Big Bang HTL 3, Schulbuch

70 Ausgewählte Kapitel der klassischen Physik (III. Jg., 5. Sem.) Salopp gesagt brauchen EM-Wellen deshalb kein Medium, weil das elektromagnetische Feld selbst das Medium ist. Man kann es aber auch anders sehen: Licht und alle ande- ren EM-Wellen haben sowohl Wellen- als auch Teilchen- natur. Auch diese Erkenntnis geht auf Einstein zurück, und zwar im Rahmen seiner Erklärung des Fotoeffekts (siehe NAWI IV). Man kann daher auch sagen, dass Licht kein Medium braucht, weil es quasi als Teilchen durch den leeren Raum fliegen kann. Zusammenfassung Durch Maxwells Gleichungen wurde die Optik ein Teilgebiet des Elektromagnetismus. EM-Wellen breiten sich generell mit Lichtgeschwindigkeit aus, und sie benötigen dazu kein Medium. Das verstand man aber erst durch Einsteins Arbeiten. 7.3 Ladungsschaukel Der Schwingkreis Eine sehr gängige Methode zum Erzeugen von EM-Wellen ist die mit Hilfe eines Schwingkreises. Diese Technik wird etwa bei Radio, Fernsehen oder Handy eingesetzt, ist also allgegenwärtig. Fragebox Um eine kontinuierliche EM-Welle zu erzeugen, braucht man einen sich ständig wiederholenden Vorgang, bei dem Ladungen zu jedem Zeitpunkt beschleunigt werden (Kap. 7.1, S. 66). Das ist beim Schwingkreis der Fall. Er ist die Stahlhartes Nichts Der von Maxwell und anderen Physikern erdachte Äther musste ein wirklich seltsames Ding sein. Licht kann das Vakuum durchfliegen. Daher müsste auch das Vakuum mit Äther gefüllt sein. Das bedeutet, dass der Äther quasi ein Nichts sein müsste. Andererseits können sich Transversal- wellen nur in Festkörpern ausbreiten (und an der Ober- fläche von Flüssigkeiten; F10 ). Da EM-Wellen transversal schwingen, müsste also der Äther ein Festkörper sein, und weil c so groß ist, müsste er viel, viel härter sein als Stahl. Bleibt unterm Strich: Der Äther müsste ein stahlhartes Nichts sein! Absurd! i Abb. 7.15: Bei EM-Wellen schwingen sowohl das elektrische als auch das magnetische Feld quer zur Ausbreitungsrichtung. Sie sind daher Transversalwellen. Z Grundlage jeder Funkübertragung , etwa bei Radio, Fern- sehen oder Handy. Im Wesentlichen besteht ein Schwing- kreis aus einem Kondensator und einer Spule (Abb. 7.17), und diese bringen die Ladungen zum Schwingen. Wie funk- tioniert das? Abb. 7.17: In einem Schwingkreis kommt es zu einem ständigen Umladen des Kondensators. Zunächst muss der Kondensator durch eine Spannungsquel- le aufgeladen werden (Abb. 7.17 a). Und dann geht es los. Der Kondensator entlädt sich. Durch den Stromfluss baut sich in der Spule ein Magnetfeld auf (b). Wenn der Konden- sator entladen ist, bricht das Magnetfeld zusammen. Wie ist der Widerstand von Spule und Kondensator definiert? Schau in Kap. 6.2 ab S. 59 nach! Bei jedem Radio kann man auf irgendeine Art den Sender einstellen (Abb. 7.16). Was bedeutet aber „den Sender einstellen“ technisch gesehen? Was versteht man unter gedämpften, ungedämpften und harmonischen Schwingungen, was unter Reso- nanz? Kannst du Beispiele dafür angeben? Wie funktioniert eine Pendeluhr und was versteht man dabei unter Rückkopplung? Lies nach in Kap. 2.3 (S. 17)! Ö3 wird in Wien auf der Frequenz von 99,9 MHz gesendet. Was ist damit gemeint? F11 A1 F12 A2 Abb. 7.16: Mit dem rechten Knopf lässt sich der Sender einstellen. Was passiert dabei? F13 A1 F14 A2 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv