Nah- bzw. Fernfeld

The Terminator · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 16

Hallihallo Wink

Wie ich in einem anderen Thread schon geschrieben habe, halte ich demnächst einen Vortrag über den Hertzschen Dipol. Das meiste hab ich auch schon ungefähr verstanden (meine ich zumindest Big Laugh

).
Jetzt habe ich aber noch eine Frage:
Warum sind die elektr. und magnet. Felder im Nahfeld phasenverschoben und im Fernfeld in Phase? Müsste das nicht heißen, dass ein Feld dann schneller als die Lichtgeschwindigkeit wäre (was nicht geht unglücklich

) und das andere dann einholt?
Und wann wird das Nahfeld zum Fernfeld? grübelnd

Vielen Dank schon im Voraus! Prost

MfG

TT

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 1380

Fernfeld von Ladungshaufen meint die Gegend [;x\gg\lambda\gg x_q;] bzw. [;c\gg v_{q};]. Damit wird das Problem Multipolstrahlung handhabbar.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 12993

The Terminator · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 16

Meinst Du in etwa so ein Bild:

http://images.google.de/imgres?imgurl=http://iva.uni-ulm.de/PHYSIK/VORLESUNG/ELEHRE/img757.gif&imgrefurl=http://iva.uni-ulm.de/PHYSIK/VORLESUNG/ELEHRE/node135.html&usg=__uX6AFPXbavlALGo6lQUnRM2h05U=&h=408&w=314&sz=14&hl=de&start=2&itbs=1&tbnid=qqGy1TSU4zPO0M:&tbnh=125&tbnw=96&prev=/images%3Fq%3Dhertzscher%2Bdipol%26hl%3Dde%26safe%3Doff%26sa%3DG%26gbv%3D2%26tbs%3Disch:1
???
(ui was für ein megalink geschockt

)

Das mit dem Leichter-Vorstellen bzw. Besser-Verstehen klappt momentan noch nicht wirklich grübelnd

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 12993

Ja, an solche Bilder hatte ich gedacht.

Wenn du dir so etwas in Ruhe überlegen oder anhand solcher Bilder nachvollziehen möchtest, könntest du also überlegen, zu welchen Zeitpunkten welche positiven oder negativen Ladungen wo im Dipol sitzen, und was das jeweils für elektrische Feldlinien macht, und was das demnach für die Werte des elektrischen Feldes an den verschiedenen Stellen in Abhängigkeit der Zeit bedeutet.

Und entsprechende Bilder auch für Magnetfelder anschauen und versuchen, nachzuvollziehen. Denn die Magnetfelder werden ja nicht direkt von den Ladungen, sondern von den Strömen in der Antene erzeugt.

Wenn du allerdings einfach nur ein grobes allgemeines Gefühl dafür entwickeln möchtest, reicht dir vielleicht fürs erste auch ein Gedanke wie der, dass sich die Werte der elektrischen Felder an den jeweiligen Orten zu den jeweiligen Zeitpunkten aus dem ergeben, was an den verschiedenen Orten der Antenne jeweils passiert. Und dass solche Formen natürlich in der Nähe des Dipols noch anders aussehen als weiter weg.

The Terminator · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 16

Na es ist ja so, dass wenn der obere Teil des Dipols positiv geladen ist, die Feldlinien dann nach unten gehen; (wenn sie sich ablösen dann gehen die Feldlinien im Prinzip "außen" nach unten und "innen" nach oben (ellipsenförmig)).
Wenn die Elektronen dann zum anderen Ende des Dipols "wandern" entsteht das magnetische Feld, das auch sich auch immer andersherum "dreht", je nachdem aus welcher Richtung die Elektronen kommen.
Also überschneiden sich hier magn. und elektr. Feld, da sich das magn. Feld aufbaut und sich das elektr. noch nicht abgelöst hat.
Soweit schonmal richtig?

Aber was bringt mir das jetzt??

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 12993

Ich glaube, wenn man das im Detail betrachten möchte, dann muss man noch ein bisschen detaillierter hinschauen.

Zu dem Zeitpunkt, wenn sich die elektromagnetischen Wellen "ablösen", wird zum Beispiel der obere Teil des Dipols schon nicht mehr positiv geladen sein, denke ich.

The Terminator · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 16

Aber wie hängt das jetzt mit den Phasenverschiebungen zusammen und wie gehts jetzt weiter grübelnd

?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 12993

Wie detailliert möchtest du das gerne betrachten? Ich bin mir nicht so recht sicher, ob es Sinn machen würde, wenn dir hier einer versuchen würde, das ganze in Form einer Komplettgeschichte "zu erzählen". Denn zum einen gibt es viele Quellen wie zum Beispiel Bücher, in denen solche Erklärungen bereits in ausgereifter Form zu finden sind, und zum anderen gehört zum Verstehen immer auch ein gutes Stück Selberhineindenken mit dazu, was stark davon abhängt, wie zum Beispiel dein derzeitiger Wissenstand ist oder wie viel Zeit oder Aufwand du investieren kannst oder magst, um das bis in welchen Detailgrad zu durchdringen.

* Wenn es dir genügt, einen anschaulichen Grund dafür zu haben, warum die Phasenverschiebungen im Nahfeld anders sind als im Fernfeld, dann genügt es dir vielleicht schon, dir zu überlegen, dass das ganze ja nicht immer nur eine Ausbreitung entlang einer einzigen Richtung ist, sondern zum Beispiel manches von den Enden des Dipols oben und unten ausgeht, (also schräg wandert, wenn du dich für einen Punkt auf einer Geraden in der Mitte interessierst) und manches von der Mitte des Dipols ausgeht und auf der Geraden in der Mitte schnurgerade vom Dipol wegwandert. Je näher man am Dipol dran ist, desto mehr wird die Schrägheit des einen Weges für die Phasendifferenz eine Rolle spielen, also unterscheidet sich die Phasendifferenz im Nahfeld von der im Fernfeld.

* Wenn du das ganze gerne von Hand nachvollziehen möchtest, dann brauchst du viel Fleißarbeit und Sorgfalt, um dir selbst solche Bilder wie oben angesprochen für die verschiedenen aufeinanderfolgenden Zeitpunkte aufzumalen. Auch wenn du dabei Hilfe hast aus Büchern, in denen bereits manche solcher Skizzen und einiger Erklärungstext zu finden sind, wird das Selberzeichnen und Selbernachvollziehen sicher einiges an Aufwand sein.

* Wenn du das ganze genau nachrechnen lassen möchtest und dir das zum Beispiel mit einer Software wie zum Beispiel Matlab zu simulieren gelingt (oder wenn du eine solche Simulation findest und ebenso durchführst, ...), dann ist das zwar einiges an Programmieraufwand und setzt Formeln voraus, die du beim Programmieren fertig reinsteckst, dafür werden die grafisch darstellbaren Ergebnisse unter Umständen noch genauer und anschaulicher dabei.

TomS · Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 710

Der Übergang vom Nahfeld zum Fernfeld ist sicher recht kompliziert.

Generell: Das Nahfeld wird dominiert durch el.-mag. Felder, die durch zeitlich veränderliche Ladungsverteilungen und Ströme entstehen. Das Fernfeld wird dominiert durch Felder, wobei sich elektrisches und magnetisches Feld gegenseitig erzeugen, d.h. vollständig ohne Ladungen und Ströme.

The Terminator · Anmeldungsdatum: 10.05.2007 Beiträge: 16

Ok, dann habe ich es glaub ich so halbwegs verstanden.
Bis wohin reicht denn das elktromagnetische Feld, das durch zeitlich veränderliche Ladungsverteilungen und Ströme? Kann man das ungefähr sagen?
Und pruduziert z.B. das elektr. Feld, das direkt vom Dipol abgegeben wurde, sofort wieder ein magn. Feld um sich (nicht das, das auch vom Dipol direkt kommt)?
Du/Ihr habt mir bis hier wirklich schon mal geholfen das Ganze besser zu verstehen Thumbs up!

:-D

MfG

TT