Elektrodynamik und Optik - Fachbereich Physik der Universität ...

106 Experimentalphysik 2 für Biologen & Chemiker
Wird der Kondensator des 1.
Kreises aufgeladen, fängt
dieser an zu schwingen. Über
die Kopplung (mittels
Eisenjoch wie beim
Transformator (oberes Bild)
oder durch
Ineinanderschieben der
Spulen (unteres Bild)) fängt
der 2. Kreis ebenfalls an zu
schwingen, wodurch dem 1.
Kreis (Schwingungs-)Energie
entzogen wird, bis nur noch
der 2. Kreis schwingt; dann
kehrt sich der Vorgang um.
Quelle: Staudt 2, Abb. 6.135, S.145
Schwebungen zeigen sich nur bei zwei nahe beieinander liegenden
Eigenfrequenzen. Wie bei den Federn sind diese dadurch charakterisiert, dass in
einem Fall die Systeme (Mechanik: Masse; hier: Ströme) in Phase (ϕ = 0°) bzw.
gerade in Gegenphase (ϕ = 180°) oszillieren. Die Schwebefrequenz ist wieder
ωSchwebung = ω2 – ω1.
6.1.6 Abstrahlung transversaler elektromagnetischer Wellen von einem
offenen Schwingkreis: Hertz’scher Dipol
Obwohl in einem Schwingkreis hochfrequente elektromagnetische Schwingungen
auftreten, ist er für eine Abstrahlung elektromagnetischer Wellen nicht geeignet;
d.h. sie bleiben im Schwingkreis gefangen und können sich nicht als Radio- oder
Fernsehwellen im Raum ausbreiten, da sich elektrisches und magnetisches Feld
fast ausschließlich im Inneren von Kondensator und Spule ausbilden. Um
elektromagnetische Wellen abstrahlen zu können, wird eine Antenne benötigt,
die auch „(Hertz’scher) Dipol“ genannt wird. (Mit Dipol ist nicht der elektrische
µel oder magnetische µmag Dipol gemeint.) Dabei handelt es sich um einen
gestreckten Leiter, der als „offener“ Schwingkreis angesehen werden kann, bei
dem Kapazität C und Induktivität L nicht mehr getrennt, sondern über den
ganzen Dipol gleichmäßig verteilt sind. Im gewissen Sinne ist ein solcher Dipol
damit die rudimentärste bzw. abstrahierte Form eines LC-Schwingkreises.
Übergang vom geschlossenen LC-Schwingkreis durch dessen Vereinfachung und Öffnung zwischen den
Kondensatorplatten zu einem lang gestreckten Draht. Quellen: Demtröder, Abb. 6-14, S170 und Physik
Gesamtband, S.184.
Beim „Öffnen" des Kondensators und dem Übergang von den
Kondensatorplatten und der Spule zu einem gestreckten Draht, dem Dipol bzw.
der (Dipol-)Antenne, verringern sich Kapazität und Induktivität der Anordnung