Elektromagnetische Wellen durch beschleunigte Ladungen

[@TomTom-jv5sv]

Hammer, haben wir in der Schule nie gehabt. Man wurde viel lieber mit Rechenaufgaben geknechtet ohne das grundlegende Prinzip dahinter verstanden zu haben. Im Informatikstudium geht man darauf gar nicht mehr ein weil es eher Physik/Elektrotechnik ist und so dachte ich schon, dass ich meine Unwissenheit mit ins Grab nehmen muss. Das war für mich immer schon ein Rätsel, wie wir auf dieser Welt mit elektromagnetischer Strahlung umgehen und sie wie selbstverständlich nutzen. So ein Funkgerät war für mich immer eine schwarze Box die wie durch Wunder Strahlung erzeugt. Mit der Erklärung kann ich mir das schon sehr viel besser vorstellen und akzeptieren. Vielen Dank. Es ist so schön die Welt ein Stückchen weiter zu verstehen.

[@MartinApolin]

@@TomTom-jv5sv Danke für den gewogener Kommentar! Ich persönlich bin ja auch der Meinung, dass es viel wichtiger ist, die grundlegenden und faszinierenden Mechanismen hinter den Phänomenen zu verstehen, bevor man herumrechnet. Das ist gewissermaßen meine Mission auf diesem KZbin-Kanal hier 😅

[@mach.hinne.42]

Knackiger Text, passende Visualisierungen, nachvollziehbare Beispiele, aber auch Stoff, der zum selbstständigen Weiterforschen anregt. So kompakt habe ich noch an keiner anderen Stelle Wissensvermittlung erlebt. Ihre Videos sollten zur Pflichtlektüre für Pädagogen gemacht werden.

[@MartinApolin]

Wow, danke für das tolle Kompliment!

[@kaiserfish1851]

Du erklärst das Thema, wie immer, ganz toll. Vielen lieben Dank dafür!

[@MartinApolin]

🤗

[@reptile_whisperer]

Vielen Dank für diesen lehrreichen Kanal🫡

[@MartinApolin]

@@reptile_whisperer 🙏🏻🖖🏻

[@reptile_whisperer]

Das Video hat mich jetzt getriggert und ich finde irgendwie keine passende Antwort auf meine jetzigen Gedanken. Beschleunigte Ladungen strahlen Energie in Form von elektromagnetischen Wellen aus heißt es. Das kann ich mir gut vorstellen...Aber wie ist denn grundsätzlich das Phänomen beim Licht zu beschreiben? Licht als einen masselosen Teil der elektromagnetischen Strahlung zu definieren, setzt aber dann doch auch eine Ladung voraus? Wenn Photonen aber als ladungsfrei betrachtet werden und diese auch im Vakuum ihr elektrisches und magnetisches Feld haben, wo kommt dieses her? Oder ist es eine grundsätzliche Tatsache, dass Photonen dann in Lichtgeschwindigkeit fliegen und sich dabei wellenartig die Felder bewegen? Ich weiß nicht genau, ob meine Frage verständlich ist, wirre Gedanken 😁 Ich frage mich halt wie die beiden Felder überhaupt entstehen. Vermutlich werfe ich hier verschiedene Dinge zusammen und bekomme sie nicht sinnvoll sortiert 😁

[@MartinApolin]

@@reptile_whisperer Genau, das sind zwei verschiedene Modelle. Modell Nummer eins sind die elektromagnetischen Wellen. Da entstehen kann man sich eben durch die Knicke in den elektrischen Feldlinien vorstellen, die wiederum die magnetischen Feldlinien ändern. Beide Änderungen stehen im rechten Winkel zueinander und das ergibt eben die klassische elektromagnetische Welle mit einem sinusförmigen veränderlichen elektrischen Feld und einem ebenso sinusförmigen magnetischen Feld, das normal darauf steht. Der völlig andere Ansatz ist, dass man Licht als einen Strom von Photonen auffasst. Diese haben übrigens keine Ladung. Dass beide Modelle möglich sind, ist der berühmte Welle-Teilchen-Dualismus des Lichts, und das verwirrt ausnahmslos alle anhaltend bis heute, also auch die Physiker. 😅 diese Doppelnatur im übrigen aller Quanten ist die Grundlage der Quntenmechanik.

[@reptile_whisperer]

@@MartinApolin Also wurde einfach angenommen, dass es sich um elektromagnetische Wellen handelt ohne es tatsächlich beweisen zu können, dass es so wirklich ist? Den Dualismus an sich kannte ich noch grob (das was man halt so in den Ingenieurwissenschaften lernt, Praxis orientiert 😁). Verrückte Welt, aber andererseits auch wieder das Übliche, jemand hat sich ja auch Reele und komplexe Zahlen ausgedacht und wir rechnen einfach damit und es funktioniert einfach. Wissenschaft ist schon faszinierend.

[@MartinApolin]

Ich würde nicht sagen, dass man einfach angenommen hat, dass Licht eine elektromagnetische Welle ist. Man hat es vermutet, und dann konnte James Clerk Maxwell 1864 die Maxwell-Gleichungen aufstellen, mit denen er die elektromagnetischen Wellen modellieren konnte, und sieh da: die Theorie sagte voraus, dass sich diese Wellen exakt mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Es war damit klar, dass er mit seinen Gleichungen richtig liegen musste, weil das könnte ja wohl kein Zufall sein. Und etwa etwa 30 Jahre später konnte Heinrich Hertz im Experiment zeigen, dass man durch einen Funken tatsächlich elektromagnetische Wellen erzeugen und einige Meter später wieder empfangen kann. Der Ausdruck "funken" kommt übrigens noch heute davon, weil Hertz einen Funken verwendete. Und dann konnte 1905 Albert Einstein zeigen, dass Licht auch als Teilchen zu beschreiben ist. Es gibt übrigens eine Playlist zur ganzen Kanal, wo ich das alles im Detail beschreibe.kzbin.info/aero/PLaEDf2eoJyB38eyvBG66cZy5EjmFZzVFF&feature=shared

[@gentec9114]

Wie immer sehr verständlich erklärt, vielen Dank!!

[@MartinApolin]

Danke für das große Lob!

[@stefanblue660]

Wieder was gelernt ! Vielen Dank!

[@MartinApolin]

Gern geschehen! 🖖🏻

[@MsWernerH1]

Grundlagen-Erklärung, warum ist es so wie es ist...... klasse. Vielen Dank für deine Videos. Würde gerne wissen warum GENAU Glas durchsichtig ist.

[@MartinApolin]

Danke! Was die Durchsichtigkeit vom Glas betrifft: ein Stoff ist dann durchsichtig, wenn die Atome und Moleküle im Stoff die Photonen nicht absorbieren können, weil die Energiemenge nicht passt, um einen Quantensprung auszulösen. Das ist bei Glas so, das großteils aus Siliciumdioxid besteht. Die Photonen von sichtbarem Licht werden von Glas nicht absorbiert. Für Infrarot-Licht ist Glas aber zum Beispiel undurchsichtig. Deshalb funktioniert ja auch ein Glashaus, weil die Infrarotstrahlung absorbiert beziehungsweise wieder zurückgestrahlt wird. Zu Quantensprünge gibt’s auf diesem Kanal ein Video: kzbin.info/www/bejne/kGbTlWCZorNjirsfeature=shared

[@JensKochanski]

viel besser, als diese anderen Videos mit computergenerierten Animationen und reißerischen Titeln, aber wenig Substanz. Ihr wisst, was ich meine 😀

[@MartinApolin]

@@JensKochanski 🙏🏻🖖🏻

[@mrsupergau8593]

Wie immer top erklärt 😁👍

[@MartinApolin]

Vielen Dank, für die 🌷🌼🌸!

[@MartinApolin]

P.S.: Interessanter Nickname 😉

[@ihabsglei]

Auf ein kleines Detail in der Animation ab 5:26 möchte ich noch schnell hinweisen, weil man es sehr leicht übersehen kann und auch weil es mich, als ich das erste mal davon gelesen habe so überrascht hat. Man beachte die Richtung der Feldlinien die vom Abbremsen des Teilchens noch nichts mitbekommen haben, die zeigen weiter dort hin, wo das Teilchen wäre, wenn es nicht abgebremst worden wäre. 😂

[@MartinApolin]

Cool, oder! ;-)

[@TB-rx5mc]

Vielen Dank!!!

[@MartinApolin]

Dankeeee!

[@Donnerkai]

Sehr interessant. Deute ich es richtig, dass eine elektromagnetische Welle eine Störung des elektrischen Feldes als auch des magnetischen Feldes bedeutet? Eine Störung des elektrischen Feldes würde also immer auch mit einer Störung des magnetischen Feldes einhergehen? Also gibt es auch keine reinen elektrischen Wellen?

[@MartinApolin]

Danke! Und ja, es ist genau so, wie sie sagen!

[@Donnerkai]

@@MartinApolin vielen Dank. Mein Problem ist immer, dass ich nach so einem Erkenntnisgewinn immer neue Fragen habe. Es ist ein Teufelskreis 😅

[@MartinApolin]

@Donnerkai 😅Das kenne ich!

[@impedanze.m8521]

Gut erklärt. Aber warum braucht die elektromagnetische Welle kein Medium um sich auszubreiten?

[@MartinApolin]

Weil bei einer elektromagnetischen Welle kein Medium schwingt, sondern das elektromagnetische Feld, und das breitet sich auch durch das Vakuum aus. Oder man kann es auch so sehen: eine elektromagnetische Welle ist ein Strom von Photonen, und diese können sich natürlich auch durch das Vakuum bewegen.

[@enriqueernesto738]

Warum ist das Teilchen in den Animationen, sobald es bewegt wird, nicht mehr im Mittelpunkt eines Kreises sondern einer Ellipse?

[@MartinApolin]

@@enriqueernesto738 Das ist keine Ellipse, sondern nach wie vor ein Kreis. Aber die Information darüber, dass sich das Teilchen bewegt, breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit kreis- beziehungsweise kugelförmig in alle Richtungen aus. Und der Mittelpunkt dieser Kugel ist dort, wo sich das Teilchen vor der Beschleunigung befunden hat.

[@steinadler4193]

Jetzt verstehe ich seit 35 Jahren zum ersten Mal, wieso sich das Magnetfeld im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Ladungsträgers ausbreitet (Korkenzieherregel haben wir damals gelernt).

[@MartinApolin]

🙏😎

[@kakarottensaft_1347]

Wie schnell bewegen sich Elektronen nun? Habe in einem Video gesehen dass sie sich beispielsweise in einem Kabel Richtung Lampe mit etwa 24 cm pro Stunde bewegen da sie von den Atomkernen immer wieder abgestoßen werden? Wie kommt dann der Strom so schnell in die Lampe 🤔

[@MartinApolin]

Also es gibt quasi drei verschiedene Geschwindigkeiten: 1) Die Elektronen in einem Metall sind wie Gasmoleküle in ständiger, ungeordneter Bewegung. Ihre Geschwindigkeit liegt in der Größe von etwa 2800 km/h ! 2) Liegt eine Spannung an, beginnen sich alle Elektronen zusätzlich in Richtung Plus-Pol zu bewegen. Man spricht von der Driftgeschwindigkeit. Diese ist winzig und liegt bei nur etwa 0,1 mm/s. Während die Bewegung der Elektronen ungeordnet ist, ist die Driftgeschwindigkeit geordnet. Man kann sich das so vorstellen wie einen Schwarm durcheinander fliegender Mücken, der zusätzlich vom Wind vertrieben wird. Und dann gibt es 3) noch die Geschwindigkeit, mit der sich elektromagnetische Wellen und auf das elektrische Feld ausbreiten. Diese entspricht der Lichtgeschwindigkeit. Wenn der Schalter eines Stromkreises also offen ist, dann gibt es nur eine ungeordnete Bewegung. Wenn ich den Schalter schließe, dann breitet sich diese Information mit Lichtgeschwindigkeit aus, und die Elektronen beginnen (fast) gleichzeitig zu driften. Das ist ist dann der Strom!

[@thomasberghofer1840]

1:52 Die Grafik zeigt keine Knicke sonder Stufen, richtig gesagt falsche Visualisierung wenn ich mich da nicht Irre. Aber gute Idee zur Visualisierung.

[@MartinApolin]

Naja, zwei Knicke = eine Stufe! 😁

[@miton8587]

Wenn elektromagnetische Wellen eine Geschwindigkeit hätten, könnten sie ihre Gehäuse verlassen. Jeder Kompass würde unter 50Hz zittern. Jedes Ofenblech würde brummen und vibrieren. Sie beschreiben Funkwellen. Die mit den Ober"Frequenzen" ,die keinerlei typische Welleneffekte aufweisen, wie wir sie von den Schallwellen 0:00 kennen.

[@MartinApolin]

Nein, ich beschreibe den allgemeinen Mechanismus der Entstehung von elektromagnetischen Wellen. Diese sehr plastische und didaktische Art, die Entstehung der Wellen zu beschreiben, kommt aus dem anglo-amerikanischen Raum und ist schon viele Jahrzehnte alt. Nach Österreich, wo ich herkomme, wurde diese Darstellung vom theoretischen Physiker Roman Ulrich Sexl gebracht, der theoretisch über jeden Zweifel erhaben ist.