Wissen wir, wie eine Funkwelle aussieht?

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In der Vorkalkülklasse lernen wir sin / cos / tan / cot / sec / csc und deren Amplitude, Perioden und Phasenverschiebungen. Ich habe ungefähr ein Jahr lang Elektronik ein- und ausgeschaltet studiert. Ich würde gerne wissen, ob wir tatsächlich wissen, wie Wellen aussehen. sehen sie tatsächlich aus wie der Sinus und der Cosinus in Mathematiklehrbüchern? Oder sind diese Wellenfunktionen nur Repräsentationen von etwas, das wir nicht sehen können, und können nur deren Auswirkungen analysieren. Und deshalb wissen wir nicht, wie sie aussehen.

Bitte erkläre

Vielen Dank

Foo Fighter
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Sie "sehen" nicht wie etwas aus. Aber ja, einige ihrer Eigenschaften verhalten sich wie Sinus / Cosinus oder welche Funktion auch immer, die es beschreibt. Andernfalls würde es anders beschrieben.
Eugene Sh.
Sie sehen nicht wie irgendetwas aus? Ich verstehe nicht ganz. Sie haben keine Form, verhalten sich aber wie Sinus / Cosinus? Auf welche Weise?
Foo Fighter
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Um wie etwas "auszusehen", muss man zumindest sichtbar sein ... Um sichtbar zu sein, muss es Licht reflektieren / emittieren. Radiowellen können auch nicht. Sie selbst sind Emission / Reflexion von etwas. Wenn Sie jedoch einige nette animierte Visualisierungen sehen möchten, gehen Sie zu en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_radiation
Eugene Sh.
Ich verstehe. Der Zweck der Verwendung dieser Wellen ist also in der Tat die beste Art, sein Verhalten darzustellen, nicht wie es tatsächlich aussieht. Wovon sind sie emittiert / reflektiert? Vielen Dank
Foo Fighter
In der modernen Physik ist es üblich, dass Sie ein mathematisches Modell eines Phänomens haben, das nicht sichtbar und nicht einmal analog zu allem ist, was wir wissen. Sie wären wirklich überrascht, wenn Sie eine Einführung in die Quantenmechanik erhalten würden. Es ist eine reine mathematische Abstraktion, die absolut kontraintuitiv ist und keine Analoga in unserer täglichen Erfahrung hat. Aber dieses bizzare Zeug ist tatsächlich experimentell bewiesen, also ist es zumindest teilweise richtig.
Eugene Sh.

Antworten:

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Vergiss das Quantenmaterial für einen Moment. Wenn Sie mehr über die Quantenelektrodynamik erfahren möchten, lesen Sie QED von Richard Feynman. (Du solltest es trotzdem lesen; es könnte das einzige wirklich gute Pop-Physik-Buch sein.)

Klassischerweise ist ein elektromagnetisches Feld ein Kraftfeld, das auf die elektrische Ladung einwirkt. Es sieht nicht mehr "aus" als ein mechanisches Drücken oder Ziehen. Eines der Dinge, auf die die EM-Kräfte einwirken können, sind Moleküle. Sie können die Form der Moleküle verändern oder (bei hohen Frequenzen) sogar chemische Bindungen aufbrechen. So sehen Sie - Licht stimuliert eine chemische Reaktion in den Zellen Ihrer Netzhaut, die eine Kette chemischer Reaktionen auslöst, die in Gehirnaktivität gipfeln.

Wenn wir sagen, dass eine Funkwelle als Sinuswelle beschrieben werden kann, sprechen wir davon, wie sich die Amplitude der Welle (dh die Stärke der Kraft) über Raum und Zeit ändert. Sinuswellen treten aus den von Dave genannten Gründen häufig auf - sie sind einfache Lösungen für Differentialgleichungen zweiter Ordnung, und Sie können die Fourier-Analyse verwenden, um andere Signale in Form von Sinuskurven zu beschreiben. Aus dem gleichen Grund werden auch Sinuswellen verwendet, um über Schall zu sprechen.

Die meisten Radiowellen werden keine reinen Sinuswellen sein, aber viele basieren auf Sinuswellen. Beispielsweise sind die Amplituden von AM-Radiowellen Sinuswellen, deren Amplitude sich langsam ändert. Die Amplituden von FM-Radiowellen sind Sinuswellen, deren Frequenzen sich langsam ändern. Hier eine Illustration mit freundlicher Genehmigung von Berserkerus auf Wikimedia Commons :

Bildbeschreibung hier eingeben

Beachten Sie, dass das Beispielsignal in diesem Bild ebenfalls eine Sinuswelle ist. Das ist kein Zufall. Sinuswellen funktionieren gut als einfache Testsignale. Die Strahlung von Stromleitungen würde auch einer reinen Sinuswelle ziemlich nahe kommen.

Wenn Sie eine Funkwelle visualisieren möchten, stellen Sie sich vor, Sie befinden sich unter Wasser in der Nähe eines Strandes. Die Strömungen sind nicht sichtbar, aber Sie können immer noch Wellen von Wasser spüren, wenn sie Sie hin und her schieben. Das ist es, was Radiowellen mit den Elektronen in einer Antenne machen.

Adam Haun
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Der letzte Absatz ist die beste Antwort auf die Frage: "Stellen Sie sich vor
Adam Davis
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Ich weiß nicht, ich finde den letzten Absatz nicht sehr aufschlussreich. Es ist eine gute Analogie für einen Anfänger, aber für jemanden, der versucht, die realen EM-Wellen zu visualisieren, ist es nicht einmal eine besonders enge IMO. Zunächst sind Unterwasserwellen Longitudinalwellen und Radiowellen Transversalwellen, mit allen Auswirkungen auf Antennen usw.
Roman Starkov
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Eine Funkwelle ist keine unsichtbare Kette mit einer sinusförmigen Form, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt.

Eine Funkwelle besteht aus einem elektrischen Feld und einem magnetischen Feld. Stellen Sie sich das als eine Eigenschaft des Raumes vor. Beispielsweise ist die Eigenschaft "Farbe" einer Banane "gelb". Die Eigenschaft "elektrisches Feld" dieses infinitesimalen Raumstücks beträgt hier 10 V / m. Aber da drüben sind es 20 v / m.

Eine reine Radiowelle mit fester Frequenz ist die sinusförmige Modifikation der Eigenschaften "elektrisches Feld" und "magnetisches Feld" des Raums entlang der Welle. In Raum und Zeit.

Wenn Sie zum Beispiel eine Momentaufnahme der Situation zum Zeitpunkt t = 1 Sek. Machen und sich vorstellen, dass Sie ein magisches Instrument haben, das diese "Eigenschaften" in Bezug auf die Entfernung zum Sender messen kann.

Wenn Sie nun den gemessenen Wert des elektrischen Feldes in einem xy-Diagramm darstellen, wobei x der Abstand zum Sender und y der Wert ist, den Sie auf Ihrem Instrument abgelesen haben, sehen Sie einen Sinus, wie Sie ihn in Lehrbüchern sehen. Es bedeutet nur, dass hier E = 0 ist, aber 10 m dort drüben sind es 10 V / m, bei 20 m ist es wieder 0 und bei 30 m sind es -10 V / m ... zum Beispiel.

Dies ist bewusst zu stark vereinfacht, aber ich dachte, dass das Ziel hier darin bestand, einige Hinweise zu geben, die es ermöglichen, eine Intuition über das Thema aufzubauen.

Blup1980
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4

Wenn Sie die elektrischen und magnetischen Felder um sich herum zu einem bestimmten Zeitpunkt irgendwie visualisieren könnten, wären sie sehr zufällig, etwa auf der Oberfläche des Ozeans, denn was Sie sehen würden, wäre die Überlagerung von Wellen, die von vielen verschiedenen Quellen erzeugt werden.

Wir tendieren dazu, Sinuskurven zur Analyse von Wellen zu verwenden, da diese einige wichtige mathematische Eigenschaften haben. Zunächst zeigte Fourier, dass jede Funktion (und insbesondere periodische Funktionen) als Summe von Sinuswellen ausgedrückt werden kann. Zweitens verwenden wir Differentialgleichungen (Kalkül), um die grundlegenden Eigenschaften von Feldern zu beschreiben, und das Integral oder die Ableitung einer Sinuskurve ist eine andere Sinuskurve, die sehr praktisch ist.

Dave Tweed
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Das Konzept ist kohärente Strahlung gegen inkohärente Strahlung. Das Licht der Sonne ist nicht kohärent, aber viele von Menschen verursachte Strahlungsquellen sind sehr kohärent. Wenn Sie es sich irgendwie vorstellen können, können Sie möglicherweise klare Muster in Gebäuden erkennen, in denen stehende Wellen durch FM-Strahlung erzeugt werden, die von Wänden reflektiert wird und derartige.
mkeith
4

Hier ist eine vernünftige Visualisierung von Funkwellen, die sich von einer Punktquelle ausbreiten

Bildbeschreibung hier eingeben ( Quelle )

Denken Sie daran, dass es vereinfacht ist.

Tatsächliche Wellen verschwinden nicht, wenn sie eine bestimmte Entfernung zurücklegen, aber ihre Amplitude nimmt mit der Entfernung ab.

Diese Visualisierung lässt es auch so aussehen, als ob jede Welle eine dünne Muschel ist, aber Sie müssen sich vorstellen, dass diese Oberfläche einen Peak darstellt und der Punkt auf halbem Weg zwischen zwei "Muscheln" ein Tal ist.

Adam
quelle
1
Das ist eine großartige Antwort, denn es sieht nicht nach einer Sinuswelle aus. Wenn Sie jedoch einen Punkt betrachten und eine Grafik darüber zeichnen, wie nah die Kugel über die Zeit hinweg an Ihrem Punkt ist, wird dies letztendlich wie eine Sinusfunktion aussehen.
olli
4

Ich habe dieses Zitat von Feynman (Lectures in Physics, Vol. 2) immer sehr gemocht, das zeigt, wie seltsam und mysteriös EM-Wellen sind: vv

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Aber Max Born hat eine andere Sache über das EM - Feld zu sagen , die nicht Ihre Frage beantworten, denke ich:

Bildbeschreibung hier eingeben

Dies ist aus p. 156 aus diesem coolen Buch. https://ia600409.us.archive.org/4/items/einsteinstheoryo00born/einsteinstheoryo00born.pdf )

Auf der nächsten Seite zeichnet Born die von einem Dipol ausgehende EM-Welle:

Bildbeschreibung hier eingeben

Wapiti
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Hier ist eine sehr untechnische und wahrscheinlich physikalisch nicht exakte Antwort, aber eine, die jemandem helfen könnte, der nicht so tief in der Sache ist, sie besser zu verstehen.

Ich habe dieses lustige Bild vor einer Weile gesehen, wie sich WIFI in einem Haus ausbreitet:

Bildbeschreibung hier eingeben

Es ist auch als GIF verfügbar, aber irgendwie kann ich es hier nicht einfügen: Wifi breitet sich in der Animation der Zimmer aus

Wifi sind winzige Radiowellen (Mikrowellen). Genau wie bei Schallwellen sollten Sie sich diese Wellen nicht als Ozeanwellen vorstellen, die auf und ab gehen, sondern als Flecken von wirklich dichter Luft und dann sehr dünner Luft, die eher einer Impulswelle als einer Ozeanwelle ähnelt. Natürlich wird im Fall von Strahlung / elektromagnetischen Wellen nicht Luft dicht, sondern das elektromagnetische Feld ist entweder "dicht" oder "weniger dicht".

Die Sinusfunktion gibt also nur an, wie dicht das Medium ist. Und dieses Medium ist bei Schallwellen Luft, bei Radiowellen das elektromagnetische Feld. Obwohl diese letzte Aussage möglicherweise nicht 100% physikalisch korrekt ist.

Die Sinusfunktion gibt also am Ende des Tages nur an, wie stark das Feld ist bzw. welche Art von Ladung es hat. Wenn wir einen Punkt im Raum messen, zeichnen wir die Ladung über die Zeit auf: Wir zeichnen die positive Ladung auf und ziehen die Linie für eine negative Ladung zurück.

Um Ihre Frage zu beantworten: Die sin / cos-Funktionen usw. sind eine Analyse dieser Funkwellen aus einer Perspektive (z. B. einem Punkt im Raum, und wir zeichnen die Ladung auf der y-Achse und die Zeit auf der x-Achse). Es ist jedoch nicht so, dass sich Sinuswellenstrahlen durch den Raum bewegen, da der Raum dreidimensional ist und die eigentliche Welle besser als "dichte" Bereiche und weniger dichte Bereiche beschrieben wird, die pulsieren.

Der Raum, durch den sich Wellen bewegen, ist keine zweidimensionale Oberfläche, die Wellen wie ein Ozean erzeugen kann, sondern dreidimensional. Anstelle einer Meeresoberfläche sind es also eher mehrere Explosionen, die rhythmisch von einer Stelle aus stattfinden. Genau wie in der Animation in dieser Antwort wandern sie wie eine Kugel durch den Raum, und in dieser Kugel befindet sich eine andere Kugel, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit ausdehnt, und so weiter.

Öffnen Sie die Animation und platzieren Sie den Cursor an einer Stelle in diesem Raum. Wie lassen sich die Farbänderungen an der Stelle, an der sich Ihr Cursor befindet, am besten beschreiben? Eine Sündenfunktion, richtig?

Hoffentlich hilft das!

olli
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1
Cooles Heatmap-Bild. Es zeigt das Interferenzmuster ziemlich gut. Die "heißen" Stellen sind Maxima und die "kühlen" Stellen sind Minima der stehenden Wellen.
mkeith
4

Ja, wir wissen, wie sie aussehen. Sie sind unsichtbar.

Funkwellen sind sich selbst ausbreitende Störungen im E- und B-Feld. Da wir E- und B-Felder nicht sehen können, sind Funkwellen unsichtbar.

Wenn Sie den Begriff "Radio" ein wenig verbiegen wollen, können Sie sagen, dass eine schmale Wellenlänge von etwa einer Oktave, etwa 350 - 700 nm, für das menschliche Auge sichtbar ist, da dies die Wellenlänge des sichtbaren Lichts ist. Licht- und Radiowellen sind bis auf ihre Wellenlänge dasselbe. Wir verwenden normalerweise den Begriff "Radiowellen", um sich auf viel längere Wellenlängen als sichtbares Licht zu beziehen.

Wenn Sie nach der "Form" der Störungen des E- und B-Feldes fragen, lautet die Antwort, dass es sich um Sinuskurven handelt. Das bedeutet nicht, dass eine schöne Sinuslinie auf und ab geht, wie Sie in einer Lehrbuchillustration finden. Die Größe der E- und B-Felder folgt jedoch über die Entfernung und über die Zeit einer Sinusform.

Olin Lathrop
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Radiowellen sind unsichtbar, obwohl wir sie noch sehr gut verstehen, und Sie sollten sie nicht als mystisch betrachten. Bitte beachten Sie, dass Photonen, abhängig von ihrem Energieniveau, vom Auge erkannt werden können, aber das ist nicht dasselbe wie zu sagen, dass wir sie sehen können. Photonen sind die Partikel, die unseren Augen visuelle Informationen vermitteln. Um ein Objekt zu sehen, muss eine große Anzahl von Photonen von diesem zum Auge des Betrachters wandern und auf die Netzhaut fokussiert werden. Nach dieser Definition sind Photonen auch unsichtbar, obwohl das Auge sie erkennt. Ich erwähne die Photonen nur, weil ich weiß, dass es jemand bringt, wenn ich es nicht tue.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, HF-Wellen zu visualisieren, wie sie absorbiert oder reflektiert werden und wie sie sich gegenseitig stören und so weiter. Dies kann das Verständnis erheblich erleichtern, ändert jedoch nichts an der Tatsache, dass die Wellen selbst unsichtbar sind.

mkeith
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Ich habe sie nicht als "mystisch" empfunden, sondern eher als Neugierde, wie sie funktionieren.
Foo Fighter
Wenn ich den Photonen richtig folge, gibt es sie überall dort, wo wir Dinge sehen können. Denn Photonen sind natürlich Licht, das Dinge für unsere Augen sichtbar macht. In gewissem Sinne sehen wir sie, weil sie überall um uns herum sind. Aber weil sie sich so schnell bewegen, ist es ungenau zu sagen, dass wir sie sehen?
Foo Fighter
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Photonen sind nicht nur die "Licht" -Partikel. Alle elektromagnetischen Strahlungen (auch Radio) sollen von Photonen übertragen werden.
Eugene Sh.
Ja, alle elektromagnetischen Strahlungen können in der Photonendomäne berücksichtigt werden. Das menschliche Auge kann jedoch nur Photonen in den sichtbaren Wellenlängen erfassen.
mkeith
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Die Energie eines Photons (oder Wellenlänge, wenn Sie es vorziehen) kann ein beliebiger Wert sein. Man könnte sagen, es gibt unendlich viele Arten von Photonen. Ich denke lieber, dass es nur einen Typ von Photonen gibt, aber unendlich viele Energieniveaus.
mkeith
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Sie betreten hier die Bereiche der Quantenmechanik ...

Was ist eine Welle? Was ist ein Partikel? Was ist der Unterschied? Sind sie gleich

Um es ein wenig zu vereinfachen und in den Kontext der Elektronik zu stellen, ist es am besten, sich eine Wechselspannung in einem Kabel vorzustellen.

Der Draht besteht aus Atomen. Die Atome haben Elektronen. Die Elektronen werden von der Spannung bewegt, um den Strom zu bilden.

Wenn die Spannung positiv ist, bewegen sie sich in die eine Richtung, und wenn sie negativ sind, bewegen sie sich in die andere Richtung. Die "Welle" ist die Bewegung der Elektronen. Stellen Sie sich zur Vereinfachung nur ein Elektron vor. Sie legen eine sinusförmige Wechselspannung an und dieses einzelne Elektron bewegt sich in einem sinusförmigen Muster vorwärts und rückwärts. Die "Welle" in diesem Fall ist also die Position des Elektrons gegen die Zeit.

Wenn wir jetzt zu Radiowellen kommen, haben wir ein ganz anderes Ballspiel. Wir interessieren uns viel mehr für Quantenmechanik, Felder usw.

Einfach ausgedrückt, nein, Sie können keine Welle "sehen". Die Welle ist, wenn Sie möchten, eine Energiesignatur. Nehmen Sie zum Beispiel Licht. Ist es eine Welle oder ein Teilchen? Nun, man kann sich beides vorstellen. Als Photon ist es ein physisches Objekt, das mit der Netzhaut Ihres Auges interagiert, damit Sie Dinge sehen. Als Welle kann sie sich biegen und sogar in zwei andere Wellen aufteilen (siehe Doppelspaltexperiment ) und erneut kombinieren.

Aus der Partikelperspektive kann die Frequenz als die Geschwindigkeit angesehen werden, mit der das Partikel vibriert.

Ein weiterer guter Anblick ist der Klang. Das sind Wellen, aber anders. Ähnlich wie bei der elektrischen Wechselstromversorgung bewegen sich die Atome der Luft zeitlich vor und zurück zu einer Erregung (Lautsprecher), die Sie mit einem Mikrofon "sehen" können. Und das kann so gesehen werden, dass alle aus Sinuswellen in verschiedenen Kombinationen bestehen.

Also, um deine Frage zu beantworten: Frag Steven Hawking :) und gehe dann zu den Physikforen.

Majenko
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Hier gibt es viele gute Antworten, nur ein paar weitere Kommentare:

Radiowellen werden von Maxwells Gleichungen bestimmt, die die elektrischen und magnetischen Felder an jedem Punkt in Raum und Zeit beschreiben. Das Funkwellenspektrum überschneidet sich nicht mit dem unserer Sinne (anders als zum Beispiel sichtbares Licht oder Infrarot), so dass wir die Wellen nicht sehen und sie nur durch Messung irgendeiner Art beobachten können. (Auch bei sichtbarem Licht beobachten wir die Wellen nicht direkt, sondern durch ihre Wirkung auf unsere „Sensoren“.)

Die elektrischen und magnetischen Felder sind zeitlich veränderliche Vektoren an jedem Punkt im Raum. Selbst wenn wir sie sehen könnten, wären sie komplizierte Tiere. Wir können Aspekte der Felder mit Antennen, Feldsonden usw. messen.

SündecosSündecos

kupfer.hat
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Die Funktionen sin / cos usw., über die Sie lernen, sind zweidimensional. Funkwellen sind dreidimensional, so dass Sinuswellen nicht viel von der physischen Realität vermitteln. Die Mathematik kann die dreidimensionalen Wellen beschreiben, benötigt jedoch Vektorberechnungen (Maxwell-Gleichungen), die weitaus weiter fortgeschritten sind als Ihre derzeitigen mathematischen Kenntnisse.

ScottMcP-MVP
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Sie verwenden weiterhin den Ausdruck "sieht aus wie" für eine Sache, die für die menschlichen Sinne unsichtbar ist.

Also frage dich : Mit wie viel Instrumentierung kann ich dir diese Wellen zeigen?

Weil es sich in Wirklichkeit um Wanderregionen handelt, in denen elektrische und magnetische Felder angeregt werden, und im Fernfeld, im freien Raum ...

  • es sind wirklich transversale Wellen (dh beide Felder zeigen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung),
  • Sie haben die elektrischen und magnetischen Komponenten wirklich in Phase und senkrecht zueinander.
  • E(x,t)=Sünde(kx-ωt)E(x,t)=Sünde(kx-ωt)

Sie stellen die Realität dar, aber ohne Werkzeuge kann man nichts sehen.

dmckee
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Grüße an Olli für die beste Antwort. Natürlich kann man sich vorstellen, "wie die Radiowellen aussehen" - oder besser gesagt - wie die Form von elektrischen (und / oder magnetischen) Feldstörungen ist, die sich im Raum ausbreiten - obwohl wir sie nicht direkt sehen können. Aber Sie müssen ein bisschen Wissen über sie und wirklich reiche Vorstellungskraft haben.

Vergiss das Quantum und vergiss die Photonen. Dies ist keine Ebene der Physik, die sich die meisten wahrnehmungsmäßig "vorstellen" können. Alle oben genannten Personen, die über Photonen sprechen, verstehen Ihre Frage einfach nicht oder kennen die Antwort nicht. Dies ist, als würden wir über die genaue Form des Atoms sprechen. Was ist die Form eines einzelnen Atoms? Und wie ist die Form eines einzelnen Protons? Die Leute haben keine Ahnung, was es ist und es ist höchstwahrscheinlich kein kleiner runder Ball wie auf Schulbildern. Man kann sagen, solange wir die genaue Form des Atoms nicht kennen, werden wir die Korrelation zwischen klassischen elektromagnetischen Wellen und Elementarteilchen, dh Photonen, mit denen sich die Quantenphysik befasst, nicht verstehen.

Bleiben wir also bei der klassischen Physik und ihrem Verständnis eines Phänomens, das als elektromagnetische Strahlung bezeichnet wird. Dies ist mit Sicherheit "nachvollziehbar", geschieht in unserer Skala (übliche Funkwellen haben Längen von 1 cm und mehr) und ist seit Jahrzehnten präzise messbar.

Um sich elektromagnetische Wellen vorzustellen, ist es jedoch eine gute Idee, zunächst die Ausbreitung akustischer Wellen zu „entziffern“ und sich diese vorzustellen. Sie sind leichter zu verstehen. Stellen Sie sich eine einzelne Schallwelle (einen einzelnen Impuls davon) als eine runde kugelförmige Blase aus hoch verdichteter Luft in der Umgebung von natürlicher (normaler) Luft und auch mit der "normalen" Luft in der Mitte davon vor. Nur eine "Schicht" der in der Kugelblase angeordneten Druckluft. Diese Schicht beginnt nicht so scharf und endet nicht so scharf. Der Übergang zwischen den Luftdruckwerten ist sanft (wie bei einer Welle :). Die Schicht ist ungefähr 34 cm dick (für 1 kHz-Wellen), aber wie gesagt ist sie der Umgebung glatt zugewandt und endet (auf der Innenseite) ebenfalls glatt. Sein Durchmesser beträgt etwa 1 Meter. Und jetzt dehnt sich diese Blase im Raum in alle Richtungen aus. Es' Es wird immer größer, aber die Schichtdicke ändert sich nicht - sie beträgt konstant 34 cm. Nur sein Durchmesser wächst in alle Richtungen. Seine Amplitude (der Luftdruckunterschied) nimmt allmählich ab und schließlich hört es auf zu existieren, verschwindet. Dies war jedoch nur eine einzige "Schicht", ein einzelner Impuls einer akustischen Welle. Stellen Sie sich nun vor, dass dieselbe Blase wächst, aber danach (genau 34 cm tiefer als diese) erscheint eine andere und folgt dieser, indem sie kugelförmig wächst und eine andere und eine andere, so dass sich die gesamte Salve von ihnen nacheinander bewegt der serielle Luftdruck stört den Raum in alle Richtungen.

Kommen wir jetzt zu den Radiowellen. Ihre Form und Ausbreitung haben eigentlich die gleiche Natur. Es sind die kugelförmigen Blasen (gekrümmte Schichten), die sich von ihrer Quelle nacheinander im Raum ausbreiten. Der wichtigste Unterschied zu Schallwellen besteht darin, was die Funkwellen tatsächlich sind (welches Phänomen tragen sie). Wie gesagt, Schallwellen tragen serielle Luftdruckinkremente. Ihre Amplitude ist die Differenz zwischen den Luftdruckwerten in den Spitzen und in den Tälern. Das ist es. Die elektromagnetische Welle trägt elektrische Feldinkremente. Eine "Schicht" (oder ein Impuls) davon besitzt eine vergrößerte Stärke des elektrischen Feldes. Zwischen diesen Impulsen ist der elektrische Feldwert gleich Null. Während sie sich also durch den Raum bewegen, wechselt das elektrische Feld nur zwischen Maximalwert und Null. Max - Null - Max - Null - Max - Null - und so weiter.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass das elektrische Feld eine Vektorgröße ist. Es bedeutet, dass es seine Richtung hat. Die Richtung des elektrischen Feldes ist in diesem Fall immer senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Wellen. Wenn wir uns also einen einzelnen Radiowellenimpuls als unsere kugelförmige Blase des elektrischen Feldes vorstellen, ist die Wirkung dieses Feldes tatsächlich auf die Oberfläche unserer Blase gerichtet. Mit anderen Worten, die Linien des elektrischen Feldes sind parallel zur gekrümmten Oberfläche der Blase und senkrecht zu ihrem Radius gekrümmt. Betrachten wir nur eine einzelne hypothetische Funkwelle, die sich horizontal ausbreitet. Wir können jetzt annehmen, dass die Richtung des elektrischen Feldes vertikal ist. Und jetzt kommt es zur Sache - die Richtung des elektrischen Feldes wechselt zwischen Impulsen. Für unsere horizontale Welle - das Feld geht in der ersten Periode vertikal nach oben und in der nächsten nach unten. In einer Blase ist es also nach oben gerichtet, in der nächsten nach unten. Dennoch haben die Stellen zwischen den Blasen den Feldwert Null und jede Blase hat ein Feld, das dem Feld der benachbarten Blase entgegengesetzt ist. Wir können es beschreiben als: max - null - min - null - max - null - min - null. Eine Amplitude der Welle ist der Unterschied zwischen maximaler und minimaler (oder wie wir sagen können - negativer) Intensität des elektrischen Feldes. Wenn wir uns an alle Zwischenwerte erinnern, wissen wir jetzt, warum sie es als Sinuswelle zeichnen, wobei die horizontale Achse in der Mitte liegt (wobei die Feldintensität gleich Null ist). Egal, ob die Feldrichtung nach oben oder unten ist - sie verläuft immer noch senkrecht zur Wellenbewegung, nicht wahr? nicht wahr? Und so entsteht genau das elektrische Feld im Raum zwischen aufeinanderfolgenden Wellenimpulsen (oder zwischen räumlichen Blasen, die nacheinander wachsen).

Aber es gibt noch eine andere Komponente, die die Dinge wirklich kompliziert zu machen scheint - das Magnetfeld. Eigentlich ist das gar nicht so schwer herauszufinden. Die Magnetfeldaktivität deckt dieselben Bereiche ab wie das elektrische Feld. Sie sind phasengleich. In Punkten - oder tatsächlich in räumlichen Sphären -, in denen das elektrische Feld Null ist, ist das Magnetfeld ebenfalls Null. In Sphären, in denen die elektrische Feldstärke ihre Spitzen hat, hat die magnetische Feldstärke auch Spitzen. In Sphären, in denen das elektrische Feld seine Täler hat - das Magnetfeld hat Täler. Wie Sie sich denken, ist das Magnetfeld auch eine Vektorgröße, da seine Wirklinien eine Richtung haben. Der grundlegende Unterschied besteht darin, dass die Magnetfeldrichtung sowohl zur Wellenbewegung als auch zur Richtung des elektrischen Feldes senkrecht ist. Wie wir uns vorstellen, würde unsere hypothetische horizontale Funkwelle mit den elektrischen Spitzen vertikal nach oben und den elektrischen Tälern vertikal nach unten in Richtung der Magnetfeldlinien entlang der Sichtlinie liegen. Die Magnetspitzen werden dann auf uns gerichtet und die Magnetwanne wird von uns weggeleitet. Wenn wir einen breiteren Bereich betrachten, müssen die Magnetfeldlinien auch entlang einer Kurve verlaufen - entlang einer Kugeloberfläche.

Ich weiß nicht, wie viel man von dem, was ich gesagt habe, verstehen kann :) Die Hauptidee ist jedoch, dass dies Blasen eines vergrößerten elektrischen und magnetischen Feldes sind, die auch jede zweite Blase ihre Richtung wechseln und diese Blasen sehr schnell wachsen. Während sie sich durch das Weltall bewegen, indem die Stärke des elektrischen und des magnetischen Feldes abnimmt (die Amplitude nimmt ab), verlieren sie ihre Energie und verschwinden nach einer gewissen zurückgelegten Strecke endgültig (genau wie akustische Wellen).

In Wirklichkeit ist die Form und Anordnung all dieser Wellen (sowohl akustisch als auch elektromagnetisch) aufgrund von Dingen wie Reflexion, Interferenz, Beugung und Brechung viel komplizierter. Die Blasen werden von verschiedenen Objekten wie Erde, Gebäuden, Bäumen, Autos, Wänden, Möbeln usw. reflektiert. Die reflektierte Blase trifft auf die direkte Blase und beeinflusst die Form und die exakte Bewegung der anderen, so dass die resultierende Topologie der Wellen in der Wahrnehmung normalerweise sehr komplex und unvorhersehbar ist.

Um die grundlegenden physikalischen Unterschiede zu Schallwellen zu vervollständigen, von denen wir offensichtlich wissen, dass sie kein Medium benötigen, sich selbst ausbreiten und sowohl Vakuum als auch viele verschiedene Materialien durchdringen können; - Ihre Wellenlänge kann sehr unterschiedlich sein, aber für Wi-Fi sind es ungefähr 9-15 cm, was ziemlich nahe an der von uns diskutierten Schallwellenlänge liegt. - Ihre Frequenz ist extrem höher (zum Beispiel 100 MHz für UKW-Radio oder 2,4 GHz für Wi-Fi). - Ihre Reisegeschwindigkeit ist auch extrem höher (Lichtgeschwindigkeit).

blutig
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-1

Die Form der Wellen ist kugelförmig. Sie sehen nicht so aus wie in Lehrbüchern. Was Sie in Lehrbüchern sehen, ist nur ein Teil der gesamten Welle. Das ist alles, was Sie brauchen, da die anderen Slices die gleichen Informationen wie das Slice haben, mit dem Sie arbeiten.

manuel
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Sehr schlechte Erklärung des
Fern-