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Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

Von Schwingungen zu Wellen

Abb.1
Fernseh-Hausantennen

Der Vergleich von mechanischen Schwingungen und Wellen (z.B. Wasserwellen) und elektromagnetischen Schwingungen und Wellen lässt sich weiter ausführen:

Eine Wasserwelle kann in einem Wasserbecken durch einen schwingenden Erreger erzeugt werden. Dies kann man leicht nachvollziehen, z.B. in einer gefüllten Badewanne. Der Wasserspiegel sollte dabei in der Ausgangssituation möglichst unbewegt sein. Halten Sie nun einen Finger in das Wasser und bewegen Sie ihn gleichmäßig auf und ab. Von Ihrem Finger (Erreger) breiten sich nun kreisförmige Wasserwellen aus.

Analog dazu sendet ein elektrischer Schwingkreis als Erreger elektromagnetische Wellen aus. Die Sender elektromagnetischer Wellen werden auch Antennen genannt und haben in der Regel wenig Ähnlichkeit mit dem Stromkreis, den wir bisher kennengelernt haben. (Vergleichen Sie die Bilder in der Einleitung.) Die Antennen, die im Folgenden beschrieben werden, haben die Form von Stäben und sind aus Metall.

Es gibt übrigens einen wichtigen Unterschied zwischen mechanischen und elektromagnetischen Wellen. Mechanische Wellen sind stets an ein Medium gebunden, in dem sie sich ausbreiten können. Wasserwellen breiten sich in Wasser aus, Schallwellen in der Regel in Luft, aber auch in Flüssigkeiten und Festkörpern - nicht aber im luftleeren Raum. Die Physik war lange Zeit im Unklaren darüber, in welchem Medium sich elektromagnetische Wellen ausbreiten. Man nahm an, dass es ein Medium gibt, das man mit dem Namen Äther bezeichnete. Es konnte jedoch niemand die materiellen Eigenschaften dieses Äthers identifizieren, zumal sich elektromagnetische Wellen auch im Vakuum ausbreiten. Heute weiß man, dass elektromagnetische Wellen im Gegensatz zu ihren mechanischen Gegenstücken kein Medium zur Ausbreitung benötigen. Ein Raum, in dem sich elektromagnetische Wellen ausbreiten, muss mit nichts weiter ausgefüllt sein als dem elektrischen und magnetischen Feld, aus dem die Welle besteht. Übrigens gehören auch Lichtwellen zum elektromagnetischen Spektrum. So erreicht uns auch das Licht fernster Sterne durch den leeren Raum des Weltalls.

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