Forum: HF, Funk und Felder Beschleunigung von Ladungen, Gedankenexperiment


von Stefan H. (fourier)


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Hallo,

beschleunigte Ladungen strahlen elektromagnetische Wellen ab. Müsste 
danach nicht jede bewegte Materie elektromagnetische Wellen aussenden?

Dazu folgendes Gedankenexperiment: Würde eine abgefeuerte Gewehrkugel 
während der Beschleunigung durch die Treibladung elektromagnetische 
Wellen aussenden? Zwar ist die Gewhrkugel elektrisch neutral, aber es 
sind ja entgegengesetzte Ladungen in Form von Elektronen und Protonen in 
der Kugel vorhanden.

Gruß

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Stefan.

Stefan H. schrieb:

> beschleunigte Ladungen strahlen elektromagnetische Wellen ab. Müsste
> danach nicht jede bewegte Materie elektromagnetische Wellen aussenden?
>

Tut sie ja auch, solange sie elektrisch geladen ist, und beschleunigt 
oder verzögert wird.
Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Freie-Elektronen-Laser

> Zwar ist die Gewhrkugel elektrisch neutral, aber es
> sind ja entgegengesetzte Ladungen in Form von Elektronen und Protonen in
> der Kugel vorhanden.

Nach aussen, ausserhalb des Atoms bzw. dessen Orbitalwolke sind die 
Atome des Projektils aber nun schon neutral, weil sich die Ladungen gut 
aufheben.
Innen überwiegt aber die Eigenbewegung der Elektronen die des Geschosses 
bei weitem.
Die Elektronen können sich aber gerade darum nur auf bestimmten 
Orbitalen bewegen, weil dort keine Strahlung auftritt. Sonst würden sie 
Energie verlieren, und auf ein geringeres Orbital gelangen usw. 
Gelegentlich, z.B. bei Fluoreszenz, passiert dieses sogar.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

: Bearbeitet durch User
von Kurt B. (kurt-b)


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Bernd W. schrieb:

> Die Elektronen können sich aber gerade darum nur auf bestimmten
> Orbitalen bewegen, weil dort keine Strahlung auftritt. Sonst würden sie
> Energie verlieren, und auf ein geringeres Orbital gelangen usw.
> Gelegentlich, z.B. bei Fluoreszenz, passiert dieses sogar.
>

Im Atom bewegen sich keine Elektronen, alle haben feste Plätze.
Werden sie aus diesen durch Überlastung der Bindungsumstände vertrieben 
dann sind sie weg oder werden auf einer anderen Schale sesshaft, 
zumindest eine Zeit lang.

 Kurt

von Stefan H. (fourier)


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Danke,

Elektronen strahlen also auch elektromagnetische Wellen ab, wenn sie 
sich auf einer Kreisbahn bewegen. Wäre es dann möglich, dass ein 
Gleichstrom, der durch einen kreisförmig gebogenen Draht fließt, auch 
strahlt. Also eine Antenne mit Gleichstrom?

Gruß

von Kurt B. (kurt-b)


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Stefan H. schrieb:
> Danke,
>
> Elektronen strahlen also auch elektromagnetische Wellen ab, wenn sie
> sich auf einer Kreisbahn bewegen. Wäre es dann möglich, dass ein
> Gleichstrom, der durch einen kreisförmig gebogenen Draht fließt, auch
> strahlt. Also eine Antenne mit Gleichstrom?
>

Wenn du einen Kreis hast, darin Elektronen rumscheuchst, dann sind diese 
beschleunigt.


 Kurt

von Stefan H. (fourier)


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Also kann ich mit Gleichstrom eine Antenne, die Kreisform besitzt, 
betreiben und elektromagnetische Wellen aussenden?

Gruß

von Sven D. (Gast)


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Stefan H. schrieb:
> Wäre es dann möglich, dass ein
> Gleichstrom, der durch einen kreisförmig gebogenen Draht fließt, auch
> strahlt.

Ja aber nur im Einschalt- bzw. Ausschaltmoment. Wenn Gleichstrom durch 
Deinen gebogenen Draht fliesst, baut sich um den Draht herum ein 
Magnetfeld auf. Physik Klasse 7 oder so. Dieses Magnetfeld ist erstmal 
statisch. Damit eine elektromagnetische Welle entsteht müssen Elektronen 
sich periodisch durch den Leiter bewegen. Also entweder Du schaltest 
ständig den Strom ein und aus oder nutzt Wechselstrom. Was gefällt Dir 
am Wikipediaartikel zur elektromagnetischen Welle nicht? Hab ihn Dir 
verlinkt zum Nachlesen, bevor Du wieder so ein gedankenloses 
Gedankenexperiment hier in den Raum(Forum) wirfst.

von Sven D. (Gast)


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Sven D. schrieb:
> Ja aber nur im Einschalt- bzw. Ausschaltmoment.

Ergänzung dazu:
Dieser Satz bezieht sich nur auf das Abstrahlen einer 
elektromagnetischen Welle.

von Nur als Anmerkung (Gast)


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Sven D. schrieb:
>> Wäre es dann möglich, dass ein
>> Gleichstrom, der durch einen kreisförmig gebogenen Draht fließt, auch
>> strahlt.
>
> Ja aber nur im Einschalt- bzw. Ausschaltmoment.

Na ja, wenn die Elektronen schnell sind:

https://de.wikipedia.org/wiki/Synchrotronstrahlung

Sind sie im Draht natürlich eher nicht.

von Sven D. (Gast)


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Also zitieren übst Du bitte noch einmal.

von Bodo (Gast)


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Hallo Stefan,

Stefan H. schrieb:
> Also kann ich mit Gleichstrom eine Antenne, die Kreisform besitzt,
> betreiben und elektromagnetische Wellen aussenden?

ich denke man muss hier zwischen zwei grundsätzlichen Prinzipien 
unterscheiden.
Dem Abstrahlen von elektromagnetischen Wellen wie in einer Antenne (Sven 
D. hat darauf schon geantwortet) und dem was du sicher hier mit 
"Beschleunigungsstrahlung" meinst.
Da evtl. der zweite Punkt unklar ist, gehe ich mal auf diesen ein.

Im Metall stoßen die Elektronen ständig mit dem Gitter. Durch die 
häufigen Stöße ist deren mittlere freie Weglänge sehr klein. Auf diesem 
kleinen Weg, bewegen sich die Elektronen aber praktisch auf einer 
Geraden, denn das elektrische Feld ist in diesem winzigen Stück homogen 
und parallel zum Leiter.
Durch die Stöße geben die Elektronen auch ständig Energie ab, aber eben 
an das Gitter (Erwärmung).
Für freie Elektronen (z.B.in der Elektronenröhre) gibt es solche 
Wechselwirkungen nicht, d.h. bei Ablenkung strahlen sie auch die 
entsprechende elektromagn. Welle ab.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Elektronen auf einer Kreisbahn haben tatsaechlich eine Beschleunigung, 
die Radialbeschleunigung. Das wird im Synchrotron auch verwendet. Da 
kommt Roentgenstrahlung raus. In einem Draht ist die Effizienz der 
Unwandlung beliebig gering, weil die Geschwindigkeit beliebig gering 
ist, sie ist in der Groessenordnung von mm/s, daher ist die 
Radialbeschleunigung auch beliebig gering.
Aber die Idee ist grundsaetlich gut.

: Bearbeitet durch User
von Achim H. (anymouse)


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Stefan H. schrieb:
> Also kann ich mit Gleichstrom eine Antenne, die Kreisform besitzt,
> betreiben und elektromagnetische Wellen aussenden?

Nein.

(Zum vorhandenen Einwurf: Ein- und Ausschaltmoment zähle ich einmal zum 
Wechselstrom -- da geht das mit dem Strahlen).

Jeder einzelne Ladungsträger strahlt zwar, aber die einzelnen Beträge 
interferrieren, so dass effektiv nur ein vernachlässigbar kleines 
Wechselfeld für die Strahlung übrig bleibt.

Wenn man nun die Stromstärke immer geringer zu machen, bis nur noch 
einzelne Elektronen den Strom bilden, dann ... dann ist das für mich 
keine Gleichstromsituation mehr ;)

von Stefan H. (fourier)


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Oder D. schrieb:
> Elektronen auf einer Kreisbahn haben tatsaechlich eine Beschleunigung,
> die Radialbeschleunigung. Das wird im Synchrotron auch verwendet. Da
> kommt Roentgenstrahlung raus. In einem Draht ist die Effizienz der
> Unwandlung beliebig gering, weil die Geschwindigkeit beliebig gering
> ist, sie ist in der Groessenordnung von mm/s, daher ist die
> Radialbeschleunigung auch beliebig gering.
> Aber die Idee ist grundsaetlich gut.

Vielen Dank, genau das beantwortet meine Frage!

Gruß

von EltWerk (Gast)


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Wenn ich einen geladenen Kondensator aus dem 20. Stock werfe, strahlt 
der dann eine elektromagnetische Welle ab?  Wenn ja, kann man das durch 
eine Messung und der Bestimmung der gespeicherten Energie prüfen?

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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EltWerk schrieb:
> Wenn ich einen geladenen Kondensator aus dem 20. Stock werfe, strahlt
> der dann eine elektromagnetische Welle ab?

Der Kondensator ist dann schwerelos.  Die (relative) Beschleunigugn 
kommt dadurch zustande, dass du dich in einem beschleunigten 
Bezugssystem befindest.

> Wenn ja, kann man das durch eine Messung und der Bestimmung der
> gespeicherten Energie prüfen?

Die abgestrahlte Leustung wäre viel zu gering. Beschleunigung von 1 g 
angenommen, "strahlt" jede Elementarladung mit 5e-63 W wenn ich mich 
nicht verrechnet habe. gehen wir weiter davon aus, dass auf dem C eine 
Ladung von 1 Coulomb ist, dann ergibt dass eine Abstrahlung von rund 
6E-33 PikoWatt.  Und das nur unter der Annahme, das

-- die Strahlung tatsächlich aus dem Leiter austreten kann

-- es nicht zu destruktiver Interferenz kommt

Du kannst jetzt mal ausrechnen, wie weit man einen Körper abkühlen muss, 
damit diese Leistung größer wird als die, welche der Körper aufgrund 
seiner Temperatur anstrahlt...

Und wie groß ein Kondensator sein müsste, um die abgestrahlte Leistung 
in einen messbaren Bereuch zu bekommen.

Weiters wird die Energie auf dem C sich nicht ändern, es sei denn er 
verliert Ladung; z.B. durch einen parasitären Widerstand.

Der Effekt wäre nämlich der, dass nicht die gesamte potentielle Energie 
in kinetische Energie umgesetzt werden würde, sondern der C effektiv mit 
einem Beschleunigung minimalst kleiner als 1 g fallen würde.

Als witere Rechenaufgabe kannst du ausrechnen, wieviele Atome pro m³ 
noch in der "Luft" sein dürfen, damit der Bremseffekt durch den 
LuftWiderstand nicht den Bremseffekt durch Strahlung (incl. 
Wärmestrahlung) übertrifft.

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo EltWerk.

EltWerk schrieb:

> Wenn ich einen geladenen Kondensator aus dem 20. Stock werfe, strahlt
> der dann eine elektromagnetische Welle ab?

Nur wenn sich das "geladen" in Bezug auf den gesamten Kondensator 
gegenüber der Umgebung versteht und nicht wenn es sich auf die 
Kondensatorplatten untereinander bezieht. ;O)


> Wenn ja, kann man das durch
> eine Messung und der Bestimmung der gespeicherten Energie prüfen?

In letzterem Falle durchaus.

Die potentielle Energie (Gravitation und elektrisches Feld) wird 
umgesetzt in kinetische Energie (Geschwindigkeit beim Aufprall) und 
einer abgestrahlten Welle.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Bernd,

> EltWerk schrieb:
>
>> Wenn ich einen geladenen Kondensator aus dem 20. Stock werfe, strahlt
>> der dann eine elektromagnetische Welle ab?
>
> Nur wenn sich das "geladen" in Bezug auf den gesamten Kondensator
> gegenüber der Umgebung versteht ...

Klar. Fast Off-Topic ist eine EMP-Waffe, die einen elektrischen Strom 
durch eine Leiterschleife fließen lässt.
Dieser Strom macht noch keinen elektromagnetischen Impuls.

Der Puls kommt, wenn eine Sprengladung den Radius der Leiterschleife 
explosiv vervielfältigt wie einen "Continuos Rod"-Sprengkopf.
Die Leiterschleife darf also nicht auf Alurahmen oder Cu-Rohren 
bestehen, sondern aus irgendeinem Material, das sich blitzschnell 
ausdehnen kann, ohne zu reißen.

Weitere Informationen dazu liegen mir nicht vor.

Ciao
Wolfgang Horn

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Wolfgang.

Wolfgang H. schrieb:

> Die Leiterschleife darf also nicht auf Alurahmen oder Cu-Rohren
> bestehen, sondern aus irgendeinem Material, das sich blitzschnell
> ausdehnen kann, ohne zu reißen.

Kupfer, und gerade Aluminium sind relativ duktil und lassen sich "ziehen 
wie Kaugummi". Möglich, dass das bei extrem schnellen Aufweitung durch 
eine Sprengladung noch extremer wird.

Eine andere Idee wäre, dass in diesem Zustand, wenn die Leiterschleife 
gerade fragmentiert, auch keine metallischen Leiter mehr benötigt 
werden, weil das Plasma, das entsteht, wenn sich an den Bruchstücken ein 
Lichtbogen zieht, ausreichend ist.

Unterstützt würde das ganze durch eine große zusätzliche Induktivität in 
Reihe mit der Leiterschleife, weil die Spannung über einem Lichtbogen 
bei gleichem Strom von der Länge abhängt, wenn man mal den 
Elektrodeneinfluss (Material und Form) vernachlässigt.

Da der Leistungsbedarf für einen Lichtbogen von seinem Volumen abhängt, 
und ja noch etwas abgestrahlt werden soll, muss die Anordnung ja einen 
sehr großen Energiespeicher beinhalten, und eine Induktivität wäre zur 
Unterstützung eines Plamas ideal.

Man hätte also eine Reihenschaltung aus der Leiterschleife, der 
Speicherinduktivität und einer Diode, die eine Personalunion aus 
Gleichrichterdiode und Freilaufdiode ist. "Gepumpt" wird die Anordnung 
dann aus einer mit der Induktivität verkoppelten Spule, bis der 
Gleichstrom in der Leiterschleife den gewünschten Wwert hat.
Die Ankopplung der Spule müsste relativ lose sein, weil sonst im 
Auslösefall diese den Stromanstieg beeinträchtigen könnte.

Vermutlich würde es helfen, wenn die Speicherinduktivität supraleitend
ist, wobei aber im Auslösefall gequentscht werden könnte. Das sollte sie 
also abkönnen müssen.



> Weitere Informationen dazu liegen mir nicht vor.

Effizienter sollte ein echter NEMP sein 
(https://de.wikipedia.org/wiki/Starfish_Prime) Er schaltete etliche 
Sateliten aus, und das waren damals ja insgesamt noch nicht so viele.

Ob die heutigen robuster wären? Man hat sicherlich schnellere Halbleiter 
für Schutzfunktionen, aber die Strukturen sind auch kleiner und 
empfindlicher, und das fürt ja schon bei ESD-Schutzvorichtungen zu 
Problemen und begrenzter Wirkung.
Eine Verdrosselung wie bei Panzern wäre für Sateliten aus 
Gewichtsgründen schwer.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Bernd,

> Kupfer, und gerade Aluminium sind relativ duktil und lassen sich "ziehen
> wie Kaugummi".
Naja, einerseits kenne ich natürlich das Tiefziehen, wie Kupferblech zu 
Kupferhülsen umgeformt wird.
Andererseits sind mir bei meiner Bastelei nur wenige Elkos explodiert, 
wobei das Alu noch nie in Plasma überging ... ;-)

> ... wenn die Leiterschleife gerade fragmentiert ... Plasma
Ja.

Fragmentiert - dabei dachte ich an die "Continuous Rod"-Sprengköpfe. 
Innen Sprengstoff, aber kein Mantel aus Grauguß oder so, sondern nimm 
viele identische Stäbe aus Alu, halte sie gemeinsam senkrecht und 
verschweiße sie paarweise zum Mäander um die Ladung herum.

> Unterstützt würde das ganze durch eine große zusätzliche Induktivität in
> Reihe mit der Leiterschleife
Könnte die Schleife nicht auch selbst als Induktivität ausgeführt sein? 
Ich denke da an einen Draht, der wie eine Locke gerollt ist und dessen 
beide Enden verschweißt sind.

Allerdings fehlt mir noch die Vorstellung, wie ich kurz vor der 
Explosion den Strom in die Leiterschleife bekomme, ohne den Trafo dazu 
zu zerstören.
Vielleicht wäre aus mir ein Energietechniker geworden, wäre mir die 
Studienrichtung mit tollen Aussichten auf Knallerei versüßt worden.

> Da der Leistungsbedarf für einen Lichtbogen von seinem Volumen abhängt,
> und ja noch etwas abgestrahlt werden soll,
Erst muß Strom in die Leiterschleife, dann muß die Explosion diese 
auseinander treiben. Durch Vergrößerung ihres Durchmessers geht die 
Explosionsenergie in elektrische Energie über.

> Man hätte also eine Reihenschaltung aus der Leiterschleife, der
> Speicherinduktivität und einer Diode,
Hast Du da eine Sekundärwicklung vor Augen, erregt von einer 
Primärwicklung und eine Diode in der Sekundärwicklung erzeugt den 
Gleichstrom?
Ich vermute, die Explosion im Scheitelpunkt der allerersten Halbwelle 
macht die Diode überflüssig.

> die eine Personalunion aus
> Gleichrichterdiode und Freilaufdiode ist.
Ja,auch denkbar.

> ... NEMP schaltete etliche Sateliten aus ...
Die explodierende Leiterschleife sollte ja gerade die nicht-nukleare 
Minivariante des NEMP sein.
Wobei die Nuklearexplosion außerhalb der Ionosphäre einen Gammablitz 
erzeugt, der neutralen Gas-Moleküle ionisiert - und das Magnetfeld der 
Erde die nun erzeugten Ladungen voneinander separiert. Je weiter, je 
mehr, desto heftiger die Blitze am Erdboden.

> Ob die heutigen robuster wären?
Ob man die Kosten aufgebracht hat, Antennenzuleitungen mit 
Suppressordioden zu schützen?

In einem meiner beruflichen Projekte hatte ich da irgendwelche "Pillen" 
in meiner Stückliste, die Innen- und Außenleiter kurzschließen würden.
Ob das außen Keramik war und innen eine Funkenstrecke, Glimmlampe, oder 
das, was wie Keramik aussah, ein PTC war, keine Ahnung, der Kunde hat es 
abgenommen.


> ... aber die Strukturen sind auch kleiner und empfindlicher ...
Damit nehmen sie vom NEMP auch weniger auf.

Ciao
Wolfgang Horn

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Wolfgang.

Wolfgang H. schrieb:

>> Unterstützt würde das ganze durch eine große zusätzliche Induktivität in
>> Reihe mit der Leiterschleife
> Könnte die Schleife nicht auch selbst als Induktivität ausgeführt sein?
> Ich denke da an einen Draht, der wie eine Locke gerollt ist und dessen
> beide Enden verschweißt sind.

Eher nicht, weil vermutlich müsste die Induktivität viel größer sein, 
als in eine einfache Hochstromleiterschleife passt....oder Du hast eine 
so große Spule, dass Du dir mit der dafür passenden Sprengladung 
wiederum schon den EMP schenken kannst. ;O)

>
> Allerdings fehlt mir noch die Vorstellung, wie ich kurz vor der
> Explosion den Strom in die Leiterschleife bekomme, ohne den Trafo dazu
> zu zerstören.


Der Trafo bringt den Sekundärstrom in Gang, der sich über Induktivität, 
Leiterschleife und Diode schliesst. Ein Vorwärtswandler, der auf 
Konstantstrom regelt. Der Strom ist sehr hoch, und der Wandler braucht 
etliche Zyklen, um ihn zu pumpen.

Denk an Freilaufdiode, denk an einen Freilauf an einem Fahrrad, denk Dir 
den Stromkreis wie ein Schwungrad.
Wenn Du eine Fahrradfellge mit Freilauf so in einen Schraubstock 
klemmst, dass Sie frei drehen kann, und bringst sie von Hand auf 
Drehzahl, wirst Du auch öfter an den Speichen schieben müssen......


> Vielleicht wäre aus mir ein Energietechniker geworden, wäre mir die
> Studienrichtung mit tollen Aussichten auf Knallerei versüßt worden.

Das erkannte ich schon bei der Ausbildung, als ich die Trümmer eines 
30kV
Leistungsschalters beseitigte, der im Kraftwerk an einer Stromschiene 
direkt am Maschienentrafo hing. ;O)

>
>> Da der Leistungsbedarf für einen Lichtbogen von seinem Volumen abhängt,
>> und ja noch etwas abgestrahlt werden soll,
> Erst muß Strom in die Leiterschleife, dann muß die Explosion diese
> auseinander treiben. Durch Vergrößerung ihres Durchmessers geht die
> Explosionsenergie in elektrische Energie über.

Spricht was dagegen, wenn aus der Induktivität auch noch was an Energie 
kommt?

>
>> Man hätte also eine Reihenschaltung aus der Leiterschleife, der
>> Speicherinduktivität und einer Diode,
> Hast Du da eine Sekundärwicklung vor Augen, erregt von einer
> Primärwicklung und eine Diode in der Sekundärwicklung erzeugt den
> Gleichstrom?

Ja.

> Ich vermute, die Explosion im Scheitelpunkt der allerersten Halbwelle
> macht die Diode überflüssig.

Also in meiner Vorstellung müsstest Du über mehrere Zyklen des Trafos 
den Strom im Sekundärkreis aufbauen.
Wenn Du es in der ersten Halbwelle machen wolltest, würde ich auch eher 
zu einer Kondensatorbank raten. ;O)
Das Problem ist dann eher die Synchronisation.


>
>> Ob die heutigen robuster wären?
> Ob man die Kosten aufgebracht hat, Antennenzuleitungen mit
> Suppressordioden zu schützen?
>
> In einem meiner beruflichen Projekte hatte ich da irgendwelche "Pillen"
> in meiner Stückliste, die Innen- und Außenleiter kurzschließen würden.
> Ob das außen Keramik war und innen eine Funkenstrecke, Glimmlampe, oder
> das, was wie Keramik aussah, ein PTC war, keine Ahnung, der Kunde hat es
> abgenommen.
>

Eine Funkenstrecke eher nicht, weil ein Gasdielektrikum eine zu hohe 
Standfestigkeit gegenüber Stossspannungen hat....der Durchschlagskanal 
baut sich erst langwierig auf. Das kostet Zeit und verzögert.

>
>> ... aber die Strukturen sind auch kleiner und empfindlicher ...
> Damit nehmen sie vom NEMP auch weniger auf.

Die Strukturen selber ja, aber sie kriegen ja auch viel von aussen 
geliefert, und sie können schon thermisch kaum noch etwas in ihrer 
eigenen Wärmekapazität wegstecken.

Ausserdem, die Strukturen werden feiner, aber die Chipflächen selber 
werden größer, weil erheblich mehr integriert wird.

Schirmung gegen die magnetische Komponente ist auch so eine Sache: 
Ferromagnetische Materialien sind träge, und Kupfer oder Alu, das über 
die Lenzsche Regel und Wirbelströme wirkt, brauch dafür erhebliche 
Dicken. Und das soll ja alles auch in eine Umlaufbahn.

Also zumindest bei zivielen Sateliten könnte ich mir denken, dass man 
zwar Supressordioden verwendet, aber eher kleinere, on Chip.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Bernd,


Die Phantasie von der knallend auseinander getriebenen Stromschleife hat 
Spass gemacht.
Aber mehr muss nicht sein, weil keinerlei Aussicht auf Bastelei daraus. 
De Umgang mit Sprengstoffen ist nun mal so begrenzt, wie sie gefährlich 
sind.

Bastelei käme da höchstens mit einer Vorrichtung in Frage, die sich mit 
einer CO2-Kapsel aufblasen lässt.


> Der Trafo bringt den Sekundärstrom in Gang, der sich über Induktivität,
> Leiterschleife und Diode schliesst.
Ja, ist denkbar.
Aber ich vermute, der Ex-EMP (EMP by Explosives) wurde als Offensivwaffe 
entwickelt mit der Frage: "Mit welcher Ladung an Bord eines Flugkörpers 
können wir wohl maximale Schäden an und in Industrienationen anrichten 
-und weit mehr als durch eine Sprengladung mit der Masse der Waffe in 
TNT?"

Dann muss die Ex-EMP-Bombe kompakt und klein sein für den Transport.

Aus einer anderen Publikation, ebenso schwammig und ebenso wie die erste 
mehr schwammige Andeutungen als konkrete Informationen, folgerte ich 
mal, in den USA sei eine EMP-Waffe entwickelt worden, die einen sehr 
starken E-Feld-Puls sendet. Und zwar mit einer Antennenstruktur aus 
vielen Drahtstücken, die vor der Zündung einzeln auf Hochspannung 
aufgeladen werden - und im Zündpunkt kurzgeschlossen, so dass eine 
Wanderwelle entsteht.

Ein paar dieser Drahtstücke gemeinsam zur Schleife geformt und in der 
Mitte eine Sprengladung?

Solche Andeutungen sind eine kostspielige Waffe im "kalten Krieg", wenn 
der Gegner sich gegen ihren Einsatz wappnen will. Stell Dir vor, es wäre 
Krieg, plötzlich alle Leistungsnetze tot bis auf die mit unterirdisch 
verlegten Kabeln - und Du solltest eine Abwehr dagegen konstruieren.


Reicht mir, mir ist der Spass gerade endgültig vergangen.

> Das erkannte ich schon bei der Ausbildung, als ich die Trümmer eines
> 30kV Leistungsschalters beseitigte,
Jaaa. Aber Abtransport und Reinigung machen viel mehr Arbeit als 
Zuschauen, wenn's gerade kracht.

> Spricht was dagegen, wenn aus der Induktivität auch noch was an Energie
> kommt?
Rhethorische Fragen werden grundsätzlich nicht beantwortet.


> Schirmung gegen die magnetische Komponente ist auch so eine Sache:
> Ferromagnetische Materialien sind träge, und Kupfer oder Alu, das über
> die Lenzsche Regel und Wirbelströme wirkt, brauch dafür erhebliche
> Dicken. Und das soll ja alles auch in eine Umlaufbahn.
Halt, der Schutz nicht. Derjenige, der mit einer Ex-EMP-Bombe 
angegriffen wird, muss seine Elektrik und Elektronik schützen.

Ciao
Wolfgang Horn

von Stefan H. (fourier)


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Hier ein Hertz'scher Dipol: 
[[https://de.wikipedia.org/wiki/Antennentechnik#/media/File:Half_%E2%80%93_Wave_Dipole.jpg]]

Warum sind die Potenziale des Hertz'schen Dipols vorne miteinander 
verbunden? Hat das was mit der induktiven Kopplung zu tun?

Gruß

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Stefan.

Stefan H. schrieb:

> Warum sind die Potenziale des Hertz'schen Dipols vorne miteinander
> verbunden?

Das Leiterstück dazwischen hat bei 2GHz schon eine erhebliche 
Induktivität. Es ist also KEIN Kurzschluss.

> Hat das was mit der induktiven Kopplung zu tun?

Ja. In gewissem Sinne aber nur.

Die Strom- und Spannungsverteilung ist bei einem Dipol nicht 
gleichförmig. In der Mitte hast Du ein Spannungsnull, und ein 
Strommaximum. An den Enden hast Du ein Spannungsmaximum und ein 
Stromnull (Hinweis zum Merken: Der Draht hört da auf, der Strom muss 
null sein, weil er nirgendwo mehr hinfliessen kann).

Durch diese Verteilung kannst Du Dir die Punkte mit passendem 
Wellenwiderstand zur Speisung suchen. In der Mitte ist der 
Wellenwiderstand sehr niederohmig, und wird zum Ende immer hochomiger.

Die Transformation von der Koaxialleitung aus geschieht über die 
speisende Lecherleitung, die dafür eine passende Länge haben muss.

Die Verbindung in der Mitte muss auch nicht zwangsläufig leitend sein. 
Es hat nur ein paar Vorteile, mechanisch, und weil sich der Kurzschluss 
reproduzierbarer herstellen lässt als eine offene Stelle.
Speziell auch in Bezug auf die Symmetrie der Antenne. Der Dipol soll ja 
gleichmäßig strahlen (im Rahmen seines typischen Antennendiagramms) und 
nicht "schielen".

Auch gegen statische Aufladung kann es vorteilhaft sein, weil für DC und 
niederfrequentere AC die ganze Anordnung geerdet ist.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

: Bearbeitet durch User
von Stefan H. (fourier)


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Vielen Dank,

kannst Du mir noch erklären, warum man eine Antenne durch Wahl der 
Frequenz auf eine Länge abstimmen kann? Weiß das, aber verstehe das 
intuitiv/anschaulich nicht. Beispielsweise kann ich die 
elektromagnetischen Wellen, die von der Steckdose ausgesendet werden, 
nur mit einer Antenne von 6000km Länge empfangen. Muss die volle 
Wellenlänge in den Leiter der Antenne passen?

Gruß

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Stefan.

Stefan H. schrieb:

> kannst Du mir noch erklären, warum man eine Antenne durch Wahl der
> Frequenz auf eine Länge abstimmen kann?

Meistens macht man das aber andersherum: Mann passt die Länge der 
Antenne auf die gewünschte Frequenz an.

Ausnahmen sind aber Hochfrequenzöfen wie z.B. bei einem ICP, dort passt 
man Quelle und Ofen (Plasma) durch (leichte) Variation der Frequenz an, 
weil sich die Umgebungsbedingungen schnell ändern können, und sonst 
schlecht beienflusst werden können.

> Beispielsweise kann ich die
> elektromagnetischen Wellen, die von der Steckdose ausgesendet werden,
> nur mit einer Antenne von 6000km Länge empfangen. Muss die volle
> Wellenlänge in den Leiter der Antenne passen?

Nein. Die Antenne ist aber besonders effizient, wenn sie in Resonanz 
ist. Diese Resonanz kannst Du auch mit Bauelementen (Induktivität und 
Kapazität) erzwingen. Aber diese Bauteile tragen nur zur Resonanz bei, 
und fast nicht zur Abstrahlung. Auch hier ist die räumliche Ausdehnung 
der Antenne wichtig. Schliesslich soll sie ja über eine Wellenlänge 
Verteilte Energie aufnehmen oder abstrahlen.

Wenn Deine Feldstärke ausreichend ist, kannst Du natürlich auch kürzere 
Antennen verwenden (wenn Dir z.B. die 6000 km aus obigem Beispiel zu 
sperrig werden), und auch auf die Resonanz verzichten.
Auf die Resonanz verzichten musst Du sowieso, wenn Du eine sehr 
Breitbandige Antenne wünschst.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

: Bearbeitet durch User
von Stefan H. (fourier)


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Vielen Dank,

dann noch eine Frage zu diesem Video:

[[https://www.youtube.com/watch?v=9gDFll6Ge7g]]

Handelt es sich dabei primär um den Hertz'schen Versuch oder ist das nur 
eine kapazitive Kopplung?
Ein Forumsmitglied hat den obigen Versuch so genannt, sich aber nicht 
weiter dazu geäußert.
Was wäre dann der Unterschied, da ja Luft als Dielektrikum dazwischen 
liegt?
Gruß

: Bearbeitet durch User
von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Stefan

Stefan H. schrieb:

> Vielen Dank,

Bitte sehr.

>
> dann noch eine Frage zu diesem Video:
>
> [[https://www.youtube.com/watch?v=9gDFll6Ge7g]]

Sorry, aber ich hocke hier in einer Absteige mit einem UMTS Stick und 
einem monatlichen Datenvolumen von 3Gb.

Da muss ich mir Videos verkneifen, wenn es bis zum Ende des Monats 
langen soll.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von Stefan H. (fourier)


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von Mike (Gast)


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Nach der allgemeinen Relativitätstheorie sind Gravitation und 
Beschleunigung äquivalent (Fahrstuhlexperiment) Also müsste doch eine im 
Gravitationsfeld der Erde ruhende Ladung ebenfalls strahlen?

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Stefan.

Stefan H. schrieb:

> Ok ein Foto des Versuches
> [[https://i.ytimg.com/vi/9gDFll6Ge7g/maxresdefault.jpg]]

Danke!

Wenn Da nicht die Alufolie wäre, und am hinteren Dipol in der Mitte was 
deutlicheres zu sehen wäre (Ist dort unten eine Spule angeschlossen? 
Wird dort etwas ein- oder ausgekoppelt?), könnte es hinkommen.

Der originale Herz Versuch war ein Dipol, der mit Funkenüberschlägen aus 
einem Rümkorfinduktor angeregt wurde (Wie mit einem Klöppel auf eine 
Stimmgabel).

Der Detektor war ein Ringdipol. Ringdipol deshalb, weil die 
Spannungsmaxima an den Enden des Dipols durch das Biegen zum Ring so 
dicht zusamenkamen, dass dort mit einem Mikroskop ein Funkenüberschlag 
erkannt werden konnte. Zimlich grob, aber immerhin, für das erste mal 
der Menschheit. ;O)

Die Frequenz muss irgendwo bei 400-450Mhz gelegen haben, also eine 
Frequenz, die so ungefähr das heutige 70cm Amateurfunkband treffen 
würde.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

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von Stefan H. (fourier)


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Danke,

habe den Versuch nachgebaut. Als Detektor wird dort eine Glimmlampe 
(Gasentladungsröhre) verwendet.
Was genau bedeutet "Kopplung" und "Auskopplung"? Habe das auch bei 
Hohlraumresonatoren wie dem Magnetron gelesen.

PS: Achso, dachte, dass Hertz ganz bewusst eine Magnetantenne 
(Drahtschlaufe) zur Detektion verwendete.

Gruß

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von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Stefan.

Stefan H. schrieb:

> Was genau bedeutet "Kopplung" und "Auskopplung"? Habe das auch bei
> Hohlraumresonatoren wie dem Magnetron gelesen.

Allgemein die elektrische Verbindung Deiner Antenne, Deines Resonators 
oder was auch immer mit der Umwelt. Meistens an speziell dafür 
vorgesehenen und gestalteten Stellen.
Die Kopplung ist meistens in beide Richtungen gegeben, und je nachdem, 
ob dort Leistung hinein- oder hinausgeht nennt man es halt Ein- oder 
Auskopplung.

Bei Antennen und Filtern, die in beide Richtungen benutzt werden, tritt 
auch beides auf. Aber aus einem Magnetron z,B. wird man meistens nur 
etwas Auskoppeln wollen.

> PS: Achso, dachte, dass Hertz ganz bewusst eine Magnetantenne
> (Drahtschlaufe) zur Detektion verwendete.

Bei Drahtschlaufen, die in der Größenordnung der verwendeten Wellenlänge 
liegen, kann man schlecht von einer "magnetischen Antenne" 
sprechen....es wird auch verhältnismäßig viel Energie mit dem E-Feld 
verkoppelt.
Letztlich ist der Übergang zur rein magnetischen Antenne fliessend.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

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von Stefan H. (fourier)


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Vielen Dank,

Nochmal zu der Drahtschlaufe: Also als Magnetantenne, um den 
magnetischen Teil der elektromagnetischen Welle zu empfangen, kann man 
das nicht bezeichnen?

Gruß

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Stefan H. schrieb:

> Nochmal zu der Drahtschlaufe: Also als Magnetantenne, um den
> magnetischen Teil der elektromagnetischen Welle zu empfangen, kann man
> das nicht bezeichnen?

Ein sich änderndes magnetisches Feld ist immer mit einem sich ändernden 
elektrischem Feld verbunden und umgekehrt.

Es gibt jetzt halt Anordnungen, die fast nur mit der magnetischen 
Komponente des Wechselfeldes koppeln. Das nennt man magnetische Antenne. 
Aber natürlich ist das elektrische Feld auch immer da, und hat auch 
einen mehr oder weniger großen Einfluss auf die Antenne, weil es sehr 
schwer ist, Antennen aufzubauen, die fast kein elektrisches Feld 
aufnehmen. Irgendwie ist jede Antenne immer eine Mischform, auch wenn 
der Schwerpunkt verschoben ist.

Es ist schon sinnvoll, sowas in Kategorien zu packen, schon alleine, um 
es gedanklich strukturiert zu bekommen. Aber die Dreckeffekte halt......

Solche Ringanordnungen nennt man Ring- oder Halo-Dipol, wenn der Umfang 
in Größenordnung einer halben Wellenlänge liegt. Die Teile haben, wenn 
der Ring waagerecht liegt, eine deutlich gleichmäßigere 
Rundumabstrahlunk als ein "echter Dipol" und sind dann auch horizontal 
polarisiert.
Beispiel: Die zum Ring gebogenen Schleifendipole, die früher gerne für 
UKW Radio Empfang verwendet wurden. Geht mit einem "normalen" Dipol aber 
auch.

Eine ähnliche Anordnung, deren Umfang viel kleiner als die verwendete 
Wellenlänge ist, z.B. 3m Umfang für 80m Wellenlänge, ist dann eine 
magnetische Antenne. Typischerweise muss sie mit einem Kondensator auch 
auf Resonanz gebracht werden.
Beispiel: Die AMA-Antennen für Kurzwellen Amateurfunk.

Noch eine ähnliche Anordnung: Ein Ring mit dem Umfang einer ganzen 
Wellenlänge, der an der Trennstelle gespeisst wird (genau umgekehrt wie 
beim obigen Ringdipol, der auch im Umfange kürzer ist). Das sind bei 
genauerer Betrachtung zwei gestockte Dipole, und damit eine 
"elektrische" Antenne.
Klar wird das, wenn man sich den Ring als Quadrat mit einem viertel 
Wellenlänge als Seitenlänge zeichnet, was praktisch genau so gut 
funktioniert. Das heisst dann "Quad-Antenne".


Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

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von Stefan H. (fourier)


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Vielen Dank für die vielen kompetenten Antworten!

Für den obigen Versuch würde ich mir gerne einen Hochfrequenz-Generator 
bauen, also ungedämpfte elektromagnetische Wellen abstrahlen. Die 
Glimmlampe soll also ständig glühen. Wäre es sinnvoll, dazu einen 
Schwingkreis zu konstruieren?
Da ich ungedämpfte Wellen habe möchte, muss ich den Schwingkreis 
natürlich ständig speisen. Habe mich in die Schwingkreise schon etwas 
eingearbeitet, unklar ist mir jedoch noch, ob ich den in meinem Falle 
auch mit Gleichspannung speisen kann. Auch bei der Dimensionierung des 
Schwingkreises bräuchte ich Unterstützung.

Falls ich Wechselspannung benötige, stehen mir nur 50Hz und 12V eines 
Eisenbahn-Trafos zur Verfügung.

Gruß

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von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Stefan.

Stefan H. schrieb:

> Für den obigen Versuch würde ich mir gerne einen Hochfrequenz-Generator
> bauen, also ungedämpfte elektromagnetische Wellen abstrahlen. Die
> Glimmlampe soll also ständig glühen. Wäre es sinnvoll, dazu einen
> Schwingkreis zu konstruieren?

Den Schwinkreis hast Du im Zweifel schon mit dem Dipol selber. Der ist 
einer. Es kann aber sinnvoll sein, zusätzliche einzufügen.

Dir ist klar, dass Du dabei rechtliche Rahmenbedingungen bzgl. Frequenz, 
Bandbreite und Leistung beachten musst?

> unklar ist mir jedoch noch, ob ich den in meinem Falle
> auch mit Gleichspannung speisen kann.

Nein. Du kannst bestenfalls Deinen HF-Genberator mit DC speisen.

> Auch bei der Dimensionierung des
> Schwingkreises bräuchte ich Unterstützung.
> Falls ich Wechselspannung benötige, stehen mir nur 50Hz und 12V eines
> Eisenbahn-Trafos zur Verfügung.

Das Experiment ist so wie Du es beschreibst, für höhere Frequenzen 
besser machbar. Also 50Hz sind viel zu wenig.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von Stefan H. (fourier)


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Hallo,

bei der Röntgenstrahlung handelt es sich wie bei Radiowellen oder 
Mikrowellen um elektromagnetische Wellen. Alle genannten Strahlungsarten 
unterscheiden sich nur in der Frequenz.

Mich interessiert die Ausbreitungscharakteristik der Röntgenstrahlung. 
Die Ausbreitung einer Radiowelle wird mithilfe der Feldtheorie anhand 
eines (Hertz'schen) Dipols aufgezeigt.
Wie breitet sich denn die Röntgenstrahlung aus? Ist die Ausbreitung 
anders als bei geringeren Frequenzen? Gibt es eine anschauliche 
Abstrahlcharakteristik?

Gruß

von Elektrofan (Gast)


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> ... bei der Röntgenstrahlung handelt es sich wie bei Radiowellen oder
> Mikrowellen um elektromagnetische Wellen.

Wobei das Teilchenmodell auch gut zur Beschreibung geeignet ist.

So steht es sinngemäss in meinem Physikbuch; diese Modellvorstellung 
wird aber nicht von jedem anerkannt ...   ;-)

Beitrag "Photon Realität oder Einbildung?"

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Stefan,

> Mich interessiert die Ausbreitungscharakteristik der Röntgenstrahlung.

Alles nach Maxwell. Unabhängig von der Frequenz.

Ciao
Wolfgang Horn

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Wolfgang.

Wolfgang H. schrieb:

>> Mich interessiert die Ausbreitungscharakteristik der Röntgenstrahlung.
>
> Alles nach Maxwell. Unabhängig von der Frequenz.

Das gilt aber nur für im Vakuum. ;O)

Weil Röntenstrahlungsquanten Energien erreichen können, wo sie 
ionisierend wirken können, können sie anders mit Materie wechselwirken 
als "normale" Radiowellen.

Davon abgesehen ist alles gleich. Bis auf die Tatsache, dass die 
Wellenlängen so kurz werden, dass Du mechanisch keinen Dipol mehr dafür 
feilen kannst.....immerhin kann man mit Kristallgittern schon 
Interferenzmuster bei Röntgenstrahlung erzeugen und auf die Tour 
entweder die Strahlung oder den Kristall analysieren. Normale Materie 
ist schon "zu grob", um in diese Modell gut hineinzupassen.

Röntgenstrahlung kann mit Ach und Krach sogar noch gespiegelt werden, 
wenn man sie in sehr flachem Winkel auf eine polierte Wolframoberfläche 
fallen lässt.....aber daraus aufgebaute Optiken sind schon etwas 
"strange". ;O)

Ich weiss dass Du das weisst, und dass diese Antwort mehr liefert als 
der Frager wollte. Das Problem solcher Modelle sind aber die Grenzen, 
und gerade bei Neulingen sollte immer auf die Grenzen solcher Modelle 
hingewiesen werden, sonst enden die irgendwann wie Kurt. ;O)

Wenn die Wellenlängen noch kürzer werden, landet man bei Gammastrahlung, 
und dort wird dann der Teilchencharakter der Strahlung immer 
domminierender.....
https://de.wikipedia.org/wiki/Welle-Teilchen-Dualismus
Daher halte ich es für sinnvoll, den Frager hier sanft darauf 
hinzuweisen, dass das Modell verfeinert werden muss, wenn man in diese 
"Extreme" betrachtet.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo

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von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Stefan.

Stefan H. schrieb:

> Wie breitet sich denn die Röntgenstrahlung aus? Ist die Ausbreitung
> anders als bei geringeren Frequenzen?

Siehe oben.

> Gibt es eine anschauliche
> Abstrahlcharakteristik?

Du kriegst keine sinnvollen "Dipole" für Röntgenstrahlung aufgebaut. 
Also kannst Du auch keine Richtcharackteristik wie bei einem Dipol 
erwarten, weil Du keinen hast. Du hast "was" anderes.....

Eine klassische Röntgenröhre, wo ein Strahl beschleunigter Elektronen 
auf ein Target trifft, ist eher wie eine Glühlampe.
Es wird ein breites Spektrum an Wellenlängen abgestrahlt, ähnlich dem 
Glühspektrum einer Glühlampe.
Diese Strahlung geht bei einer regulären Röntgenröhre von dem "winzigen" 
Targetpünktchen aus, so als würde das "leuchten".
Existiert kein "winziger" Targetpunkt (Brennpunkt) weil die 
Röntgenstrahlung als Dreckeffekt irgendwo auftritt ("Störstrahler" nennt 
man soetwas), wo Elektronen mit sehr hoher Geschwindigkeit auf 
Hindernisse prallen, geht die Strahlung eben entsprechend irregulär von 
diesen Hindernissen aus.

Was anderes sind wiederum die freien Elektronen Laser (Link gab es 
irgendwo oben). Dort entsteht die Röntgenstrahlung in der Flugbahn eines 
Elektronenstrahles durch dessen transversale Bewegung in 
elektromagnetischen Feldern. Diese Röntgenstrahlung breitet sich in 
erster Linie in axialer Richtung des Elektronenstrahles aus, und ist 
(relativ) eng gebündelt, wobei der Winkel, unter der sich der 
Röntgenlaserstrahl aufweitet, von vielen Faktoren direkt oder indirekt 
abhängig ist.
Insbesondere von der Geschwindigkeit der Elektronen (indirekt 
Wellenlänge) und dem Stralquerschnitt.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

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von Stefan H. (fourier)


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Bernd W. schrieb:
> Hallo Stefan.
>
> Stefan H. schrieb:
>
>> Wie breitet sich denn die Röntgenstrahlung aus? Ist die Ausbreitung
>> anders als bei geringeren Frequenzen?
>
> Siehe oben.
>
>> Gibt es eine anschauliche
>> Abstrahlcharakteristik?
>
> Du kriegst keine sinnvollen "Dipole" für Röntgenstrahlung aufgebaut.
> Also kannst Du auch keine Richtcharackteristik wie bei einem Dipol
> erwarten, weil Du keinen hast. Du hast "was" anderes.....
>
> Eine klassische Röntgenröhre, wo ein Strahl beschleunigter Elektronen
> auf ein Target trifft, ist eher wie eine Glühlampe.
> Es wird ein breites Spektrum an Wellenlängen abgestrahlt, ähnlich dem
> Glühspektrum einer Glühlampe.
> Diese Strahlung geht bei einer regulären Röntgenröhre von dem "winzigen"
> Targetpünktchen aus, so als würde das "leuchten".
> Existiert kein "winziger" Targetpunkt (Brennpunkt) weil die
> Röntgenstrahlung als Dreckeffekt irgendwo auftritt ("Störstrahler" nennt
> man soetwas), wo Elektronen mit sehr hoher Geschwindigkeit auf
> Hindernisse prallen, geht die Strahlung eben entsprechend irregulär von
> diesen Hindernissen aus.

Vielen Dank,

endlich so gute Antworten. Das beantwortet auch meine Frage, ob ich 
Röntgen- oder Gammastrahlung mit einer "Antenne" empfangen kann.

Können Röntgenstrahlen nie durch Schwingungen von Elektronen erzeugt 
werden, wie beispielsweise Radiowellen durch die Schwingung der 
Elektronen in hochfrequentem Wechselstrom?

"Davon abgesehen ist alles gleich. Bis auf die Tatsache, dass die
Wellenlängen so kurz werden, dass Du mechanisch keinen Dipol mehr dafür
feilen kannst....."
Das habe ich noch nicht so verstanden mit der Wellenlänge. Die Länge 
eines solchen "Röntgen-Dipols" wäre doch egal, oder? Es kommt doch nur 
darauf an, dass die Elektronen so stark schwingen, um elektromagnetische 
Wellen im Frequenzbereich von Röntgenstrahlung abzustrahlen.

Gruß

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von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Stefan.

Stefan H. schrieb:


> Können Röntgenstrahlen nie durch Schwingungen von Elektronen erzeugt
> werden, wie beispielsweise Radiowellen durch die Schwingung der
> Elektronen in hochfrequentem Wechselstrom?

Doch. Siehe obiger Link zum freien Elektronen Laser. Dort wird ein 
Elektronenstrahl seitlich periodisch abgelenkt, also schwingen 
Elektronen hin und her.

Hier nocheinmal der Link: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Freie-Elektronen-Laser

Ein klassischer Dipol ist das natürlich nicht mehr. ;O)


> Das habe ich noch nicht so verstanden mit der Wellenlänge. Die Länge
> eines solchen "Röntgen-Dipols" wäre doch egal, oder?

Das ist ein durchaus linguistisches Problem. Unter einem "Herzschen 
Dipol" versteht man im allgemeinen eben eine Anordnung wie in den 
Lehrbüchern gemalt, die an zwei Enden entgegengesetzte elektrische 
Polarität von Wechselspannung aufweist. Und damit ist dann die 
Wellenlänge mit im Spiel.

Aus gewöhnlicher Materie kann so etwas für Röntgenstrahlung nicht  mehr 
gemacht werden.

Daher versagt das Modell des Herzschen Dipols für Röntgenstrahlung. Und 
damit auch dessen Abstrahlcharakteristik.

Die Kristallgitter an denen Du Röntgenstrahlung beugen kannst könnte man 
mit viel Toleranz als Gesamtheit noch als ein Array aus Dipolen 
durchgehen lassen, Aber ein Array aus Dipolen ist eben etwas anderes als 
ein Dipol.

Aber wenn Du einfach eine Röntgenwelle auf dem Marsch durchs Vakuum 
betrachtest, kannst Du durchaus richtig eine klassische Wellenfunktion 
ansetzen. Und es ist dabei auch egal, wer auf welche Art und Weise die 
Welle gemacht hat.

> Es kommt doch nur
> darauf an, dass die Elektronen so stark schwingen, um elektromagnetische
> Wellen im Frequenzbereich von Röntgenstrahlung abzustrahlen.

Dann strahlst Du Röntgenstrahlung ab, aber nicht mit einem Dipol. ;O)

Auch der Orbitalwechsel der Elektronen in angeregten Atomen, bei denen 
Röntgenstrahlung auftritt, ist zwar eine Bewegung von Elektronen aber 
kein Herzscher Dipol. Selbst wenn es einer wäre, wäre dessen Position 
und Lage im Raum nur mit einer Statistik anzugeben, entsprechendes würde 
dann auch für die Abstrahlcharakteristik gelten.

Siehe: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Heisenbergsche_Unsch%C3%A4rferelation

Das Modell des Herzschen Dipols findet eben dort seine praktischen 
Grenzen. Auch wenn seine Mathematik und Theorie dort noch funktioniert.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Stefan,

> Das beantwortet auch meine Frage, ob ich
> Röntgen- oder Gammastrahlung mit einer "Antenne" empfangen kann.

Mikro-Antennen für optisch sichtbares Licht sind wohl so machbar, wie 
sie ernsthaft diskutiert wurden als Alternativen für Solarzellen.

Dipole lassen sich wohl noch mit der Technik herstellen, mit der auch 
die Chips für ICs hergestellt werden.
Für die Ausmaße, die zum Empfang von Röntgenstrahlung notwendig wären, 
reicht die Technik aber noch nicht.

> Können Röntgenstrahlen nie durch Schwingungen von Elektronen erzeugt
> werden
Ich schließe das nicht aus.

Für die Spitze halte ich das Gyrotron, das Elektronen auf hohe 
Geschwindigkeiten bringt und dann in ein starkes Magnetfeld schießt. Das 
zwingt sie auf eine Spiralbahn - damit strahlen die Elektronen in 
Vorwärtsrichtung Mikrowellen aus. https://de.wikipedia.org/wiki/Gyrotron
Gyrotron sind die derzeit wohl besten Generatoren, wenn mehr als 100 GHz 
mit mehr als 100W erzeugt werden sollen.

Ciao
Wolfgang Horn

von Stefan H. (fourier)


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Vielen Dank an Euch beide für die kompetenten und ernsthaften Antworten!

Gruß

von Elektrofan (Gast)


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Kurt Bindl schrieb am 10.1.:

> Im Atom bewegen sich keine Elektronen, alle haben feste Plätze.

Stefan Hackbusch schrieb darauf:

> Elektronen strahlen also auch elektromagnetische Wellen ab, wenn sie
> sich auf einer Kreisbahn bewegen.

---

Bohr postulierte bei seinem Atommodell, dass sich die Elektronen nur auf 
bestimmten Kreisbahnen "strahlungsfrei" um den Atomkern bewegen könnten.
Sommerfeld erweiterte dieses Modell auf elliptische Bahnen; erst 
daraufhin konnte man u.a. die Hyperfeinstruktur bei Atomspektren 
modellmässig erklären, wobei man die relativistische Massenzunahme der 
auf elliptischen Bahnen unterschiedlich schnell bewegten Elektronen 
berücksichtigen muss.
Und diese relativistische Massenzunahme ist weiterhin gut zu gebrauchen, 
wenn es um die Erklärung bestimmter Eigenschaften schwerer Elemente 
geht: Bei denen kommen die inneren Elekronen der Lichtgeschwindigkeit 
schon ganz schön nahe.
So betrachtet, sitzen die Elektronen also doch nicht so fest auf ihren 
Plätzen, wie es Thomson mit seinem "Rosinenkuchen" annahm ...

von Stefan H. (fourier)


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> Bohr postulierte bei seinem Atommodell, dass sich die Elektronen nur auf
> bestimmten Kreisbahnen "strahlungsfrei" um den Atomkern bewegen könnten.
> Sommerfeld erweiterte dieses Modell auf elliptische Bahnen; erst
> daraufhin konnte man u.a. die Hyperfeinstruktur bei Atomspektren
> modellmässig erklären, wobei man die relativistische Massenzunahme der
> auf elliptischen Bahnen unterschiedlich schnell bewegten Elektronen
> berücksichtigen muss.
> Und diese relativistische Massenzunahme ist weiterhin gut zu gebrauchen,
> wenn es um die Erklärung bestimmter Eigenschaften schwerer Elemente
> geht: Bei denen kommen die inneren Elekronen der Lichtgeschwindigkeit
> schon ganz schön nahe.
> So betrachtet, sitzen die Elektronen also doch nicht so fest auf ihren
> Plätzen, wie es Thomson mit seinem "Rosinenkuchen" annahm ...

Strahlt also jeder Körper, verursacht durch die Elektronen, die sich auf 
den Schalen bewegen? Oder ist diese elektromagnetische Strahlung zu 
gering? Was trägt der Spin dazu bei?

Gruß

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Tja, Elektrofan,

> Bohr postulierte bei seinem Atommodell, dass sich die Elektronen nur auf
> bestimmten Kreisbahnen "strahlungsfrei" um den Atomkern bewegen könnten.
> Sommerfeld erweiterte dieses Modell auf elliptische Bahnen ...

Die Worte höre ich wohl, meine Arbeit beruht auf ihnen.

Aber noch immer suche ich eine nachvollziehbare und glaubhafte Antwort 
auf meine Frage: "Wie funktioniert, das, was Bohr nur postulieren konnte 
und Sommerfeld nur auf elliptische Bahnen erweitern? Wie kommt es, dass 
ein Elektron in diesen Bahnen um z.B. seinen Wasserstoffkern keine 
Energie verliert?"

Nachprüfbare Erklärungen über das Wie sind glaubhafter als Postulate, 
die nur das Phänomen beschreiben.

Ciao
Wolfgang Horn

von Stefan H. (fourier)


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Hallo Bernd,

vielen Danke noch mal wegen dem Link zu FELs. Das hat mich jetzt enorm 
weitergebracht :-)

Gruß

: Bearbeitet durch User
von Elektrofan (Gast)


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"Wie funktioniert, das, was Bohr nur postulieren konnte
und Sommerfeld nur auf elliptische Bahnen erweitern? ..."

Es handelt sich immer "nur" um Modelle, die einen Ausschnitt aus der 
gesamten Wirklichkeit beschreiben.
U.a. Physiker benutzen solche Modelle, um arbeiten zu können, d.h man 
muss mit ihnen bekannte Phänomene erklären und berechnen, und möglichst 
auch noch neue Erkenntnisse auffinden können.

Beispiel: Energiegewinnung aus Atomkernfission bzw. -fusion: Masse wird 
in Energie umgewandelt, die dann tatsächlich genutzt bzw. missbraucht 
wird.
Wieviel Energie dabei heraus kommt, konnten Hahn u.a. sich aus dem 
entsprechenden Kernmodell errechnen, leider (?) hat das Modell ganz gut 
funktioniert ...

WAS "Elektronen" wirklich SIND, wie sie wirklich funktionieren, oder was 
"Licht" wirklich IST, bleibt für uns wohl unerklärlich.

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Elektrofan,

> WAS "Elektronen" wirklich SIND, wie sie wirklich funktionieren, oder was
> "Licht" wirklich IST, bleibt für uns wohl unerklärlich.

Genau diesen Glaubenssatz "für uns unerklärlich" akzeptiere ich nicht.
Mit den Postulaten arbeite ich, also keine Zweifel an ihrer Richtigkeit.

Aber diesen Glaubenssatz halte ich als Ansporn, die Erklärung doch noch 
zu finden. Möglicherweise braucht es dazu ein größeres Genie als Albert 
Einstein.
Vielleicht auch nur eine Art "Neutrino-Mikroskop", das Einblicke in noch 
feinere Strukturen der Materie erlaubt.
Keine Ahnung, aber wer seine Suche aufgibt, der findet nie, was er 
gesucht hat.

Ciao
Wolfgang Horn

von Stefan H. (fourier)


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Hallo,

wie funktioniert die Nachrichtenübertragung, wenn man den sichtbaren 
Bereich des Elektromagnetischen Spektrums benutzt? Wie funktioniert die 
optische Modulation? Oder werden nur Lichtimpulse über die Glasfaser 
geschickt?

Gruß

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Stefan.

Stefan H. schrieb:

> wie funktioniert die Nachrichtenübertragung, wenn man den sichtbaren
> Bereich des Elektromagnetischen Spektrums benutzt? Wie funktioniert die
> optische Modulation? Oder werden nur Lichtimpulse über die Glasfaser
> geschickt?

Bei optischer Nachrichtenübermittlung werden/wurden irgendwie alle 
Verfahren verwendet, die man sich vorstellen kann.

Das fängt an mit sehr einfachen Gerätschaften 
https://de.wikipedia.org/wiki/Optische_Telegrafie , dem Flaggenalphabet: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Flaggenalphabet und
Winkalphabet https://de.wikipedia.org/wiki/Winkeralphabet

Das was Du vermutlich meinst, fängt mit Morsescheinwerfern auf Schiffen 
an
https://de.wikipedia.org/wiki/Signallampe , die natürlich (indirekt) ein 
und ausgeschaltet werden, also eine grobe Amplitudenmodulation.

Etwas ausgearbeitetere Verfahren verwenden Hilfsträger, die 
Frequenzmoduliert werden. D.h. das Licht wird mit der Frequenz des 
Hilfsträgers geschaltet (Amplitudenmoduliert) und dieser Hilfsträger ist 
dann mit dem Nutzsignal Frequenzmoduliert. siehe: 
http://www.lichtsprechen.de/

Das ganze bleibt natürlich nicht bei Morsetelegraphie oder Sprechfunk, 
sondern geht über zum Datenfunk:
https://de.wikipedia.org/wiki/Optischer_Richtfunk
Den Satz im Artikel: "Der englische Begriff Free-Space Optics ist wegen 
des fehlenden Bezugs zur Funktechnik innerhalb eines entsprechenden 
Kontextes treffender." halte ich aber für nicht zutreffend. ;O)

Jedenfalls werden dort alle Verfahren von roher Manchester Modulation ( 
https://de.wikipedia.org/wiki/Manchester-Code ) bis zu verschiedenen 
Verfahren mit Hilfsträgern verwendet, je nach Intention.

Verfahren mit Hilfsträgern kann man sich grob so vorstellen, als würden 
Radiosignale in den optischen Bereich hochgemischt.

Alle Verfahren können theoretisch und praktisch auch auf Glasfasern 
verwendet werden. Siehe: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Optische_Kommunikation

Noch ein Paar Links zum sich Einlesen: http://www.modulatedlight.org/
und http://www.hhcuno.de/afu/link9ajz.htm

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

: Bearbeitet durch User
von Stefan H. (fourier)


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Danke.

von Elektrofan (Gast)


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> Aber diesen Glaubenssatz halte ich als Ansporn, die Erklärung doch noch
> zu finden. Möglicherweise braucht es dazu ein größeres Genie als Albert
> Einstein.

Gut. Fragen wir also Kurt ...        ;-)

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Stefan H. schrieb:
> Können Röntgenstrahlen nie durch Schwingungen von Elektronen erzeugt
> werden, wie beispielsweise Radiowellen durch die Schwingung der
> Elektronen in hochfrequentem Wechselstrom?

Prinzipiell kann Röntgenstrahlung auch so erzeugt werden.  Allerdings 
ist es im Freie Elekronen Laser (FEL) nicht notwendig, dass die 
Elektronen hin und her "schwingen".

Wesentlich für die Erzeugung der Strahlung im FEL ist die 
Beschleunigung der Elekronen senkrecht zur Strahlrichtung.  Dies 
genügt zur Erzeugung der Strahlung ähnlich der von Synchrotronstrahlung 
wo die Elektronen auchnicht schwingen.

Die Strahlung im FEL ist (wie im Synchrotron auch) fast ausschließlich 
in Strahlrichtung, siehe 
https://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_beaming

Die periodische Struktur eines FEL dient der Strahlverstärkung sowie zur 
Erzeugung von kohärenter Strahlung per Interferenz in Strahlrichtung.


Wolfgang H. schrieb:
> Aber noch immer suche ich eine nachvollziehbare und glaubhafte Antwort
> auf meine Frage: "Wie funktioniert, das, was Bohr nur postulieren konnte
> und Sommerfeld nur auf elliptische Bahnen erweitern?

Relevant ist zunächst mal dass es funktioniert, d.h. Atome stabil sind 
und die Elektronen nicht in die Kerne stürzen.  Dass Atome stabil sind 
ist evident (sofern man akzeptiert, dass Atome existieren).

> Wie kommt es, dass ein Elektron in diesen Bahnen um z.B. seinen
> Wasserstoffkern keine Energie verliert?"

Diese Denke setzt ja eine bestimmte Metaphysik voraus, nämlich eine 
klassische: Die der Bahn eines Teilches oder Objekts.  Dass Bahn zur 
klassischen Metaphysik gehört ist nicht weiter verwunderlich, der Ort 
eines Objekts ist neben seinem (Dreh)Impuls die Hauptbeschreibungsgröße, 
ist anschaulich und messbar.

Je länger ich drüber nachdenke, desto mehr verwundert es mich, wie sehr 
Leute an Konzepten kleben, die experimentell nicht verifizierbar sind 
— beispielsweise die "Bahn" eines Elektrons in einem Atom:

Um den Ort eines Elektrons in einem Atom zu bestimmen braucht es 
kurzwellige Strahlung im Röntgenbereich.  Die Messung des Ortes verleiht 
dem Elektron so viel Energie, dass es aus dem Atom gekickt wird.  Von 
der postulierten Bahn kann also immer nur genau 1 Punkt gemessen werden.

Keine gute Voraussetzung für das Konzept "Bahn eines Elektrons im Atom".

Es gibt jedoch viele Größen, die messbar sind: Spektren, spezifische 
Dichte, Schallgeschwindigkeit, spezifische Wärme, Kristallstruktur, 
chemische Eigenschaften, Ionisationsenergien, Kompressibilität, 
Leitfähigkeit, Phasenübergänge, Druck, Volumen, Temperatur.  D.h. auch 
makroskopische Größen erlauben Rückschlüsse auf die Konstituenten falls 
man genug von dem Zeug und eine Theorie hat.

> Nachprüfbare Erklärungen über das Wie

Was meinst du genau? "Nachprüfbar" übersetze ich mal als "Experiment", 
"Erklärungen" als "theoretische Beschreibung" und das "Wie" als 
"Methaphysik".

> sind glaubhafter als Postulate, die nur das Phänomen beschreiben.

"Postulate" sind "Bausteine der theoretischen Beschreibung", "Phänomen" 
ist "Ergebnis von Experimenten" und "Phänomen beschreiben" würd ich 
abermals als "theoretische Beschreibung" verstehen.

von Stefan H. (fourier)


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Danke Leute.

Gruß

von Stefan H. (fourier)


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Hallo zusammen,

noch eine Frage: Wenn ich eine Art Monopol nehme, beispielsweise ein 
Stück Kuperdraht als Antenne und halte diesen vor eine Glühbirne, werden 
die Elektronen im Kupfer in Schwingungen versetzt? Kann ich so das 
Glühlicht empfangen?
Wie verhält es sich, wenn ich einen Laser als "Sender" verwende?

Gruß

von Stefan H. (fourier)


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Wo gibt es detaillierte Information über die Ausbreitungseigenschaften 
von elektromagnetischen Wellen im sichtbaren Bereich (Licht) und 
Radiowelle in Materie und allgemein?
Das Licht einer Glühbirne oder auch monochromatisches Licht (Laser) 
durchdringt beispielsweise die menschliche Hand nicht, Radiowellen 
schon, oder? Hängt das mit der Frequenz zusammen?

Gruß

von Stefan H. (fourier)


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Hallo,

in der Optoelektronik erzeugt man Photonen, also elektromagnetische 
Wellen im sichtbaren Bereich (Licht) durch Elektronen, die im Halbleiter 
die Bandlücke überwinden.
Meine Frage: Kann man die entstehende Lichtstrahlung auch durch die 
Beschleunigung der Elektronen deuten? Ich meine, durch die Überwindung 
der Bandlücke erfahren die Elektronen eine Beschleunigung und 
beschleunigte Ladungen strahlen.

Gruß

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Stefan H. schrieb:
> in der Optoelektronik erzeugt man Photonen, also elektromagnetische
> Wellen im sichtbaren Bereich (Licht) durch Elektronen, die im Halbleiter
> die Bandlücke überwinden.
> Meine Frage: Kann man die entstehende Lichtstrahlung auch durch die
> Beschleunigung der Elektronen deuten?

Rein intuitiv würd ich sagen nein. Die so erzeugte Strahlungsenerie ist

1) viel zu schwach
2) viel zu breitbandig
3) bei viel zu großen Wellenlängen
4) Spektrum würde sich merklich mit der Spannung ändern

Ich lass mich da aber gerne eines besseren belehren.  Du kannst ja mal 
Überschlagsrechnungen machen, basierend auf Feldstärke bzw. postulierter 
Beschleunigung, mittlerer freier Weglänge und Larmor-Formel.

> Ich meine, durch die Überwindung der Bandlücke erfahren die
> Elektronen eine Beschleunigung und beschleunigte Ladungen strahlen.

Mir ist nicht klar warum dies zu einer Beschleunigung führen soll. 
Unterschiedliche Enetrgie bedeutet nicht unbedingt unterschiedliche 
Geschwindigkeit.  Die Lichterzeugung stellt man sich vor als 
Rekombination von Elektron-Loch-Paaren.  Die materialabhängige 
Energiedifferenz wird entsprechend E=hf abgestrahlt.

Stefan H. schrieb:
> noch eine Frage: Wenn ich eine Art Monopol nehme, beispielsweise ein
> Stück Kuperdraht als Antenne und halte diesen vor eine Glühbirne, werden
> die Elektronen im Kupfer in Schwingungen versetzt? Kann ich so das
> Glühlicht empfangen?

Ja, die Ladungen schwingen und geben das Licht auch gleich wieder ab, 
d.h. reflektieren das Licht.

Falls du mit "Monopol" eine Monopolantenne meinst:  Diese sind 
abgestimmt auf die zu sendende bzw. zu empfangende Wellenlänge, d.h. 
ihre Länge ist so ausgelegt, dass sich eine stehende Welle (Resonanz) 
ergibt.  Weil die Signalgeschwindigkeit im Leiter gleich der 
Geschwindigkeit in Luft ist (beide Lichtgeschwindigkeit) ist die 
Dipolantenne in Resonanz bei lambda/2 und eine Monopol bei lambda/4.

von Stefan H. (fourier)


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> Ja, die Ladungen schwingen und geben das Licht auch gleich wieder ab,
> d.h. reflektieren das Licht.

Das ist ja interessant! Beruht auf diesem Prinzip die Sichtbarkeit für 
das menschliche Auge? Tritt dieser Effekt auch bei Isolatoren wie 
Porzellan auf?
Hätte dazu gerne mehr Information.

Gruß

von Kurt B. (kurt-b)


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Stefan H. schrieb:
>> Ja, die Ladungen schwingen und geben das Licht auch gleich wieder ab,
>> d.h. reflektieren das Licht.
>
> Das ist ja interessant! Beruht auf diesem Prinzip die Sichtbarkeit für
> das menschliche Auge? Tritt dieser Effekt auch bei Isolatoren wie
> Porzellan auf?
> Hätte dazu gerne mehr Information.
>

Also ich sehe das ganz anders, denk an die Lichtfarbe die bei einer LED 
erzeugt wird.

 Kurt

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Stefan H. schrieb:
>> Ja, die Ladungen schwingen und geben das Licht auch gleich wieder ab,
>> d.h. reflektieren das Licht.
>
> Das ist ja interessant! Beruht auf diesem Prinzip die Sichtbarkeit für
> das menschliche Auge?

Das menschliche Auge ist kein Stück Kupferdraht.

von Stefan H. (fourier)


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> Das menschliche Auge ist kein Stück Kupferdraht.

Nein, so war das nicht gemeint. Durch die genannte Reflexion kann das 
Auge den reflektierten Teil der elektromagnetischen Welle einfangen.
Stimmt das mit der Reflexion? Meiner Meinung nach wäre der optische 
Photoeffekt ein Beispiel für eine Antenne und den Empfang von Licht. Nur 
die Energie des Lichtes ist so hoch, dass die Elektronen herausgelöst 
werden.

Gruß

von Stefan H. (fourier)


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Hallo,

wieso können Mikrowellen bzw. Radiowellen von Handys und Radios Gebäude 
durchdringen? Licht aber als elektromagnetische Welle im sichbaren 
Bereich kann das nicht, nur eben Glas. Welche Effekte sind bei den 
genannten Frequenzen dafür verantwortlich?

Gruß

von Kurt B. (kurt-b)


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Stefan H. schrieb:
> Hallo,
>
> wieso können Mikrowellen bzw. Radiowellen von Handys und Radios Gebäude
> durchdringen? Licht aber als elektromagnetische Welle im sichbaren
> Bereich kann das nicht, nur eben Glas. Welche Effekte sind bei den
> genannten Frequenzen dafür verantwortlich?
>

Entweder ist es Reflektion oder Signalvernichtung durch Absorption.

Reflektion bei Radiowellen hast du wenn die Gitterstäbe usw. ausreichend 
eng sind, Absorption hast du wenn sich in der Wand "Antennengebilde" 
befinden.

Bei Licht sind die dazu notwendigen Resonanzkörper viel viel kleiner 
darum geht nichts durch, es wird in der Wand durch deren Anregung der 
sich darin befindlichen Resonanzkörper zu Wärme.

Bei Glas sind keine Resonanzkörper vorhanden die in dem Bereich um den 
es geht angeregt werden könnten.

 Kurt

von Stefan H. (fourier)


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Vielen Dank,

es geht also immer um Resonanz. Eine menschliche Hand kann also von 
Licht nicht durchdrungen werden, da sie auf Licht sozusagen abgestimmt 
ist.
Breitet sich Licht genauso aus wie Radiowellen?

Gruß

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Stefan H. schrieb:
> es geht also immer um Resonanz.

Lass dich von unserem Einstein nicht verunsichern.  Bei Kurt 
funktioniert noch nicht mal Klopapier ohne Resonanz.

von Kurt B. (kurt-b)


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Stefan H. schrieb:
> Vielen Dank,
>
> es geht also immer um Resonanz.

Nicht immer, sobald du was Schmalbandiges hat, wie z.B. das Licht einer 
LED oder Laser oder das verhalten der Zäpfchen und Stäbchen in deinen 
Augen oder umstände wie den "äusseren Photoeffekt" ist resonantes 
Verhalten von Materie beteilig/aktiv.


 >Eine menschliche Hand kann also von
> Licht nicht durchdrungen werden, da sie auf Licht sozusagen abgestimmt
> ist.

Ja, es verbrät es, ersichtlich an der Wärme die du spürst wenn die Sonne 
draufscheint, würde die Materie der Hand nicht auf das Licht reagieren 
wärst du durchsichtig.


> Breitet sich Licht genauso aus wie Radiowellen?
>

Im Prinzip ja, denn es ist ja irgendwie das Gleiche.

 Kurt

von Kurt B. (kurt-b)


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Johann L. schrieb:
> Stefan H. schrieb:
>> es geht also immer um Resonanz.
>
> Lass dich von unserem Einstein nicht verunsichern.  Bei Kurt
> funktioniert noch nicht mal Klopapier ohne Resonanz.

Es kommt darauf an was du meinst, seine Benutzung oder die Feststellung 
aus welchen Molekülen es zusammengesetzt ist.

 Kurt

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Stefan H. schrieb:
> es geht also immer um Resonanz.

Nein, Resonanz ist eher die Ausnahme.  Unter Resonanz versteht man die 
Anregung eines Systems bei einer seiner Resonanz- bzw. Eigenfrequenzen. 
Der weitaus üblichere Fall ist dass ein System nicht (nahe) bei einer 
Resonanzfrequenz angeregt wird und eben dort erzwungene Schwingungen 
ausführt.

> Breitet sich Licht genauso aus wie Radiowellen?

Die Suchbrgriffe sind Reflexion, Streuung, Brechung und Dämpfung bzw. 
Extinktion und Polarisation.  Diese Effekte sind frequenz- und 
materialabhängig, und sie können bei anisotropen Medien sogar von der 
Ausbreitungsrichtung oder vom Polarisationszustand abhängen.  Beispiele 
für letzteres ist Doppelbrechung.

Damit hast du genug Suchbrgriffe, z.B. für Wikipedia.  Dort bekommst du 
wesentlich fundiertere Informationen als es hier jetzt der Fall sein 
wird.

Nachdem Kurt einen Thread beehrt hat ist er tot, bzw. dreht sich nur 
noch in einer Endlossschleife um seine kruden Glaubenssätze und darum, 
seinen Unsinn nicht unwidersprochen stehen zu lassen.  Das 0.1% richtige 
aus seinen Aussagen zu filtern lohnt der Mühe nicht.

Man mag mir vorwerfen voreingenommen zu sein, und das stimmt auch. Ich 
hab einfach zu viel vom Kurt gelesen.  Und so traurig es auch ist, werde 
ich durch seinen neuesten Thread abermals bestätigt...

Beitrag "Beschleunigung von Ladungen, Gedankenexperiment"

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Stefan.

Stefan H. schrieb:

> Meine Frage: Kann man die entstehende Lichtstrahlung auch durch die
> Beschleunigung der Elektronen deuten? Ich meine, durch die Überwindung
> der Bandlücke erfahren die Elektronen eine Beschleunigung und
> beschleunigte Ladungen strahlen.

Jain. Die Elektronen sind auf Orbitalen. Ich kann aber nicht sagen, wo 
auf dem Orbital. Die Orbitale sind Bereiche hoher Wahrscheinlichkeit, an 
denen sich das Elektron aufhält, aber es ist eben nur eine 
Wahrscheinlichkeit, und genaugenommen muss das Elektron auch nicht auf 
dem Orbital sein, sondern kann auch ganz woanders sein, nur die 
Wahrscheinlichkeit dafür ist extrem klein.

Darum kann ich auch keine Gleichung Aufstellen, wo sich das Elektron an 
einem Punkt auf der einen Schale befindet und sich von da weg zu einem 
Punkt einer anderen Schale bewegt. Ich weiss zu wenig über das Elektron.
Das einzige, was ich weiss, sind die Energieniveaus der beiden Orbitale, 
und diese Differenz wird entweder absorbiert, wenn beim Orbitalwechsel 
auf ein höheres Orbital Energie benötigt wird, oder wird umgekehrt 
abgestrahlt, wenn beim Wechsel auf ein niedrigeres Orbital Energie übrig 
ist.

Das ich also weiss, welche Energie das Elektron hat, aber nicht genau 
sagen kann, wo es sich befindet, steht auch im Einklang mit der 
Unschärferelation.
Siehe: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Heisenbergsche_Unsch%C3%A4rferelation

Die Betrachtung der Abstrahlung als Strahlung eines beschleunigten 
Elektrons ist von daher nicht mehr wirklich sinnvoll, und auch nicht 
nötig, weil das Ergebnis sich aus der Energiedifferenz der Orbitale und 
dem Plankschen Wirkungsquantum berechnen lässt.

Begriffe wie Ort und Geschwindigkeit und die Ableitungen davon werden 
halt im Mikrokosmos von Elektronen und Nukleonen etwas fremd.

Stefan H. schrieb:

> wieso können Mikrowellen bzw. Radiowellen von Handys und Radios Gebäude
> durchdringen? Licht aber als elektromagnetische Welle im sichbaren
> Bereich kann das nicht, nur eben Glas. Welche Effekte sind bei den
> genannten Frequenzen dafür verantwortlich?

Du kennst den Effekt der Brechung, wenn Licht schräg durch Glas fällt? 
Irgendwann dritt dabei auch Reflexion auf, dass heisst, ein Anteil des 
Lichtes durchdringt die Grenzfläche, ein Teil wird reflektiert.
Berechnet wird das über den Winkel des Lichtstrales zur Oberfläche und 
dem Verhältnis der Dielektrizitätskonstanten.
Es tritt dabei ein Reflexionskoeffizient und ein 
Transmissionskoeffizient auf, jeweils für das Licht, was reflektiert 
wird, und für das Licht, was die Grenzfläche Überwindet und in die 
Oberfläche eindringt.

Sind beide Dielektrizitätskonstanten gleich, ist die Oberfläche 
"obtisch" nicht vorhanden, also unsichtbar. Je größer der Unterschied, 
umso "sichtbarer" wird die Oberfläche.

Von dieser Betrachtung unabhängig ist die Dämpfung, die das Licht beim 
Durchgang durch die Objekte erfährt. Die kommt noch mal obenauf. Trozdem 
ist sie auch für das "Sehen" eines Objektes wichtig, denn ohne diese 
Dämpfung würde das Licht in Objekte mit hoher Dielektrizitätskonstante 
eindringen, beim Austritt umherreflektiert und auch irgendwann wieder 
ausgesendet....ein Diamant wäre ein kleines Beispiel dafür.

Diese Dielektrizitätskonstanten sind aber oft frequenzabhängig. d.h. es 
gibt halt Stoffe, die bei irgendeiner Wellenlänge eine ähnliche 
Dielektrizitätskonstante haben wie ihre Umgebung, und dann gut getarnt 
sind. Beispiel: Schlieren durch Dichteunterschiede in der Luft. Im 
Sommer siest Du die Luft über heissen Fahrbahnbelägen flimmern, das sind 
halt Turbulenzen, wo sich die heisse Luft mit kühlerer Luft mischt. 
Diese haben (leicht) unterschiedliche Dichten und davon abhängig leicht 
unterschiedliche Dielektrizitätskonstanten. Und das bemerkst Du halt 
gerade so eben noch. Auch die Totalreflexion kannst Du dort sehen, wenn 
Du in sehr flachem Winkel über die heisse Fahrbahn schausst. Es spiegelt 
sich dort der Himmel, was dann wie eine Wasseroberfläche aussieht. 
Wasseroberflächen sind sowieso ein Paradebeispiel dafür.

Die Sache mit den Dielektrizitätskonstanten und dem Reflexions- und 
Transmissionskoeffizienten tritt auch auf Leitungen an Stellen mit 
Wechsel des Wellenwiderstandes auf. Da der Wellenwiderstand einer 
Leitung von deren Geometrie und dem Kapazitätsbelag abhängt, ist bei 
einer Leitung mit sonst gleichem Aufbau, aber anderer 
Dielektrizitätskonstante des Isolators der Reflexions- und 
Transmissionskoeffizient an der Stossstelle ebenfalls nur vom Verhältnis 
der Dielektrizitätskonstanten abhängig.

> wieso können Mikrowellen bzw. Radiowellen von Handys und Radios Gebäude
> durchdringen?

Praktisch müssen sie das in vielen fällen auch nicht. Gebäude haben 
Türen und Fenster und andere Öffnungen, und diese haben scharfe Kanten 
in Größenordnungen der Wellenlängen, so dass Beugug um die Ecken herum 
auftritt. Und so kommen Radiowellen auch ein bisschen in Gebäude, deren 
Wände sie schlecht durchdringen können. Die Feldstärken sind geringer 
und schlimmer, Du hast Probleme durch den zeitversetzten Empfang des 
gleichen Signals, weil es auf unterschiedlichen Wegen, die auch noch 
unterschiedlich lang sein können, zu Dir gekommen ist, und sich darum 
ein Interferenzmuster bildet. Wenn Du die Antenne verschiebst, und sich 
das Signal in Wellenlängehalbe Größenordnung periodisch ändert, kannst 
Du sicher auf ein solches Muster wetten. ;O)

Verkopplungen mit metallischen Strukturen (Leitungen, Konstruktionsteile 
des Gebäudes und Inventar) kommen hinzu.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Kurt.

Kurt B. schrieb im Beitrag #4438503:
>
> Schau dir den Titel an und dann was die Gespräche ergeben haben, vom
> Photönchen keine Spur, nur ein Irgendwas ohne irgendwelche Realität.

Du kannst halt nur Beobachtungen machen und daraus Schlüsse ziehen. Wenn 
sich die Schlüsse am besten mit Wahrscheinlichkeit und Statistik 
erklären, hast Du halt "ein Irgendwas ohne irgendwelche Realität". Falls 
Du religiös bist, beschwer Dich darüber bei Gott. ;O)

> (entweder ist das alles eh klar und sie wollen es nicht sehen, oder sie
> haben Angst es selber erkennen zu müssen was man ihnen da vorgesagt hat)

Du vergisst, dass in der Physik die reinen Teilchenmodelle und die 
reinen Wellenmodelle sowie die Idee eines "Lichtäthers" viel älter als 
andere Modelle sind. Mit zunehmender Verfeinerung der Betrachtung wurden 
sie nur immer unzulänglicher.

Deine Betrachtungen sind von daher nicht neu, und für viele Probleme 
langen Deine Modelle ja auch. Um ein Fussballfeld anzulegen und zu 
planieren kann ich getrost auch von einer scheibenartigen, flachen Erde 
ausgehen. ;O)

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

: Bearbeitet durch User
von Stefan H. (fourier)


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Vielen Dank Bernd!

Gruß

von Stefan H. (fourier)


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Ich glaube, dies bezieht sich ausschließlich auf die Vorhersagbarkeit. 
Die ist unmöglich, aber trotzdem existiert ein fester Ort.

Gruß

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Stefan.


Stefan H. schrieb:

> Die ist unmöglich, aber trotzdem existiert ein fester Ort.

Das nun eher nicht. Zwischen Elektron und dem Atomkern existiert eine 
deutliche elektrostatische Anziehung. Ein ruhendes Elektron würde vom 
Kern angezogen und in diesen hineinfallen. Das passiert aber nicht, weil 
das Elektron sich unablässig bewegt.

Würde der Mond auf seiner Umlaufbahn gestoppt, würde er durch 
gegenseitige  Grafitationin Richtung Erde beschleunigt und mit ihr 
kollidieren. Das passiert aber nicht, weil er sich auf einer gekrümmten 
Bahn so um die Erde bewegt, das die Zentrifugalkraft die Kraft durch 
Gravitation gerade kompensiert.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Da Kurts Geschwirbel gelöscht wurde, kann meine Antwort darauf dann wohl 
auch weg...

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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@Johann:

Tut mir Leid wegen Deiner Mühe - wenn Du weiter mit Kurt diskutieren 
möchtest, dann bitte in seinen Threads.

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Chris D. schrieb:
> @Johann:
>
> Tut mir Leid wegen Deiner Mühe - wenn Du weiter mit Kurt diskutieren
> möchtest, dann bitte in seinen Threads.

Mir ist es auch lieber, jemand zu antworten, der ernsthaft am Thema 
interessiert ist, anstatt ständig Aufwand zu verschwenden, Kurts krude 
Thesen nicht unkommentiert auf die Menschheit loszulassen.

Den Unsinn konsequent zu entsorgen find ich gut.  Immerhin scheint es 
hier auch Leute zu geben, die wirklich was lernen und verstehen wollen 
und sich für die Materie interessieren.  Und mit Kurts Gefasel ist es da 
mehr oder weniger unmöglich, eine gescheite Diskussion aufrecht zu 
erhalten.

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Stefan H. schrieb:
> Die ist unmöglich, aber trotzdem existiert ein fester Ort.

Was bringt dir die Vorstellung des Orts eines Elektrons im Atom, ausser 
ein klassisch-Anschauliches Bild des Elektrons aufrecht zu erhalten?

Dass mit dieser Anschauung nix anzufangen ist, ist hinlänglich bekannt: 
Nimm ein Helium-Atom im Grundzustand:

o Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit (genauer: Wahrscheinlichkeitsdichte) 
der Elektronen ist kugelsymmetrisch um den Kern, und für die beiden 
Elektronen identisch.  Klassisch würde man ein Maximum der Dichte in 
einem bestimmten Abstand zum Kern erwarten, nicht eine Dichte, die vom 
Kern nach außen immer weiter abfällt.

o Eine kugelsymmetrische W-Dichte passt nicht zum Umlaufen um den Kern. 
Im Grundzustand hat keines der Elektronen einen Bahndrehimpuls; auch das 
ist mit der Vorstellung "Bahn" nicht vereinbar.

Im Endeffekt wirst du mit fast jeder Folgerung aus diesem klassischen 
Bild Schiffbruch erleiden, d.h. die Eigenschaften decken sich nicht mit 
den Beobachtungen.

Interessanterweise ist die These dem Experiment zugänglich.  Zwar nicht 
für den Ort eines Elektrons im Atom, sondern für den Spin zweier 
Elektronen.

Dieser Spin ist in gewissem Sinne das einfachste, quantenmechanische 
System überhaupt: für 1 Elektron gibt es immer nur 2 mögliche Zustände.

Für zwei Elektronen ist es möglich, diese in einem sogenannten 
verschränkten Zustand zu erzeugen, d.h. es ist der Gesamtspin bekannt, 
nicht aber der Spin der Einzelteile.  Wird an einem e Spin +1 gemessen, 
dann wird am anderen e immer ein Spin von -1 gemessen (Spin wird 
üblicherweise in Vielfachen von h/2π angegeben, ich nehm hier h/4π damit 
er +1 oder -1 ist).  Voraussetzung ist, dass die Messung in der gleichen 
Richtung erfolgt.  Wird in entgegengesetzter Richtung gemessen, sind die 
beiden Spins immer gleich.  Genauer:  Ist der Winkel zwischen den 
Messrichtungen phi, dann ist die Wahrscheinlichkeit, dass beide 
Elektronen unterschiedlichen Spin haben, cos²(phi/2) (und folglich 
sin²(phi/2) für gleichen Spin).  Für ein einzelnes e ist die 
Wahrscheinlichkeit, in irgendeine Richtung Spin 1 zu haben immer 
genau 1/2.

"Nix besonderes" wird man sagen, die Spins werden einfach bei der 
Erzeugung des Paares zufällig festgelegt und beim Messen lediglich 
ausgelesen.  Wenn die Teilchen räumlich getrennt werden (und darauf 
geachtet wird, dass die Verschränkung nicht durch die Umgebung zerstört 
wird), und dann Spin A als +1 gemessen wird, dann ist es keine Zauberei, 
wenn Spin B zu -1 gemessen wird.

Dies "nix besondere" entspricht der Annahme versteckter Variablen, d.h. 
der Annahme, die Quantenmechanik sei unvollständig, und durch 
zusätzliche Parameter wäre das Versuchsergebnis einfach zu erklären: 
Beim Erzeugen werden diese versteckten Parameter eben so gesetzt, dass 
die Summe der Spins immer 0 ist.

Interessanterweise ist diese Hypothese dem Experiment zugänglich, und 
solche Experimente werden tatsächlich durchgeführt.  Technich ist das 
ziemlich anspruchsvoll, aber 3x darfst du raten was dabei bisher immer 
rausgekommen ist:  Die Experimente entscheiden für die Quantentheorie. 
Die Bell'sche Ungleichung, welche unter der Annahme verborgener 
Variablen erfüllt sein müsste, wird in den Experimenten verletzt.

https://en.wikipedia.org/wiki/Bell's_theorem#Practical_experiments_testing_Bell.27s_theorem

von Sven B. (scummos)


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Stefan H. schrieb:
> es geht also immer um Resonanz.

Hmm, dabei muss dir klar sein, dass ein Festkörper kein einzelnes Atom 
ist. Festkörper haben normalerweise sogenannte Bandstrukturen, die 
sozusagen dadurch entstehen, dass extrem viele sehr sehr dicht 
beieinander liegende Energieniveaus existieren. Es sind so viele, dass 
es für keine Anwendung sinnvoll ist diese Niveaus getrennt zu 
betrachten, sodass man sie als Band beschreibt. Innerhalb eines solchen 
Energiebandes oder von einem Band zum nächsten sind Übergänge mit 
beliebigen Energien möglich. Hier spricht man dann nicht mehr von 
"Resonanz", auch wenn der zugrundeliegende Prozess rein formal 
betrachtet immer noch derselbe ist.

von Stefan H. (fourier)


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Hallo,

ist der Verlauf von elektromagnetischen Wellen wirklich wie 
Wasserwellen? Was sagt uns die Lösung der Wellengleichung? Könnten wir 
eine Radiowelle nach dem Prinzip von Eisenpfeilspänen sichtbar machen, 
wie sähe das aus?

Gruß

von Sven B. (scummos)


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Naja, es gibt schon Unterschiede zwischen den beiden. Wellen auf einer 
Wasseroberfläche breiten sich ja nur in 2 Dimensionen aus, 
elektromagnetische Wellen in 3... außerdem haben Wasserwellen keine 
Polarisation.

von Stefan H. (fourier)


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Ein Urankern, der elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von 
Gammastrahlung aussendet, wie kann das über solch riesige Halbertszeiten 
wie einigen 100000 Jahren aufrechterhalten werden? Ich meine, wie kann 
da soviel Energie drinstecken.
Die gleiche Frage auch zu Teilchenstrahlung. Wie werden die Elektronen 
nachgeliefert, wenn man wirklich nur einen kleinen Beta-Strahler hat?
Kann ich durch den äußeren Foto-Effekt theoretisch alle Elektronen aus 
dem Metall herausholen?

Gruß

: Bearbeitet durch User
von Sven B. (scummos)


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Stefan H. schrieb:
> Ein Urankern, der elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von
> Gammastrahlung aussendet, wie kann das über solch riesige Halbertszeiten
> wie einigen 100000 Jahren aufrechterhalten werden? Ich meine, wie kann
> da soviel Energie drinstecken.
Naja, ist halt ein Tunnelprozess mit sehr geringer Wahrscheinlichkeit. 
Ein Bergsee kann ja auch über lange Zeit das Wasser halten obwohl es im 
Tal eine geringere Energie hätte. Oder so.

> Die gleiche Frage auch zu Teilchenstrahlung. Wie werden die Elektronen
> nachgeliefert, wenn man wirklich nur einen kleinen Beta-Strahler hat?
> Kann ich durch den äußeren Foto-Effekt theoretisch alle Elektronen aus
> dem Metall herausholen?
Die Frage verstehe ich nicht. Was hat ein Beta-Strahler mit dem 
Photoeffekt zu tun?
Beim Betazerfall zerfällt ein Neutron in ein Proton, ein Elektron und 
ein Elektron-Antineutrino. Das Elektron ensteht bei diesem Prozess, es 
muss nicht nachgeliefert werden.
Durch den Photoeffekt kannst du nicht realistisch alle Elektronen aus 
einem Metall herausschlagen, wenn du genug entfernst wird die dazu 
nötige Photonenenergie so groß, dass wieder andere Dinge passieren 
(Paarbildung etc).

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Stefan H. schrieb:
> Ein Urankern, der elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von
> Gammastrahlung aussendet, wie kann das über solch riesige Halbertszeiten
> wie einigen 100000 Jahren aufrechterhalten werden?

Ein Urankern zerfällt genau einmal, und ein Kern strahlt nicht xxx 
Jahre lang.

von Stefan H. (fourier)


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Hallo,

die kosmische Hntergrundstrahlung wurde durch eine riesige Hornantenne 
empfangen und entdeckt. Die Strahlung des Urknalls soll über die Zeit 
und Entfernung allmählich zu Mikrowellen geworden sein.
Welchen Vorteil bietet die Hornantenne in Bezug auf Mikrowellen?
Lassen sich diese nur effizient mit dieser Antennenform empfangen oder 
ließe sich auch eine Radioantenne zum Empfang verwenden?

Gruß

von Stefan H. (fourier)


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Hallo,

breitet sich Gammastrahlung, also elektromagnetische Wellen im 
Frequenzbereich von 1 Zettahertz, genauso oder ähnlich aus wie 
Radiowellen?
Mich verwirrt immer, dass die Gammastrahlung als Strahl dargestellt 
wird.

Gruß

von Sven B. (scummos)


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Hornantennen sind relativ leicht zu bauen und man kann ihre Effizienz 
und effektive Fläche gut theoretisch berechnen. Bei einer Parabolantenne 
ist das immer ein ziemliches rumgerate. Typische Radioteleskope sind 
aber heute eher Parabolantennen.

Das Gamma-Zeug breitet sich genauso aus, es gibt andere Effekte bei der 
Wechselwirkung mit Materie (z.B. Paarbildung). Im Vakuum ändert sich 
aber nichts.

von Stefan H. (fourier)


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Danke,

wieso bringt eine elektromagnetische Welle im Gamma-Strahlenbereich ein 
Elektron nicht in solche Schwingung, sodass wieder Gamma-Strahlung 
entsteht?
Ist die Energie der Gamma-Strahlung einfach zu riesig, sodass wieder 
andere Prozesse wirken wie z. B. die Elektron-Positron-Paarbildung?

Gruß

von Sven B. (scummos)


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Elektronen sind m.W. i.d.R. nicht stark genug gebunden als dass du die 
in einen Zustand anregen kannst von dem aus >> 1 MeV Energie frei werden 
kann. In so einem Atom kommst du über ein paar hundert keV nicht hinaus, 
und das ist Röntgen.

Sprich, wenn du ein Elektron mit so einem Gamma triffst dann fliegt das 
halt weg und die übrige Energie geht in kinetische Energie des 
Elektrons. Prinzipiell ausgeschlossen ist das aber nicht.

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Stefan.

Stefan H. schrieb:

> wieso bringt eine elektromagnetische Welle im Gamma-Strahlenbereich ein
> Elektron nicht in solche Schwingung, sodass wieder Gamma-Strahlung
> entsteht?

WIE soll das Elektron den "schwingen"? "Schwingen" könnte ein Elektron 
eigentlich nur, wenn es irgendwo "elastisch aufgehängt" ist, z.B. in 
einem Atom durch elektrostatische Kräfte und die Fliehkraft, oder wenn 
es irgendwo durch ein Magnetfeld oder elektrisches Feld geführt würde.

Ein Elektron, das einfach "nur so" im Vakuum daherfliegt, würde durch 
Wechselwirkung mit einem Gammaquant auch lediglich in seiner Bewegung 
geändert, durch Bremsen oder Beschleunigung in allen Raumachsen, was 
letztlich auch z.B. eine Richtungsänderung bewirken würde, wobei das 
Gammaquant auch seine Wellenlänge und richtung ändern würde. Siehe den 
Compton Effekt: https://de.wikipedia.org/wiki/Compton-Effekt oder es 
würden noch andere Effekte greifen. Aber es würde eben nicht 
"Schwingen". Schwingen bedeutet ständiger Wechsel zwischen mehreren 
Zuständen. Wie sollten diese denn aussehen?

In einem Atom aber würde für ein Elektron eine Wechselwirkung mit einem 
Gammaquant eine Änderung des Orbitals bedeuten, oder aber nicht 
stattfinden.

> Ist die Energie der Gamma-Strahlung einfach zu riesig, sodass wieder
> andere Prozesse wirken wie z. B. die Elektron-Positron-Paarbildung?

Das kommt hinzu.

Bei Gammastrahlung ist es im Modell des Dualismus von Teilchen und Welle 
so, dass ein Gammaquant schon sehr starken Korpuskelcharakter hat, wie 
man eben am Compton Effekt sehen kann.

Darum ist es auch eigentlich etwas ungenau, in diesem Zusammenhang 
(Wechselwirkungvon mit Elektronen) "Energie der Gamma-Strahlung" zu 
schreiben, weil sich die Energie eben in Energiepäckchen, die Quanten 
eben, aufteilt, die Wellenlängenabhängig aber sonst fix ist. "Energie 
der Gamma-Strahlung" kann demzufolge eigentlich immer nur eine 
Betrachtung und Aufsummierung über viele Gammaquanten sein.

Wieso beisst Du Dich eigentlich so furchtbar in das "Schwingen von 
Elektronen" fest?

(Harmonisches) Schwingen bedeutet immer einen periodischen Wechsel von 
mehreren Zuständen. Welche Zustände erwartest Du könnten bei einem 
freien Elektron periodisch wechseln?

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von Elektrofan (Gast)


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> Sprich, wenn du ein Elektron mit so einem Gamma triffst dann fliegt das
> halt weg und die übrige Energie geht in kinetische Energie des
> Elektrons. Prinzipiell ausgeschlossen ist das aber nicht.

Stimmt, nennt sich (Photo-)Ionisation.

https://de.wikipedia.org/wiki/Photoelektrischer_Effekt#Photoionisation

von Doh! (Gast)


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Und plötzlich wissen wir, warum es eine ionisierende Strahlung ist.

Jetzt braucht man nur noch herauszufinden, in welche Primär- und 
Sekundärprodukte das Wasser in unserem Körper zerfälltund wir wundern 
uns nicht mehr, warum Gamma Strahlung schädlich ist ;-)

von Sven B. (scummos)


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Das Problem ist eher, dass dir die Strahlung irgendwelche Proteine 
zerschießt (DNA, ...). Das bisschen Wasserstoff wird ziemlich egal sein.

von Stefan H. (fourier)


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> Wieso beisst Du Dich eigentlich so furchtbar in das "Schwingen von
> Elektronen" fest?

Hallo Bernd,

ich möchte mir das durch dieses Modell anschaulich halten. Du hast 
natürlich Recht mit Deiner Argumentation. Ich will mich präzisieren: Ich 
meine natürlich die Elektronen in einem Leiter, z. B. einer 
Dipolantenne. In einem Dipol werden die elektromagnetischen Wellen durch 
Schwingung der Elektronen erzeugt. Trifft nun die Gamma-Welle auf diese 
Elektronen, denke ich, dass die Elektronen in Schwingungen versetzt 
werden können.
Durch diesen Effekt lassen sich z. B. Radiowellen durch Metallplatten 
abschirmen.

Zum äußeren Photoeffekt: Also ist die Energie von UV-Strahlung zu hoch, 
um die Elektronen in Schwingungen zu versetzen, sodass das UV-Licht 
quasi empfangen werden kann?

Gruß

: Bearbeitet durch User
von Stefan H. (fourier)


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Hallo,

ihr kennt ja alle die Röntgenröhre wie auf diesem Bild dargestellt:

[[https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/89/Roentgen-Roehre.svg/220px-Roentgen-Roehre.svg.png]]

Breiten sich die Röntgenstrahlen an der Anode ähnlich aus wie ein 
Laserstrahl, also nur grob in Richtung des Normalenvektors der 
abgeschrägten Anode? Oder auch zur anderen Seite der Anode hin? Warum 
ist die Anode abgeschrägt?

Gruß

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Bremsstrahlung wird senkrecht zur Beschleunigung erzeugt, bei Abbremsung 
also senkrecht zur Bewegungsrichtung.

Durch die abgeschrägte Anode kann die an der Anodenoberfläche erzeugte 
Bremsstrahlung besser aus dieser austreten und wird nicht durch die 
Anode abgeschattet.

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