei dem Gesamtvektor für das elektrische Feld eher so etwas erwarten. Eine Ellipse anstelle eines Kreises würde ich in der Projektionsebene auch noch durchgehen lassen.
    Freundliche Grüße, B.

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

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