Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen

Gecko · Gast

Meine Frage:
Hallo,

versuche gerade etwas genauer zu verstehen wie sich elektromagnetische Wellen im Raum ausbreiten.

Meine Ideen:
Laut einem Buch das ich vor mir liegen hab erzeugt ein sich bewegendes B-Feld ein E-Feld und ein sich bewegendes E-Feld erzeugt ein B-Feld. Die logische Lücke die ich bisher noch nicht überwunden habe ist die, dass ich nicht ganz versteh warum sich das erzeugte B-Feld (oder E-Feld) überhaupt bewegt. Wenn ein E-Feld, dass sich aus irgendeinem Grund bewegt ein B-Feld verursacht, warum bleibt das B-Feld dann nicht einfach im Raum stehen und "vergammelt" da dann?

Wikipedia meint, dass "Die zeitliche Änderung des magnetischen Feldes stets mit einer räumlichen Änderung des elektrischen Feldes verknüpft" ist. Bedeutet das, dass wenn ein B-Feld, dass an einem bestimmten Ort "steht" und kleiner(oder größer) wird ein sich bewegendes E-Feld hervorruft?

Steh grad irgendwie aufm Schlauch...

Neuling_12345 · Gast

Die Lücke, wie du sie bezeichnest, kommt daher, dass du dir nicht ganz (zumindest nicht direkt) bewusst machst, was "Elektromagnetische Welle", bzw. "Welle" überhaupt bedeutet.
Eine Welle ist etwas, was sich ausbreitet und dabei schwingt. Denke einfach an den Schall oder ganz klassisch an Wellen im Wasser. So ähnlich ist das auch mit den elektromagnetischen Feldern, die von einer Welle getragen werden. Das heißt also wir sind weit entfernt vom statischen Fall, wo irgendwas steht, ein Feld erzeugt und nichts weiter passiert.
Der Clou an der Sache ist aber, und das könnte ein Knackpunkt im Verständnis sein, dass elektromagnetischen Wellen (z.B. Licht oder Röntgenstrahlung) kein Medium brauchen um sich auszubreiten. Anders ist das eben bei Wasserwellen oder auch meinetwegen Schallwellen.
Nehmen wir also beispielsweise Licht. Licht breitet sich im mit Lichtgeschwindigkeit in eine entsprechende Richtung aus (Wellenvektor k). Dabei wird ein elektrisches und auch magnetisches Feld transportiert. Die Schlussfolgerung, dass Eins das Andere bedingt, kann man leicht aus den Maxwellgleichungen erkennen. Prominentestes Beispiel sicherlich das Induktionsgesetz, was jeder kennt, aber nicht jeder richtig versteht, weil es komplizierter ist, als es zuerst scheint. Im Kern sagt es aus, dass ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld ein elektrisches Wirbelfeld erzeugt.
Kommen wir wieder auf unsere Welle zurück, welche eben in beiden Feldern schwingt, gibt es also offensichtlich eine zeitliche Änderung (wie bei Wellen eben logisch). Ergo erzeugt das eine auch das andere, weswegen eben dann die Lösungen der Wellengleichungen für beide Felder separat auch an bestimmte Bedingungen geknüpft sind, welche durch die Maxwellgleichungen klar definiert sind.

LG Alex

Neuling_12345 · Gast

Kleine Korrektur:

"Im Kern sagt es aus, dass ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld ein elektrisches Wirbelfeld erzeugt."

Ist sehr unglücklich formuliert. Es ist nicht so, dass irgendwas erzeugt wird im Sinne von "Erst Magnetfeld, dann Elektrisches Feld", wie man das anhand des Satzes verstehen würde. Es ist eher so, dass der Zusammenhang zwischen beiden eben so ist, dass wenn ein zeitlich veränderliches Magnetfeld vorliegt, dann gibt es ein elektrische Wirbelfeld und umgekehrt. Die Frage nach Ursache-Wirkung ist in diesem Fall Blödsinn, da die Welle einfach beides transportiert.

LG Alex

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18089

Gecko · Anmeldungsdatum: 11.01.2016 Beiträge: 1

Vielen Dank für eure Hilfe...

Zu meinen Vorkentnissen:
Ich mach nächstes Jahr Abbi und weis was Differenzialgleichungen sind. Die Maxwell Gleichungen versteh ich aber zum größten Teil nicht.

Ich glaub ich komm dem ganzen schon näher.

Wenn sich ein Elektromagnetisches Feld einfach "Ausbreitet und dabei schwingt" dann würde das ja heissen wenn ich eine Spule "anschalte" breitet sich das Magnetische Feld auch erstmal mit Lichtgeschwindigkeit im Raum aus oder?

Folgendes ist mir auch noch nicht ganz schlüssig:

"Ein elektrisches wirbelfeld ist da wo sich die Stärke eines B-Feldes zeitlich ändert". Ich nehme mal stark an, dass je schneller sich das E-Feld ändert desto größer ist das B-Feld. Wenn man die Stärke des B-Feldes durch einen Sinus beschreiben kann, dann müsste das elektrische Wirbelfeld ja aber da wo das B-Feld gleich null ist (Durchgang durch die x-Achse/ Wendepunkt / Steigung maximal) das E-Feld Maximal sein. Wenn ich mir die Zeichnungen anschau, die das Verhältniss zwischen E und B-Feld zeigen, dann scheint das ja nicht zu stimmen...

ML · Anmeldungsdatum: 17.04.2013 Beiträge: 3403

Hallo,

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18089