Diskussion:Elektromagnetische Welle

Diese Diskussionsseite dient dazu, Verbesserungen am Artikel „Elektromagnetische Welle“ zu besprechen. Persönliche Betrachtungen zum Thema gehören nicht hierher. Für allgemeine Wissensfragen gibt es die Auskunft.

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Dieser Artikel wurde ab Januar 2012 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Elektromagnetische Welle“ diskutiert. Die Diskussion kann im Archiv nachgelesen werden.

Dieser Artikel wurde ab November 2012 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Elektromagnetische Welle“ diskutiert. Die Diskussion kann im Archiv nachgelesen werden.

Ohne Phasenverschiebung ...

Bitte beachten: Die Abbildung der elektromagnetischen Welle wurde bereits mehrfach diskutiert (u.a. hier und da). Damit das zugrunde liegende Missverständnis nicht erneut zu Änderungen oder einer Neuauflage bereits geführter Diskussionen führt, sind die zentralen Punkte hier nochmals gesammelt.

FAQ

• Warum ist keine Phasenverschiebung zu sehen? Antwort: Dass elektrisches und magnetisches Feld in Phase sind (wie das Wikipedia-Bild zeigt), bestätigen beispielsweise Jackson (Classical Electrodynamics, 2ed), Panofsky & Philips, der alte Sommerfeld, Demtröder und auch Nolting.
• Aber die Abbildung in Gerthsen (Christian Gerthsen: Gerthsen Physik. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-662-07464-0, S. 427 (google.com). )? Antwort: Im Gerthsen wird eine elektromagnetische Welle in Materie gezeigt, das Bild in Wikipedia zeigt eine elektromagnetische Welle im Vakuum. Im Vakuum ist die Magnetisierung ${\vec {M}}=0$, entsprechend gilt ${\vec {B}}=\mu _{0}{\vec {H}}$ und mit „E und H sind in Phase“ (was Gerthsen ja explizit so aussagt) sind dann auch E und B in Phase.
• Aber E=-dB/dt ? Antwort: Wenn E und B Feld phasenverschoben sind handelt es sich um eine stehende elektromagnetische Welle die man erhält, wenn die dargestellte Welle in +x Richtung mit einer in -x Richtung überlagert wird. Das ist erkennbar daran, dass der Poynting-Vektor hin-und-hergeht, bei Antennen wird dies Nahfeld genannt. Im Bild dargestellt wird aber das Fernfeld. Die Maxwell-Gleichungen sind inkompatibel mit der klassischen Mechanik. Um den Widerspruch aufzulösen muss man die Welle in ein Minkowski-Diagramm auf die Diagonale zeichnen und die Ortsableitungen in Richtung der x-Achse bilden und die Zeitableitungen in Richtung der t-Achse und die Maxwell-Gleichungen gelten wieder.

Welle/Teilchen und NMR

Einfach mal nach (photon NMR) googeln. Wenn die Trefferzahl allein nicht überzeugt, dann auch nach ("photon NMR"). – Rainald62 01:22, 16. Jan. 2012 (CET)

Nah und Fernfeldnaeherung

Es waere schoen, die Strahlungsverteilung als ganzes darzustellen - und auf die Terme, die das Nahfeld und das Fernfeld betreffen, hinweisen .... --DAsia (Diskussion) 12:22, 16. Jan. 2015 (CET)

Magnetische Feldstärke H

Mag es auch im Englischen durchaus üblich sein, die Symbole B und H synonym zu verwenden ("the term 'magnetic field' ... used to describe B as well as or in place of H", https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_field), so sollte man zumindest hier korrekt "Magnetische Feldstärke H" verwenden und nicht "Magnetisches Feld B" (1. Abbildung). "Magnetisches Feld" ist keine physikalische Größe, und das Symbol B sollte der magnetischen Flussdichte vorbehalten sein. Möglicherweise wurde die Abbildung zu unkritisch an eine englischsprachige Quelle angelehnt?

Auch in Hinblick auf Poynting-Vektor, Feldwellenwiderstand, ... erscheint die Schreibweise H angebracht. Der Hinweis auf das cgs-System in der Bildlegende macht die Sache nicht verständlicher und nicht besser. Einfach korrekt "Magnetische Feldstärke H" zu schreiben vereinfacht es.

Ich würde mich über eine Korrektur freuen. Selbst kann ich das technisch nicht :-( (nicht signierter Beitrag von 193.81.61.233 (Diskussion) 19:36, 2. Jul 2015 (CEST))

Propagationsrichtung und Flussdichte

Abschnitt Ausbreitung elektromagnetischer Wellen: Falls Propagationsrichtung hier synonym zu Ausbreitungsrichtung verwendet wird, sollte das einmal so Propagationsrichtung (Ausbreitungsrichtung) gleichgesetzt werden, andernfalls sinnvoll verlinkt werden. Dass die Flussdichte senkrecht steht erscheint mir seltsam. Ich hätte erwartet, das Feld stehe oder der Fluss fließe/verlaufe senkrecht und die Flussdichte hätte einen Betrag, der sich möglicherweise auf eine senkrechte Ausrichtung bezieht. --Diwas (Diskussion) 14:50, 24. Nov. 2015 (CET)

Biologische Wirkungen

http://www.faz.net/aktuell/wissen/natur/erster-nachweis-bei-tieren-infrarot-beim-beutefang-12011232.html

In der Tat dachte man früher, dass Tiere kein Infrarotlicht wahrnehmen können. Jetzt wurde aber kürzlich eine Ausnahme gefunden, siehe obigen Artikel aus der FAZ: Zierfische mit dieser merkwürdigen Fähigkeit, Infrarot wahrzunehmen. Der Artikel sollte entsprechend angepasst werden.

Ich habe bereits vor Jahrzehnten gelernt, Schlangen sehen Infrarot und finden so ihre Beute im Dunkeln. Das ist allerdings kein Sehen mit dem Auge, sondern mit dem Grubenorgan. Dass dieser Fisch jedoch mit dem Auge Nah-Infrarot sehen kann, ist die Neuentdeckung. Ich füge es hinzu, danke! --Neitram ✉ 10:17, 27. Apr. 2017 (CEST)

Bild/Animation: Linear polarisierte elektromagnetische Welle im Vakuum

Das Bild zeigt nicht die räumliche Welle selbst, sondern lediglich die wellenförmige Änderung einiger ihrer Vektoren. Das ist für den Laien, wie für den Fachmann unverständlich. Es wäre nett, wenn sich jetzt nicht diejenigen melden, die im Lexikon nachschauen und mir Halbwissen vorkauen. Es wäre nett, wenn sich diejenigen melden, die Maxwell als tägliches Arbeitszeug nutzen und wissen, wovon ich rede. (nicht signierter Beitrag von 93.209.17.112 (Diskussion) 10:27, 14. Aug. 2019 (CEST))

Entdeckung der Elektromagnetischen Wellen

Es fehlt m.E. ein kurzer Abschnitt über die Entdeckung der Elektormagnetischen Wellen. --Stefanhanoi (Diskussion) 00:37, 13. Apr. 2020 (CEST)

Verbesserungsbedarf

Die Einleitung ist veraltet unwissenschaftlich. Der Welle-Teilchen-Dualismus, das Photon und die Lichtquantenhypothese gehören nach 100 Jahren Einstein in die Einleitung und wenn diese Begriffe korrekt verlinkt werden besteht auch keine Verwechslungsgefahr mit der Korpuskularstrahlung. --217.229.56.105 13:48, 4. Sep. 2022 (CEST)

Widerspruch: Der Artikel heißt Elektromagnetische Welle, da müssen die anderen erwähnten Lemmata nicht in die Einleitung (wenn sie überhaupt auftauchen sollen).--Bleckneuhaus (Diskussion) 21:57, 29. Aug. 2023 (CEST)

= Verbesserungsbedarf 2

In der Einleitung geht manches durcheinander. "Welle im Vakuum" ist nicht dasselbe wie "freie Welle", denn die Wellen sind in der Nähe von Leitern auch im Vakuum nicht transversal, denke ich. --Bleckneuhaus (Diskussion) 21:57, 29. Aug. 2023 (CEST)

Lichtgeschwindigkeit und spezielle Relativitätstheorie

Ich halte den Abschnitt für sachlich falsch: Meines Wissens folgt aus den Maxwell-Gleichungen keineswegs, dass c invariant bei Bezugssystemwechsel ist, sondern lediglich, dass sie unabhängig von der Geschwindigkeit des Senders ist. Allerdings ist eine Lichtgeschwindigkeit, die bezussystemabhängig ist, nicht vereinbar mit dem Relativitätsprinzip. Eine Physik, in der c relativ zum Äther konstant ist, ist nach Maxwell vorstellbar, aber durch Michelson-Morley widerlegt. Weiter ist die Invarianz von c kein Postulat der SRT. Das Postulat heißt: c ist unabhängig vom Bewegungszustand der Lichtquelle. (Vom Beobachter ist hier nicht die Rede)Kann da Mal jemand, der von ED mehr Ahnung hat als ich, was zu sagen, bevor ich über den Abschnitt herfalle?. --Pyrrhocorax (Diskussion) 21:11, 3. Okt. 2023 (CEST)

Einsteins epochales Paper “Zur Elektrodynamik bewegter Körper” beginnt wie folgt: (ZITAT ANFANG)

„Daß die Elektrodynamik Maxwells […] in ihrer Anwendung auf bewegte Körper zu Asymmetrien führt, welche den Phänomenen nicht anzuhaften scheinen, ist bekannt. Man denke z. B. an die elektrodynamische Wechselwirkung zwischen einem Magneten und einem Leiter. Das beobachtbare Phänomen hängt hier nur ab von der Relativbewegung von Leiter und Magnet, während nach der üblichen Auffassung die beiden Fälle, daß der eine oder der andere dieser Körper der bewegte sei, streng voneinander zu trennen sind. Bewegt sich nämlich der Magnet und ruht der Leiter, so entsteht in der Umgebung des Magneten ein elektrisches Feld von gewissem Energiewerte, welches an den Orten, wo sich Teile des Leiters befinden, einen Strom erzeugt. Ruht aber der Magnet und bewegt sich der Leiter, so entsteht in der Umgebung des Magneten kein elektrisches Feld, dagegen im Leiter eine elektromotorische Kraft, welcher an sich keine Energie entspricht, die aber - Gleichheit der Relativbewegung bei den beiden ins Auge gefaßten Fällen vorausgesetzt - zu elektrischen Strömen von derselben Größe und demselben Verlaufe Veranlassung gibt, wie im ersten Falle die elektrischen Kräfte.

Beispiele ähnlicher Art, sowie die mißlungenen Versuche, eine Bewegung der Erde relativ zum „Lichtmedium" zu konstatieren, führen zu der Vermutung, daß dem Begriffe der absoluten Ruhe nicht nur in der Mechanik, sondern auch in der Elektrodynamik keine Eigenschaften der Erscheinungen entsprechen, sondern daß vielmehr für alle Koordinatensysteme, für welche die mechanischen Gleichungen gelten, auch die gleichen elektrodynamischen und optischen Gesetze gelten, wie dies für die Größen erster Ordnung bereits erwiesen ist.

Wir wollen diese Vermutung (deren Inhalt im folgenden:„Prinzip der Relativität“ genannt werden wird) zur Voraussetzung erheben und außerdem die mit ihm nur scheinbar unverträgliche Voraussetzung einführen, daß sich das Licht im leeren Raume stets mit einer bestimmten, vom Bewegungszustande des emittierenden Körpers unabhängigen Geschwindigkeit fortpflanze […]” (ZITAT ENDE)

Einstein gibt dir offenbar Recht ;-). Allerdings unterscheidet das Relativitätsprinzip nicht zwischen Bewegung der “absoluten” Lichtquelle und der “absoluten” Bewegung des Beobachters. — Wassermaus (Diskussion) 21:49, 3. Okt. 2023 (CEST)

Man kann das vielleicht auch so ausdrücken: Die Maxwellgln. ergeben die Konstanz von c genau dann, wenn man von einem Bezugssystem zum anderen mit der Lorentz-Transformation übergeht. --Bleckneuhaus (Diskussion) 23:38, 3. Okt. 2023 (CEST)

@Wassermaus: Das Postulat wird bei Einstein erst später eingeführt. Du hast die Einleitung zitiert. Offensichtlich haben wir das Relativitätsprinzip schon so verinnerlicht, dass es für uns (im 21. Jahrhundert) keinen Unterschied macht, ob sich die Lichtquelle oder der Beobachter bewegt. Das ist für einen Menschen, der aber mit der Vorstellung eines universellen Äthers aufgewachsen ist, keineswegs selbstverständlich. Der Dopplereffekt für Schall verwendet beispielsweise zwei verschiedene Formeln für Bewegung der Schallquelle und Bewegung des Schallempfängers. Es ist a priori nicht selbstverständlich, warum dies bei Licht nicht gelten sollte. Der Unterschied besteht darin, dass es bei Schall ein absolutes Bezugssystem gibt (das des Ausbreitungsmediums), bei Licht jedoch nicht. Folglich kann die Fallunterscheidung bei Licht nur dann wegfallen, wenn man gezeigt hat, dass es kein absolut ruhendes Medium gibt (MM-Experiment).

@Bleckneuhaus: Danke. Kürzer und präziser kenn man es kaum ausdrücken.

Ich nehme Eure beiden Antworten als Bestätigung und mache mich sogleich an den Artikel.--Pyrrhocorax (Diskussion) 08:44, 4. Okt. 2023 (CEST)

Falsche Grafik

Die Grafiken und Darstellungen der EM-Welle sind falsch!

Dies wäre eine korrekte EM-Wellen-Darstellung:

https://www.miniphysics.com/wp-content/uploads/2015/09/linearly-polarized-electromagnetic-wave.png --78.43.236.192 01:35, 20. Nov. 2023 (CET)

Danke für den Hinweis, aber könntest Du eine nicht-forbidden-Quelle für eine korrekte Abbildung angeben, oder sogar den Fehler direkt benennen? --Bleckneuhaus (Diskussion) 12:10, 20. Nov. 2023 (CET)

Auf einem anderen Gerät konnte ich es ansehen: Dein Bild zeigt keine freie Welle, sondern eine Welle überlagert mit ihrer Reflektierten. Also kein Fehler des Artikels, sondern des Fehlermelders.--Bleckneuhaus (Diskussion) 14:54, 20. Nov. 2023 (CET)