V18 - Physik

Elektromagnetische Wellen
Veränderliche elektrische und
magnetische Felder breiten sich
im Raum aus:
– Veränderliches Magnetfeld
erzeugt durch Induktionseffekte
ein el. Feld!
– Veränderliches el. Feld
erzeugt wie die Bewegung
von Ladungen ein magn.
Feld!
Bei el.-magn. Wellen stehen die
el. und magn. Feldstärke (E und
B) senkrecht aufeinander.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit
c ist senkrecht zu E und B und
beträgt im Vakuum
c
=
ε
1 8
0
µ
0
= 2.
99792⋅10
m
s
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit
im Medium berechnet sich zu
cmed
=
1
ε 0ε
rµ
0
Der Brechungsindex n der el.-magn.
Welle (z.B. Licht) für die Grenzfläche
µ
Vakuum-Medium beträgt
c
vak n = = ε rµ
r ≈ ε r
cmed
Die el.-magn. Welle transportiert Energie.
Die Energiestromdichte ist durch den
Poynting-Vektor S gegeben:
r r r
S = E × H
Wie für jede Welle gilt:
c
= f
⋅λ
r
Frequenzabhängig!
Kreuzprodukt
Ausbreitungsgeschwindigkeit
= Frequenz *
Wellenlänge