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Was bedeutet das? Was hat dies mit der elektrischen Feldstär
 
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Hanne



Anmeldungsdatum: 08.05.2012
Beiträge: 10

Beitrag Hanne Verfasst am: 08. Mai 2012 21:41    Titel: Was bedeutet das? Was hat dies mit der elektrischen Feldstär Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Guten Abend!
Ich hätte gerne eine Erklärung für einen speziellen Satz jenes Absatzes:
"Die Energiedichte des elektrischen Feldes ist proportional zum Quadrat der Amplitude der elektrischen Feldstärke E-Quadrat
Damit ist auch die Intensität I der Strahlung, also die Energie, die pro Zeiteinheit auf eine Flächeneinheit trifft, proportional zum Quadrat der Amplitude E-Quadrat der elektromagnetischen Welle.
Die Intensität einer elektromagnetischen Welle ist proportional zum Quadrat ihrer Amplitude: I ~ E-Quadrat"

Meine Ideen:
Die Formel, und den Anfang verstehe ich, aber eines nicht:
"Damit ist auch die Intensität I der Strahlung, [...] proportional zum Quadrat der Amplitude E-Quadrat der elektromagnetischen Welle."
Was hat die Amplitude der elektrischen Feldstärke mit der elektromagnetischen Welle zu tun? Eine elektromagnetische Welle ist doch z.B. Licht? Ich hoffe, ihr könnt mir helfen. Verzeiht, falls alles logisch ist, und ich leider hänge. Lieben Gruß, Hanne.
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 08. Mai 2012 22:34    Titel: Re: Was bedeutet das? Was hat dies mit der elektrischen Feld Antworten mit Zitat

Hanne hat Folgendes geschrieben:
Was hat die Amplitude der elektrischen Feldstärke mit der elektromagnetischen Welle zu tun?

Genau das war mein Gedanke: Wovon ist überhaupt die Rede, von welchem physikalischen Sachverhalt? Und wie lautet die Frage dazu?
Hanne



Anmeldungsdatum: 08.05.2012
Beiträge: 10

Beitrag Hanne Verfasst am: 08. Mai 2012 23:38    Titel: Erläuterung Antworten mit Zitat

Oh! Hallo franz, erstmal danke für dein Melden und ja, aus Hektik habe vielleicht zu wenig Information gegeben.
Das große Thema, das ich zur Zeit bearbeiten muss, heißt "Eigenschaften von Quantenobjekten". Gleich das erste Kapitel befasst sich mit der Quantelung elektromagnetischer Strahlung und dieser Absatz dort oben steht dort als Einleitung =(
(Fängt ja schon mal toll an! q.q)
Allgemeines Thema ist, dass Schüler zu den Photonen herangeführt werden. Dass Licht aus diesen Energieportionen/teilchen besteht, die Energie auf Elektronen abgeben können und dabei vernichtet werden bei der Energieabgabe. Wir behandeln Einsteins Lichtquantenhypothese und die Versuche des lichtelektrischen Effekts. Wir arbeiten mit Feldern und haben gesagt, dass Energie mit elektromagnetischen Wellen transportiert werden kann. Das war sozusagen vor der Einleitung, zusammengefasst, zu lesen. Und dann kam dieser Absatz =( Ich hoffe, das dies die Sache verständlicher macht? Und meine Frage ist, wieso zuerst von der Amplitude der elektrischen Feldstärke gesprochen wird, dann von der Amplitude der elektromagnetischen Welle. Mit demselben Zeichen: E-Quadrat. Also hängen die beiden zusammen- aber wie? Die Feldstärke beschreibt doch die Kraft je Ladung in einem elektrischen Feld- beschreibt also die Stärke des Feldes... Und wieso wird dies dann wie eine Welle behandelt? In dem Text haben doch beide wie erwähnt dasselbe Zeichen!

Sorry nochmal--- ich muss mich noch lange an Physik herantasten^^°
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17901

Beitrag TomS Verfasst am: 08. Mai 2012 23:49    Titel: Antworten mit Zitat

Ein elektromagnetisches Feld besteht zunächst aus einer Kombination aus elektrischen und magnetsichen Feldern, also vektoriellen Größen E(x) und B(x). Bei einer elektromagnetischen Welle stehen E- und B-Feld senkrecht aufeinander und oszillieren mit identischer Frequenz. Die Intensität dieser Welle ist dann durch E²(x) bzw. B²(x) gegeben. Die Energiedichte ist proportional zu E²(x) + B²(x). Außerdem ist aber |B| = const * |E| sodass man für die Intensität und Energiedichte auf ~ E²(x) kommt.

Beim Photoelektrischen Effekt würde man nun nach dem Wellenbild erwarten, dass die auf das Elektron übertragene Energie proportional zu E²(x) ist.

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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Hanne



Anmeldungsdatum: 08.05.2012
Beiträge: 10

Beitrag Hanne Verfasst am: 08. Mai 2012 23:52    Titel: Antworten mit Zitat

Ach du meine Güte! Ich habe sogar was verstanden! Danke dir TomS!
Das macht nun alles viel mehr Sinn! Vielen lieben Dank! =)
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 09. Mai 2012 00:15    Titel: Antworten mit Zitat

Eine Frage am Rande noch, zu den Einheiten. Hier lese ich zur Energiedichte

TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17901

Beitrag TomS Verfasst am: 09. Mai 2012 07:11    Titel: Antworten mit Zitat

Im Falle el.-mag. Transversalwellen gilt



und



Damit folgt aus der Energiedichte des el.-mag Feldes



speziell für el.-mag. Wellen


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franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 10. Mai 2012 00:14    Titel: Antworten mit Zitat

Danke, sehr interessant! (Wie überhaupt die verschiedenen Herleitungen der Energiedichte des elm. Feldes.)
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17901

Beitrag TomS Verfasst am: 10. Mai 2012 07:14    Titel: Antworten mit Zitat

franz hat Folgendes geschrieben:
(Wie überhaupt die verschiedenen Herleitungen der Energiedichte des elm. Feldes.)

Ja, das ist etwas verwirrend.

Man kann wie folgt argumentieren

1) Lagrangefunktion mit Feldstärkentensor => Legendre-Transformation => Hamiltondichte = Energiedichte
2) Lagrangefunktion mit Feldstärkentensor => Noether-Theorem => Energie-Impuls-Dichte (als erhaltener Strom) => Energiedichte als T°° Komponente

Dies liefert allgemeingültige Definitionen, in die man dann noch spezielle Lösungen einsetzen kann

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