Skript zur Vorlesung Physik Teil 1 (Sommersemester) und Teil 2 ...

Skript zur Vorlesung Physik 1 und Physik 2 Seite 182
Prof. Dr. P. Kaul, Fachbereich Biologie Chemie und Werkstofftechnik,
Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg
8.6.2 Elektromagnetische Wellen
Das reine Amperesche Gesetz sagt aus, dass ein magne-
tisches Feld auf dem Rand einer Fläche entsteht, wenn
ein Strom durch diese Fläche fließt. Beim Kondensator
ist dies bei der Fläche S1 der Fall, wenn ein Ladestrom in
den Kondensator fließt.
Es kann jedoch auch die Fläche S2 zur Berechnung he-
rangezogen werden, da S2 den gleichen Rand wie S1
aufweist. Durch S2 fließt aber kein „echter“ Strom, wes-
wegen das Feld auf dem Rand der Fläche Null sein
müsste. Dies ist aber ein Widerspruch, da zwei verschie-
dene Ergebnisse auftreten. Die Einführung des Verschie-
bungsstromes bereinigt diesen Sachverhalt wieder.
Die Maxwellschen Gleichungen ohne Vorhandensein von Materie lauten wie folgt:
( )
1 E ⋅ dA = 0
( )
2 B ⋅ dA = 0
( 3)
( )
∫∫
δV
∫∫
δV
δA
n
n
d
E⋅ ds = − Bn ⋅dA
dt
∫ ∫
d
⋅ = μ ⋅ En ⋅dA
dt
∫ ∫
4 B ds
δA
0 ε 0
A
A
Die Gleichungen (3) und (4) zeigen, dass auch ohne Vorhandensein von Ladungen oder Strömen in Materie
elektrische und magnetische Felder sich gegenseitig erzeugen können, wenn sie sich zeitlich ändern. Durch
die Maxwellschen Gleichungen war es erstmals möglich, das Wesen und die Ausbreitung elektromagneti-
scher Wellen zu beschreiben. Auf eine detaillierte Ausführung der Herleitung von em-Wellen sei an dieser
Stelle verzichtet.
dE/dt 0 aber konstant dB/dt 0 aber konstant dB/dt 0 und nicht konstant
B E B
E
dE/dt 0
und nicht konstant