Ph12 - Größen zur Beschreibung von Wellen
Wellen treten in verschiedensten Formen auf, wie z.B. Wasserwellen, Schallwellen und elektromagnetischen Wellen.
Eine Welle kann kurzzeitig oder periodisch erzeugt werden.
Breitet sich eine periodische Welle in dem vorliegenden Material mit der Geschwindigkeit aus und ist die Periodendauer beim Akt der Erzeugung der Welle, so gilt für die Wellenlänge der Welle:
Beachte:
Bei den obigen Darstellungen der Wellen, wird die Wellenausbreitung entlang einer ausgewählten Achse im Raum betrachtet, welche hier mit x bezeichnet wird. Auf der Hochwertachse ist die physikalische Größe angetragen, welche sich entlang dieser Achse im zeitlichen Verlauf ändert.
Stellt man eine Welle in dieser Form dar, muss man sich vorher klarmachen, in welche Richtung im Raum diese x-Achse zeigt.
Im Folgenden soll dies am Beispiel der Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle vom Hertz'schen Dipol (rot dargestellt) betrachtet werden.
Mithilfe der Schieberegler kannst du die Richtung der Achse im Raum (schwarz dargestellt) verändern, entlang welcher die Ausbreitung der Welle betrachtet werden soll.
Diese wird dann unten dargestellt. Dabei ist auf der Hochwertachse die elektrische Feldstärke E angetragen.
Betrachtet man die Wellenausbreitung in einer Ebene im Raum, so bilden dort alle Punkte der Ebene, an denen die Welle die gleiche Phase besitzt, eine Wellenfront. Blickt man senkrecht von oben auf die Ebene, so kann man die Ausbreitung einer Wellenfront gut darstellen.
Im Folgenden ist die Ausbreitung der elektromagnetischen Welle in der Ebene senkrecht zum Dipol dargestellt. Du kannst zwischen zwei unterschiedlichen Blickwinkeln auf die Ebene hin- und herwechseln und mit der rechten Auswahlbox eine Wellenfront anzeigen lassen.