Elektromagnetischi Wälle

S elektrische Fäld (E, blau) und s magnetische Fäld (B, rot) von ere Wälle, wo in dr vertikale Richdig linear polarisiert isch und sich im Vakuum uf rächts usbräitet, dr Richdig nooch, wo si sich din usbräitet am ene bestimmte Zitpunkt, λ isch d Wällelengi. Linggs isch d Richdig vo dr Schwingig vo Laadigsdrääger, wo (im Färnfäld) e sonigi Fäldverdäilig verursache. Rächts wemm mä in d Richdig lueht vo wo d Wälle chunnt. E, B und dr Wällewektor k stöön baarwiis sänkrächt ufenander und bilde in dere Räijefolg e Rächtssüsteem, was au as „Dransversalidäät“ vo de freije elektromagnetische Wälle bezäichnet wird. (Das isch wie s im cgs-System usgseet, im SI-System het s analogi Beziejige.)

As elektromagnetischi Wälle bezäichnet mä e Wälle us kopplete elektrische und magnetische Fälder. Bischbil für elektromagnetischi Wälle sin Radiowälle, Mikrowälle, Wermistraalig, Liecht, Rönggestraalig und Gammastraalig. Freiji elektromagnetischi Wälle im Wakuum sin Dranswersalwälle. D Wäggselwirkig vo elektromagnetische Wälle mit Materie hängt vo iirer Frekwänz ab, und die cha über vili Gröössenordnige wariiere. Es cha Umständ gee, wo d Dranswersalidäät verletzt isch, z. B., wenn - wie bi Plasmaschwingige (Plasmone) - Drääger vo chemische Äigeschafte, z. B. metallischi oder bundeni Elektrone mitmache. In de verschiidene Beriich vom elektromagnetische Spektrum git s Underschiid zwüsche de Kwelle und wie sich d Straalig usbräitet und was für Wirkige si het.

Andersch as zum Bischbil d Schallwälle häi elektromagnetischi Wälle käi Medium nöötig, zum sich uszbräite. Si pflanze sich im Vakuum unabhängig vo iirer Frekwänz mit dr Gschwindigkäit vom Liecht furt. In Materie isch d Liechtgschwindigkäit chliiner. Das wird nit em sogenannte Brächigsindex $n$ usdruckt.

Als Dranswersalwälle zäige elektromagnetischi Wälle s Fenomeen vo dr Polarisazioon. Im freie Ruum stöön d Wektore vom elektrische und vom magnetische Fäld sänkrächt ufenander und uf dr Richdig, wo d Wälle sich din usbräitet. Die Dranswersalidäät vo de freie elektromagnetische Wälle cha mä im sogenannte Färnfäld vo dr Multipolstraalig gsee, was liechtelektrisch in dr Sinusbedingig vom Abbé vo dr Mikroskopii vorchunnt ( $d=\lambda /n\sin(\alpha )$, wobii $d$ dr Abstand isch, wo söll ufglööst wärde, $n\cdot \sin(\alpha )$ die sogenannti numerischi Apertur, $\alpha$ dr Büügigswinkel, wo drzueghöört, $\lambda$ d Wällelengi vom Liecht und $n$ dr Brächigindex vo dr Immersionsflüssigkäit.)

Die tüpischi Uflöösigsgränze vo dr Färnfäldmikroskopii isch also $d\cong {\frac {\lambda }{2}}$. Hööcheri Uflöösige cha mä mit dr sogenannte Noochfäldmikroskopie erräiche. Do nützt mä nit - wie bi dr Bedingig vom Abbé - s Färnfäld us, sondern s Noochfäld vo dr Straalig, wo under Umständ chliineri Abständ as die halbi Wällelengi vom Liecht uflööst. Es chönne drbii aber under anderem d Plasmon-Effäkt, wo ooben erwäant worde si, explizit drii choo.

Elektromagnetischi Wälle entstöön, wenn Fotone us aagregte Elementardäili usgstraalt wärde.

Dr Dualismus vo Däili und Wälle

Für bestimmti Äigeschafte vo elektromagnetische Wälle (z. B. dr fotoelektrischi Effekt) längt s Wällemodäll nit, zum alli Fenomeen z beschriibe, wo mä cha beobachte. Bi äinzelne Fotone, de Kwante vom elektromagnetische Fäld, cha mä Fenomeen beobachte, wo Äigeschafte vo Däili sin, aber gliichzitig blibt dr Wällecharakter (zum Bischbil bi dr Interferänz) voll erhalte. Mä reedet dorum vom Dualismus vo Däili und Wälle.

Litratuur

• John David Jackson: Klassische Elektrodynamik. 4. Auflage. De Gruyter, 2006, ISBN 978-3-11-018970-4. 
• Claus Müller: Grundprobleme der mathematischen Theorie elektromagnetischer Schwingungen. Springer, 1957. 
• K. Küpfmüller und G. Kohn: Theoretische Elektrotechnik und Elektronik, Eine Einführung. 16. Auflage. Springer, 2005, ISBN 3-540-20792-9. 
• Károly Simonyi: Theoretische Elektrotechnik. 10. Auflage. Barth Verlagsgesellschaft, 1993, ISBN 3-335-00375-6. 
• Karl Rawer: Wave Propagation in the Ionosphere. Kluwer Acad.Publ., 1993, ISBN 0-7923-0775-5. 

Fuessnoote

Dä Artikel basiert uff ere fräie Übersetzig vum Artikel „Elektromagnetische_Welle“ vu de dütsche Wikipedia. E Liste vu de Autore un Versione isch do z finde.