Liebes Forum,
ich als E-Anfänger hab mal eine theoretische Frage...
Strom benötigt ja ein Medium um sich auszubreiten, und als Ladungsträger
funktionieren die Elektronen. Deswegen auch die Wasseranalogie.
Aber wie ist das bei elektromagnetischen Wellen? Wird die Energie auch
durch Ladungsträger übertragen, oder was IST diese Welle?
Würden hier auch Ladungsträger zum Ausbreiten benötigt, wie könnten dann
mehrere Frequenzen zur gleichen Zeit senden, die blockieren sich doch
immer gegenseitig weil beispielsweise die 10MHz Welle A die
Ladungsträger schon vereinnahmen würde, so dass die 2GHz Welle B keine
"freien Ladungsträger" mehr zur Verfügung hätte, bzw. die Welle A stören
würde. Man kann ja auch nicht zwei elektrische Ströme über EINE Leitung
senden, ohne dass sie sich gegenseitig beeinflussen.
Beim Radio dagegen werden ständig viele sehr ähnliche Frequenzen
übertragen. Wie geht das?
Wenn eine elektromagnetische Welle dagegen pure Energie wäre, müssten
sie sich doch erst recht gegenseitig stören, denn wenn ich in einem Raum
zwei Energiequellen aufstelle (Ofen), beeinflusst der eine ja auch den
anderen, will sagen Ofen A erreicht 130 Grad, Ofen B aber 230 Grad. So
wird ja die gemessene Temperatur des Raumes trotzdem 230 Grad. D.h. von
aussen gemessen verschwindet die eine Energiequelle. Warum ist das bei
den verschiedenen Frequenzen nicht so?
Hat jemand Links im Internet dazu, wo das genauer erklärt wird?
Es grüßt
Euer T.M.
Strom braucht einen Leiter, EM Wellen brauchen ein Medium. Das Medium
fuer EM Wellen ist ein Isolator, Vakuum, Kunststoff, Keramik, usw. Das
Medium ist linear, dh die Wellen ueberlagern sich. Dh die
fouriertransformation kann angewendet werden. Das EM Feld besteht aus
einem Verschiebungsstrom und aus einem Magnetfeld.
Hi, T.-M.,
Du: "Strom benötigt ja ein Medium um sich auszubreiten, und als
Ladungsträger
funktionieren die Elektronen."
Dann googele mal unter "Induktion", "Influenz", "Maxwell" und "Heinrich
Hertz".
die simpelste Antenne ist ein Elementardipol, in dem, gedacht, ein
Elektron zwischen den beiden Dipolhälften hin und her springt.
Hin und her - also kein Ladungstranport. Und doch erlebte Heinrich
Hertz: Wenn er zwei Parabolspiegel einander gegenüber stellte, und im
Fokus des einen elektrischen Überschlag zwischen den Dipolhälften
auslöste, knallte auch ein Funke im Dipol der anderen Antenne.
Das springende Elektron auf dem Dipol sendet Energie ab.
In einer Entfernung können wir die Felstärke messen.
Und zwar messen wir
a) elektrisches Feld entsprechend der Polarisation, der Richtung, in der
das Elektron hüpft.
b) Das Hüpfen ist zugleich ein Strom, so messen wir auch eine
magnetische Feldstärke.
Wir erklären uns das so, dass
a) die Änderung des elektrischen Feldes
b) das magnetische Feld bewirkt
c) und die Änderung des magnetischen Feldes
d) das elektrische Feld. (goto a.))
Jetzt zur "Überlagerung". Die können wir sichtbar machen.
Aber nicht mit Temperatur, sondern mit Spannung.
Schließe an einer Stabantenne einen OÄszilloguck an, schalte zwei Sender
ein mit den Frequenzen A und B, dann mißt Du an der Antenne die
Summenspannung von beiden.
Zur Trennschärfe. Beispiel: Uralt-Detektorempfänger mit einem
Schwingkreis an der Antenne und danach ein Gleichrichter.
Der Schwingkreis kriegt das Summensignal beider Sender - ist aber selbst
auf Frequenz A in Resonanz.
Zum Bastelen findest Du Bauanleitungenbei www.aatis.de, Arbeitskreis
Amateurfunk in der Schule.
Auch gut: Suche unter www.darc.de die Adresse Deines Ortsvereins, dort
Datum und Ort des nächsten Treffens, und Du brauchst nur ein paar Bier
zu spendieren für alle Deine Antworten.
Ciao
Wolfgang Horn
Danke schön für die zwei Antworten.
@Wolfgang Horn:
> Jetzt zur "Überlagerung".
Bis hier hin ist auch alles klar, aber...
> Die können wir sichtbar machen. Aber nicht mit Temperatur, sondern mit> Spannung. Schließe an einer Stabantenne einen OÄszilloguck an, schalte> zwei Sender ein mit den Frequenzen A und B, dann mißt Du an der Antenne> die Summenspannung von beiden.
Wenn das elektrische Feld ein magnetisches Feld bedingt, und ich mit
zwei Antennen jeweils zwei unterschiedliche magnetische Felder mit
unterschiedlicher Intensität erzeuge, warum verschmelzen bzw. addieren
sich die beiden magnetischen Felder nicht miteinander (so dass aus den
beiden Signalen ein einzigstes wird?).
(PS: Das mit dem Oszilloskop wäre eine gute Idee, wenn ich eins hätte,
und in der Schule hatten wir auch keins - nur bevor irgendwelche
Hinweise kommen.)
@ Meck-Meck:
> Das Medium fuer EM Wellen ist ein Isolator, Vakuum, Kunststoff, Keramik,> usw. Das Medium ist linear, dh die Wellen ueberlagern sich.
Warum überlagern sich dort die Wellen, wie kann man sich in der Richtung
weiterbilden (interessante Links, Schlagwörter)?
Es grüßt
Euer T.M.
Hi, T.M.,
Du: "Wenn das elektrische Feld ein magnetisches Feld bedingt, und ich
mit
zwei Antennen jeweils zwei unterschiedliche magnetische Felder mit
unterschiedlicher Intensität erzeuge, warum verschmelzen bzw. addieren
sich die beiden magnetischen Felder nicht miteinander (so dass aus den
beiden Signalen ein einzigstes wird?)."
Weil Felder nur Hilfskonstrukte unserer Vorstellung sind, ähnlich wie
der Äquator. Wie sehen ihn als breites blaues Band auf unserem Globus,
aber als Kreuzfahrer erleben wir das Gaudi der Äquatortaufe ohne
Überfahren eines mehrer hundert km breiteh blauen Bandes.
Wir können keine Felder messen - aber wir können mit dem
Feldstärkemessempfänger durch die Landschaft wandern, alle Meter die
Feldstärke messen und nachher Messpunkte gleicher Feldstärke auf der
Karte mit einer Linie verbinden.
Tatsächlich messen wir an der Empfangsantenne beide Sendesignale
gleichzeitig. Im Falle gleichfrequenter Sender können wir an der
Empfangsantenne nicht mehr unterscheiden, welcher Anteil der
Summenspannung von welcher Sendeantenne kam. Das könnte man
"Verschmelzen der Felder" nennen.
(Geht dann wieder mit Richtwirkung und Polarisation, aber das ignoriere
ich.)
Jetzt zur Frage, warum das magnetische und das elektrische Feld nicht
verschmelzen: Sie sind beide zwei orthogonale Aspekte derselben
Wellenausbreiteung.
Vergleichbar der Wasserwelle - wir messen Wellenamplituden und
gleichzeitig auch Strömungsgeschwindigkeiten der Wassermoleküle.
Wir können beides wohl getreennt messen, aber nicht wirklich trennen.
Du: "Warum überlagern sich dort die Wellen, wie kann man sich in der
Richtung weiterbilden (interessante Links, Schlagwörter)?"
Wir schauen vom Leuchtturm auf den Hafen mit seiner Kaimauer,
ausgerichtet von West nach Ost.
Die Wellen laufen von Nordwest an, werden an der Kaimauer reflektiert
und laufen nach Nordost weiter.
Wo sie sich di reflektierten mit den anrollenden kreuzen, da sind die
Touristen auf der Hafenbarkasse besonders seekrank. Weil das Oberdeck
des Bootes auf einer besonders komplizierten Bahn tanzt.
Weiterbilden? Äh bäh. Nix Bildung, macht nur Besserwisser, die alles
wissen aber nix können.
Meinen besten Rat habe ich dazu schon gegeben: Such Die Gleichgesinnte
und Erfahrene im Ortsverein des DARC, dann bastelt.
Ein Hifi-Tuner mit 0,1% Klirrfaktor ist wohl gut. Aber viel süßer klingt
das Gekrächze aus dem Eigenbau-Detektor. Wegen des "Eigenbau".
Theorie lernt man nebenher und hinterher, ähnlich wie mit der
Fahrschule.
ciao
Wolfgang Horn
Ich glaube die Frage zielte in eine andere Richtung ab...
Wenn Elektronen in einem Dipol auf eine bestimmte Frequenz angeregt
werden, wieso kann der Dipol dann zeitgleich auf eine zweite, andere
Frequenz senden ? Schwingen dann die einen Elektronen auf z.B. 434 MHz
und die anderen auf 860 MHz ?
"Wenn das elektrische Feld ein magnetisches Feld bedingt, und ich
mit zwei Antennen jeweils zwei unterschiedliche magnetische Felder mit
unterschiedlicher Intensität erzeuge, warum verschmelzen bzw. addieren
sich die beiden magnetischen Felder nicht miteinander (so dass aus den
beiden Signalen ein einzigstes wird?)."
Die Felder der beiden Antennen überlagern sich sehr wohl, aber das
heisst noch lange nicht das man sie dann nicht mehr trennen kann! Wenn
du einen Sinus von 1000 Hz und einen von 1200 Hz addierst, wird daraus
auch ein einziges Signal, dennoch bleiben es 2 Frequenzen, auch wenn
einer von beiden deutlich leiser oder lauter ist.
Gruß,
Christian
Hallo, @T. M. Staun:
Die elektromagnetische Energie breitet sich auch im Vakuum aus, benötigt
also kein Medium wie z.B. Schall.
Es handelt sich um elektromagnetische Wellen; sowohl Magnetfelder als
auch elektrostatische Felder sind auch im leeren Raum wirksam.
( Beispiel: Sonnenlicht, der Weltraum ist näherungsweise ein "Vakuum".)
Ist ein Stoff enthalten, verringert sich die
Ausbreitungsgeschwindigkeit, und da weiterhin i.d.R. Verluste auftreten,
wird die Energie teilweise absorbiert und dabei in Wärme umgewandelt.
An Grenzflächen zwischen "Vakuum" und anderer Schicht ( oder auch
zwischen Schichten mit verschiedenener "Dichte" gibt es weiter
Reflektion, Streuung, Beispiele: Spiegel, Regenbogen, Prisma u.v.m. ).
Solange ein eingefügtes Medium sich linear verhält, addieren sich die
einzelnen Wellen bzw. Energien einfach ( bei nichtmagnetischen
Werkstoffen ist das praktisch immer so ), wenn nicht, wird es etwas
komplizierter.
Gruss
