Elektromagnetische Wellenausbreitung

[Manfred10]

Hallo

Es sieht so aus als ob das B-Feld das E-Feld nach halber Wellenlaenge im Fernfeld einholt.
Wie kann man sich diese Geschwindigkeitsanpassung erklaeren?

http://www.mikomma.de/fh/eldy/hertz.html (Anm. der Mod.: Link korrigiert)

lm Nahfeld also bevor sich die Welle abloest gibt es zwischen B- und E-Feld einen Phasenunterschied von 90° der aber laut Elektrodynamik nur fuer nicht stark beschleunigten Ladungen gilt.
Im Fernfeld nach der halben Wellenlaenge laufen B-Feld und E-Feld dann synchron.

Wie komt es zu dieser starke Beschleunigung?

Am Entstehungspunkt des ersten Feldlienienaufbaus ist die Feldstaerke unendlich gross......

????

[Bernhard]

Zitat von Manfred10

Am Entstehungspunkt des ersten Feldlienienaufbaus ist die Feldstaerke unendlich gross...... ????

Solche mathematischen Polstellen kommen in der Elektrodynamik sehr häufig wegen der Verwendung von Punktladungen vor. Einfachstes Beispiel ist das Coulomb-Feld.

Beim hertzschen Dipol schwingt eine Punktladung um den Ursprung. Ein Polstelle in den Feldern ist also nicht wirklich überraschend.

EDIT: Ein wichtiges Konzept in der Elektrodynamik nennt man Verschiebungsstrom. Kennst Du das bereits? Stark vereinfacht ausgedrückt besagt es, dass zeitlich variable elektrische Felder ihrerseits magnetische Felder erzeugen können, wobei ich die Unterscheidung zwischen Flussdichte und Feldstärke mal außen vor lasse. Eventuell hilft das ja etwas beim qualitativen Verstehen der Felder beim hertzschen Dipol.

[Manfred10]

Genau da vermute ich meine Verstaendnisluecke.
In der Orientierunspolaisation der elektrischen Dipolmomente ...

[Bernhard]

Zitat von Manfred10

In der Orientierunspolaisation der elektrischen Dipolmomente ...

Das kannste hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrisches_Dipolmoment nachlesen.

[Manfred10]

Hallo Bernhard - Danke fuer deine Antwort.

Wie schon geschrieben genau da haette ich nach meiner Antwort gesucht.

In der Umwandlung der Antennen Energie in die Orientierungspolarisation der elektrischen Dipolmomente des umgebenden Raumes.

Ich nenne sie mal zum Verstaendnis "Verschiebungsstromfortpflanzungswelle" ��

Jede Materie und jedes Molekuel hat ein elektrisches Dipolmoment.
Bei einem Kondendator beschreibt das Dielektrikum das elektrische Dipolmoment.
Die Arbeit die verrichtet werden muss um die Dipolmomente auszurichten beschreibt das Elektrische Feld.
Das Feld oder die Welle die ich mir vorstellen zu versuche ist eine durch die Antenne angeregte fortpflanzende Orientierungspolarisationswelle von elektrischen Dipolmomenten.
Jede Materie und Molekuel hat ein Permanentes Dipolmoment in das es ohne Anregung wieder zurueckfaellt.
Das jeweilige Permanente Dipolmoment der Materie laesst sich durch Elektronenfluss (Bewegung) und Waerme beeinflussen.
Nach einer bestimmten Zeit faellt es wieder in sein Permanentes Materiegebundene Dipolmoment zurueck.

Die Frage ist ob es durch diesen Verschiebungsstrom zu einer Dipolmomentwechselfeldaenderungswelle der Molekuele kommen kann und diese dann wieder eine Ladungstrennung mit einem Elektronenfluss erzeugen kann?!

Voraussetzen muesste man aber das die mittlere freie Weglaenge Lamda des Raumes immer ausreicht um eine Fortpflanzung zu gewaehrleisten?!

Den Lamda/4tel Dipol wuerde ich dabei als weitgehend kollissionsfreie mittlere freie Weglaenge betrachten und die Kollissionen als Energieuebertragung nach aussen hin in die Polarisationsebene der elektrischen Dipolmomente des umgebenden Raumes.

[Bernhard]

Zitat von Manfred10

Die Frage ist ob es durch eine Dipolmomentswechselfeldaenderung der Molekuehle zu einer Welle kommen kann und diese dann wieder einen Elektronenfluss also zu eine Ladungstrennung erzeugen kann?!

Materie und em-Feld wechselwirken. Das eine beeinflusst das andere und umgekehrt. Wie das im Detail funktioniert, beschreiben, wie gesagt und in sehr guter Näherung (wenn man es denn so bezeichnen will), die maxwellschen Gleichungen.

[Manfred10]

Hallo Bernhard -

Ich denke ich habe eine Loesung in der Verschiebungspolarisation /Deformationspolarisation gefunden:

Die Verschiebungspolarisation ist die Summe aller induzierten Dipolmomente, geteilt durch das Volumen: Die Stärke der induzierten Dipolmomente ist bei gebundenen Elektronen abhängig von der Polarisierbarkeit des Moleküls/Atoms.

Bei der Verschiebungspolarisation auch Deformationspolarisation genannt) werden durch ein externes elektrisches Feld induzierte Dipole gebildet, indem die Elektronen eines Atoms oder Moleküls so verändert („verschoben“) werden, dass der Schwerpunkt der negativen Ladungen nicht mehr mit dem Schwerpunkt der positiven Ladungen (Atomkerne) übereinstimmt (Elektronenpolarisation)
oder
positive Ionen relativ zu negativen Ionen verschoben werden (Ionenpolarisation).

Die Stärke der induzierten Dipolmomente ist bei gebundenen Elektronen abhängig von der Polarisierbarkeit des Moleküls/Atoms. Die Verbindung zwischen mikroskopisch relevanter Polarisierbarkeit und makroskopisch relevanter Permittivität stellt die Clausius-Mossotti-Gleichung her.

In elektrischen Wechselfeldern (z. B. Licht) wird die Materie mit der Frequenz des schwingenden E-Feldes umpolarisiert. Für höhere Frequenzen (größer als die der typischen Molekülschwingungen, etwa ab dem Infrarot-Bereich) kann die Ionenpolarisation wegen der größeren Trägheit der massiven Ionen nicht mehr folgen und folglich vernachlässigt werden. Die wesentlich leichteren Elektronen dagegen folgen dem Wechselfeld auch noch bei höheren Frequenzen (etwa bis in den UV-Bereich).

[Bernhard]

Zitat von Manfred10

Ich denke ich habe eine Loesung in der Verschiebungspolarisation /Deformationspolarisation gefunden:

Bitte berücksichtige noch das Folgende:

Beim hertzschen Dipol im Vakuum wird der elektrische Dipol per Definition fest vorgegeben und die resultierenden Felder stur ausgerechnet. Da wirken die Felder also nicht zurück auf den Dipol. Bei Anwesenheit von zusätzlicher Materie (z.B. ein Dipol innerhalb einer Matrieanordnung) kann man die Auswirkungen der Vakuumfelder auf die Materie ausrechnen und damit das Modell dann in einem zweiten Schritt verfeinern.

[Manfred10]

Hallo Bernhard -

Interessant waere ob man ueber die Nebeneffekte der Verschiebungspolarisation die Welle im Fernfeld sichtbar machen koennte.
Speziell der Brechnungsindex der Dipolmomente der Molekuele und die Durchsichtigkeit eines Molekuels wird damit veraendert.

[Bernhard]

Zitat von Manfred10

Interessant waere ob man ueber die Nebeneffekte der Verschiebungspolarisation die Welle im Fernfeld sichtbar machen koennte.

Mach mal auf YouTube eine Suche nach "Plasma Mikrowelle Weintraube". Da bekommst Du viel Beispiele für die Wirkung eines em-Wellenfeldes auf Materie .