Big Bang HTL 3, Schulbuch

68 Ausgewählte Kapitel der klassischen Physik (III. Jg., 5. Sem.) Die in Abb. 7.7 dargestellte Welle ist ein elektromagneti- scher Puls, weil die Ladung nur einmal kurz beschleunigt wird. Er ist mit einem Donner oder einem Knall vergleichbar. Damit eine kontinuierliche EM-Welle mit wiederkehrenden Bergen und Tälern entsteht – das würde beim Schall einem Dauerton entsprechen – braucht man einen sich wiederho- lenden Vorgang, bei dem die Ladung zu jedem Zeitpunkt be- schleunigt wird. Künstlich kann man das zum Beispiel in ei- nem Schwingkreis (Kap. 7.3, S. 70) oder einem Magnetron (Kap. 9.2, S. 82) im Mikrowellenherd erzeugen. Info: CLIL – EMP Abb. 7.7: Wie durch das Beschleunigen einer Ladung eine Störung des elektrischen und somit auch des magnetischen Feldes entsteht. Bei c erreicht die Welle den Beobachter. CLIL – EMP An electromagnetic pulse (EMP) is a strong, pulse-like electromagnetic wave ( F4 ). It occurs, for example, in the explosion of an atomic bomb , in which gamma radiation is produced (Section 9.4). These high-energy photons collide with the electrons of air molecules and impart an impulsive acceleration. This creates a shock wave as in Fig. 7.7. Due to its high intensity, an EMP is able to induce extremely high voltages in conductors. Particularly affected are sensi- tive components such as computer chips , as well as elec- tricity and telephone networks, and radio and television sta- tions. An EMP can therefore cause a lot of chaos. The effect is especially strong in the case of an air burst (Fig. 7.8). Exercise: Who would daily life be effected by a EMP? i Fig. 7.8: In 1962 an atomic bomb was detonated about 400 km over Hawaii, which caused northern light-like phenomena (because of the ionization of the air). In Honolulu fuses burned out and alarm systems were set off. Abb. 7.9: a) Eine Störung des elektrischen Feldes läuft an dir vorbei. Es ist ein Ausschnitt aus Abb. 7.7 c mit mehr eingezeichneten Feldlinien. b) Eine andere, üblichere Darstellung: Beim Vorbei- laufen des Knicks entsteht ein veränderliches elektrisches Feld, das wiederum ein magnetisches Feld erzeugt. Die beiden Felder stehen normal zueinander. Zusammenfassung Eine elektromagnetische Welle ist die Ausbreitung einer Störung des elektromagnetischen Feldes. Diese Störung wird durch das Beschleunigen einer Ladung ausgelöst. 7.2 Höchstgeschwindigkeit im Universum Wichtige Eigenschaften von EM-Wellen Alle elektromagnetischen Wellen, egal ob sichtbares Licht, Radiowellen oder Röntgenstrahlen, weisen ein paar ganz bestimmte Eigenschaften auf. Z Welche Teilbereiche der Physik wurden mit den Entdeckungen von Ørsted (S. 44) und Faraday (ab S. 49) verschmolzen? Und welche Teilbereiche wurden durch die Entdeckung Maxwells verschmolzen? Wie kam Maxwell auf die Idee, dass auch Licht eine EM-Welle ist? Welches Indiz hatte er dafür? Schlage bei den Werten für die elektrische Feldkon- stante ε 0 (Kap. 4.3, S. 36) und für die magnetische Feldkonstante µ 0 (Kap. 5.3, S. 48) nach und berechne dann 1/ √ ____ ε 0 · µ 0 . Kommt dir diese Zahl bekannt vor, und welche Einheit hat sie? Und was könnte dieses Ergebnis mit F6 zu tun haben? Es gibt keine Wasserwellen ohne Wasser, keine Schallwellen im Vakuum, keine Erdbeben ohne Erde und keine Dauerwelle ohne Haare. Daher gibt es auch keine Lichtwelle ohne … was denn eigentlich? Was versteht man unter Longitudinal- und Trans- versalwellen? In welchen Medien können sich diese Wellen ausbreiten? Und was ist Licht für eine Welle? Schlag nach in Kap. 12.2 (NAWI 1)! F6 A1 F7 A2 F8 A1 F9 A2 F10 A1 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv