Wikipedia falsches bild von EM wellen?
Dieses Bild ist von Wikipedie, doch dies ist doch eindeutig falsch oder nicht? E und B Feld sind doch zeitlich um 90° versetzt und haben nicht den selben 0 Durchgang.
3 Antworten
Doch, das Bild stimmt. Wenn das elektrische Wechselfeld und das magnetische Wechselfeld einer EM-Welle um 90° phasenverschoben wären, dann könnte eine solche Welle keine Energie transportieren. Beide Felder müssen schon phasensynchron sein und sind es auch. - Eine Ausnahme stellt das Nahfeld einer Antenne dar. Dort kann es durchaus zu lokalen Phasenverschiebungen kommen. Aber nach zwei bis drei Wellenlängen Abstand von der Antenne ist alles schön phasensynchron.
Das ist schwer zu erklären ohne in die Tiefen der Maxwellschen Gleichungen einzusteigen. Das fängt schon an mit der Vorstellung vom "Einholen". EM-Wellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Auch im komplizierten Nahfeld einer Antenne. Aber die Lichtgeschwindigkeit begrenzt nur die Geschwindigkeit des Energietransports. Im Nahfeld einer Antenne werden zur Erklärung des Ablösungsprozesses einer Welle von einem Draht aber auch Phasengeschwindigkeiten betrachtet. Die können bedeutend höher sein als die Lichtgeschwindigkeit. Hier gibt es wenn Du so willst "Einholungseffekte". Am Ende mündet es aber alles in der so genannten Gruppengeschwindigkeit, die im Freifeld nach ein paar Wellenlängen Abstand von der Antenne immer gleich der Lichtgeschwindigkeit ist.
E und B Feld sind doch zeitlich um 90° versetzt
nein, eben nicht, sonst könnte ein Strahl keine Energie transportieren :-)
die 90° Versetzung hat man nur im Nahfeld eines Strahlers aber nicht bei ebenen EM-Wellen im Fernfeld.
Die Abbildung stimmt schon. Hier siehst du aber auch keine zeitliche Versetzung.
Du meinst weil x die Strecke ist?
Oder wie ist das zu verstehen?
Und weshalb sollte deswegen dann beides in phase sein?
Das spielt doch keine Rolle.
Oder was genau meinst du?🤔
Es muss keineswegs in Phase sein. Hier sieht man eine linear polarisierte Welle. Eine zirkular polarisierte, hätten einen anderen Phyasengang.
Nicht? Aber ist es nicht so, dass das eine Feld das andere erzeugt? Dass bei der grössten Änderung des einen Feldes der grösste Ausschlag des anderen feldes entsteht, also der Scheitelpunkt?
Oder was verstehe ich hier falsch.
Eine räumliche Veränderung des E Feldes wird durch eine zeitliche beim M-Feld verursacht
Das B feld ist aber doch dort am grössten wo das E feld sich am stärksten ändert.
Genau, aber auf dem Bild siehst du per se nicht, wie stark die Änderung ist, denn die Änderung ist die Ableitung nach der Zeit
Die Geschwindigkeit durch den raum bleibt doch immer die selbe, somit sieht man doch wie stark die Änderung ist. Dort bei der grössten Steigung geschieht die grösste änderung, da sich die Welle immer gleichschnell bewegt.
Das spielt doch keine Rolle.
Doch, das spielt eine Rolle. Wenn das elektrische Feld gegenüber dem magnetischen Feld um 90° phasenverschoben wäre, dann würde eine solche Welle keine elektromagnetische Energie transportieren. Ganz ähnlich wie eine Leitung auf der Spannung und Strom um 90° phasenverschoben wären.
Hier siehst du aber auch keine zeitliche Versetzung.
Doch, doch die zeitliche Versetzung würde man schon sehen, wenn es sie gäbe. Es handelt sich um eine Momentaufnahme. Gäbe es eine zeitliche Versetzung, dann wären die roten Nulldurchgänge nicht am gleichen Ort wie die blauen Nulldurchgänge.
Danke für die Antwort, was passiert da denn genau damit das eine feld den vorsprung des anderen feldes einholen kann?