Schwingt bei EM-Wellen der Raum?

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5 Antworten

EM-Wellen propagieren durch den Raum, ohne die Raumzeit nennenswert zu krümmen. Gravitationswellen sind per Definition wellenförmige Verformungen der Raumzeit.

Und sieht die EM-Welle wirklich so aus, wie bei den Grafiken? Kann es sein, dass ein Objekt im Wellental ist und deshalb gar nichts von der Welle bemerkt?

Und ist die Welle 3D oder nur von oben nach unten?

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@Usedefault

Die EM-Welle besteht aus einer elektrischen und einer magnetischen Komponente. Das E-Feld und das B-Feld stehen zu jedem Zeitpunkt senkrecht zueinander und zur Ausbreitungsrichtung. Die Felder haben bis auf einen konstanten Vorfaktor den gleichen Betrag.

Kann es sein, dass ein Objekt im Wellental ist und deshalb gar nichts von der Welle bemerkt?

Wie meinst du das? Das Tal bewegt sich ja mit Lichtgeschwindigkeit, ein Objekt kann also nicht die ganze Zeit im Tal sein, die Täler laufen wie bei einer Wasserwelle an ihm vorbei.

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@PhotonX

Achso! Es verändert sich ja die Amplitude ständig.

Die B- Komponente ist rein die Konsequenz der E-Komponente, oder? So wie beim Stromkreis?

Wie breit und wie hoch sind EM-Wellen?

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@Usedefault

Nein, die Amplitude bleibt die gleiche, die Auslenkung ändert sich. Also: Die maximale Feldstärke bleibt gleich, die tatsächliche Feldstärke schwingt periodisch.

Die B-Komponente ist Konsequenz der E-Komponente und die E-Komponente ist umgekehrt Konsequenz der B-Komponente.

Die Wellenfronten von ebenen EM-Wellen sind unendlich ausgedehnt. Das ist aber natürlich ein mathematisches Modell. In Wirklichkeit gibt es keine exakt ebene EM-Wellen und die Fronten haben endliche Ausdehnung. Zum Beispiel das Sonnenlicht ist eine EM-Welle, die sich von der Sonne aus in alle Richtung ausdehnt. Die Wellenfronten sind Sphären, die mit dem Abstand zur Sonne immer größer werden. Dafür nimmt die Amplitude mit dem Abstand ab (merke den Unterschied zum ersten Satz: Bei ebenen Wellen bleibt die Amplitude gleich, bei Kugelwellen nimmt sie mit dem Abstand ab).

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  Zweite Ergänzung; elektrische und magnetische Feldlinien kommen in den Experimenten vor; siehe Pohl, Elektrizitätslehre.

   Mehr sagt die Physik auch nicht.

   In Euklids Elementen steht drin, was für Punkte, Geraden und Dreiecke gelten soll.

   Und die Maxwellgleichungen ( MG ) geben an, was für E-Feld und B-Feld gilt; das Einzige, was vom Standpunkt des ===> Positivismus Sinn hätte: Du schlägst nach im Becker-Sauter bzw. unterhältst dich mit mir darüber, wie man diese MG umformt bzw. löst.

   Einen tieferen Sinn haben diese Felder nicht, obgleich ich ihnen eine gewisse Anschaulichkeit keines Wegs absprechen möchte.

   Ich zitiere ===> Harry Lesch, wenn ich sage: Du glaubst nur, z.B. die Tischplatte zu berühren. In Wirklichkeit ist das elektrostatische Feld, die Coulombabstoßung zwischen der äußeren Elektronenhülle in deinem Finger und den elektronen im Holz der Art stark, dass du nicht ein einziges Elektron berührst.

   Viel mehr verhält es sich genau umgekehrt; du spürst die Wirkung eines Kraftfeldes.

  Wegen deines Kommentars; was man Schülern immer vorenthält: Dreifingerregel der rechten Hand. ( DFR )

  1) Daumen in Richtung des ( elektrischen ) E-Feldes

  2) Zeigefinger in Richtung des ( magnetischen ) B-Feldes

  3) Dann gibt dir der Mittelfinger die Richtung des Energiestroms ( Strahlungsdruck; ===>  Poyntingvektor )

     Auf Grund der DFR ist die Welle ===> polarisiert ;  es gibt linear und zirkular polarisiertes Licht; natürlich könnte der Feldvektor auch rotieren.

Wie ich dir in einer anderen Frage schon sagte, schwingt bei Licht das elektromagnetische Feld, welches das Universum ausfüllt. Die Raumzeit wird vom Licht kaum beeinflusst.

Du hast aber nicht mehr geantwortet, was das "EM-Feld" sein soll.

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@Usedefault

Es gibt keine anschauliche Darstellung solch fundamentaler Dinge. Es ist ein mathematisches Feld, welches das Universum ausfüllt. Ein Feld ist, wenn du jedem Punkt im Raum eine Zahl, einen Vektor oder anderes mathematisches Objekt zuordnest. Die Temperatur ist ein skalares Feld - jedem Punkt im Raum wird eine Zahl zugeordnet. 

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@DieMilly

Aber PhotonX hat geschrieben, die Photonen propagieren durch den Raum und nicht sie schwingen ein Feld! Wobei für mich die Vorstellung vom schwingenden Raum angenehmer wäre, als vom schwingenden Photon.

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@Usedefault

Es schwingt die Feldstärke des E- und B-Felds, sie ändert sich also periodisch mit der Zeit. Das Feld schwingt von selbst und wird nicht von irgendwas geschwungen, wie du schreibst.

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@PhotonX

DieMilly hat oben geschrieben, dass bei Licht ein Feld schwingt und ich habe das nur so übernommen, falls du mich meinst.

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@Usedefault

Ja, ich meinte deinen letzten Kommentar. Du schriebst doch

die Photonen propagieren durch den Raum und nicht sie schwingen ein Feld

Ich wollte nur klarstellen, dass nicht die Photonen das Feld schwingen, sondern das Feld selbst schwingt, in dem Sinne dass die Feldstärken periodisch anwachsen und abnehmen.

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@PhotonX

Und gibt es dieses EM-Feld auch, wenn nirgends Photonen emittiert werden oder hat der moderne Physikergeist sich das Feld ausgedacht, um bestimmte Vorgänge zu beschreiben?

Ich stelle mir nämlich die Wirklichkeit vor als Objekte, welche das Nichts ausfüllen. Und dann wäre neben den Objekte ja noch ein Feld im Nichts.

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@Usedefault

Das Feld ist erst mal eine mathematische Funktion, E(t,x,y,z), die jedem Punkt (x,y,z) zu jeder Zeit t einen Feldstärkenwert zuordnet. Es kann aber indirekt gemessen werden, zum Beispiel durch die Bewegung einer Probeladung, auf die je nach Feldstärke eine andere elektrische Anziehungs- oder Abstoßungskraft wirkt.

Wenn zu keinem Zeitpunkt und an keinem Ort Photonen vorhanden sind, dann ist klassisch E=0. Quantenmechanisch gibt es allerdings mikroskopische Feldschwingungen, die man nicht "abschalten" kann.

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