stehende elektromagn. Welle < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 19:16 Di 22.03.2011 | | Autor: | tAtey |
| Aufgabe | Gegenüber einer Metallplatte stehen Sender für Ultraschall und elektromagnetische Wellen
Für beide soll eine stehende Welle eingezeichnet und die aufgetragene Größe angegeben
werden. |
Hallo,
wie schaut denn so eine stehende elektromagnetische Welle aus? Habe ich noch nie gehört. Hab mal rumgegooglet und da steht, dass sich die EM-Welle, die vorher in Phase war nun phasenverschiebt. Wieso tut sie das?
Hat das was damit zu tun, dass Metall ein Leiter ist und das elektrische Feld beeinflusst? Bei dem Ultraschall fungiert die Metallplatte als festes Ende und es entsteht ein Knoten an diesem Ende?
Wäre um Hilfe dankbar!
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 21:45 Di 22.03.2011 | | Autor: | qsxqsx |
Hallo,
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> wie schaut denn so eine stehende elektromagnetische Welle
> aus? Habe ich noch nie gehört. Hab mal rumgegooglet und da
> steht, dass sich die EM-Welle, die vorher in Phase war nun
> phasenverschiebt. Wieso tut sie das?
> Hat das was damit zu tun, dass Metall ein Leiter ist und
> das elektrische Feld beeinflusst?
Ja. Je nach Material (keine Leitfähigkeit, begrenzte Leitfähigkeit, unendliche Leitfähigkeit sowie Permeabilitätszahl und Dielektrizitätszahl) wird sich eine andere (Beziehung zwischen E-Feld und B-Feld Vektor, Eindringtiefe ins Material, Polarisation) elektromagnetische Welle ausbilden.
Genauer gesagt ist es so (bei einer TEM-Welle mit senkrechtem Einfall):
Der H-Feldvektor muss stetig sein sowie der E-Feldvektor (beide Tangential). Da jedoch somit gelten muss [mm] B_{1}/(\mu_{1}) [/mm] = [mm] B_{2}/(\mu_{2}) [/mm] und(!) [mm] E_{1} [/mm] = [mm] E_{2} [/mm] und(!) die Energieerhaltung ebenfalls gelten muss durch [mm] \overrightarrow{S}_{1} [/mm] = [mm] \overrightarrow{S}_{2} [/mm] = [mm] \overrightarrow{E}_{1} \times \overrightarrow{B}_{1} [/mm] = [mm] \overrightarrow{E}_{2} \times \overrightarrow{B}_{2} [/mm] ergibt sich auf den ersten Blick ein Problem: Drei Bedingungen für zwei Unbekannte.
Dieses Problem wird gelöst, indem man sich sagt es gibt noch eine Reflektierte Komponente des E-Feldes E(1)' und somit E(1) + E(1)' = E(2).
Jetzt ist der Widerspruch gelöst, da noch Unbekannte dazu kommen.
Weiter will ich jetzt nicht darauf eingehen, da man hier noch viel (zu viel) ausholen könnte.
Bei dem Ultraschall
> fungiert die Metallplatte als festes Ende und es entsteht
> ein Knoten an diesem Ende?
Da der Schall ja nicht durch diese durchdringt nehme ich an, dass der ganze Schall zurückgeworfen wird. Mehr kann ich dazu auch nicht sagen.
Gruss
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(Antwort) fertig | | Datum: | 23:32 Di 22.03.2011 | | Autor: | leduart |
Hallo
Bei der Schallwelle kannst du Geschwindigkeit v der Luftteilchen oder Druck p als das sich mit sin ändernde zeichnen.
an der Wand ist v=0 also ein knoten.
bei der EM Welle gibt man die elektr. E oder magnetische Feldstärke H als das schwingende an, in einer idealen Metallplatte ist E=0 also auch ein Knoten von E. Dann sind beide analog. Wenn du beim Schall v und bei der EM welle E aufträgst, die 0 an der wand wird durch einen phasensprung um [mm] \pi [/mm] erreicht, dann heben sich an der Wand ein und auslaufende Schwingungen auf.
wenn du p oder H aufträgst ist an der Wand ein Bauch,
Gruss leduart
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