Was sind elektromagnetische Wellen?

Elektromagnetische Wellen können wir uns ähnlich wie die Wellen im Meer vorstellen, nur eben, dass wir sie nicht sehen können und sie aus elektromagnetischer Energie bestehen. Da sich die Stärken dieser Energie beziehungsweise elektrischen und magnetischen Feldern sowohl zeitlich als auch räumlich ändern, werden sie als Wellen bezeichnet.

Nun ist die Frage, wie entstehen solche elektromagnetischen Wellen. Zuallererst suchen wir uns einen Ausgangspunkt. Das kann beispielsweise ein Dipol sein, bei dem man die Richtung des Stromflusses sowie die Stärke geändert werden kann. Wenn die Stärke im Dipol am höchsten Punkt ist, entsteht ein Magnetfeld um ihn herum. Dieses Magnetfeld hat die selbe Richtung, wie der Stromfluss. Innerhalb einer Schwingung geht der Stromfluss zwei Mal komplett auf Null zurück, was bedeutet, dass die Ladungsträger innerhalb des Dipols sich an den jeweiligen Enden sammeln und die elektrischen Feldlinien wandern vom positiven zum negativen Ende. Wird nun der Dipol umgepolt, schwächt das elektrische Feld ab und das magnetische baut sich wieder auf. Im Endeffekt bedeutet das, es enstehen abwechseln magnetische sowie elektrische Schwingungen. Man spricht auch von einem elektromagnetischen Wechselfeld. Hinzu kommt, dass sich genau dieses Wechselfeld sogar von seinem Dipol lösen kann, was zur Folge hat, dass es sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Das ist dann unsere elektromagnetische Welle.

Nun gibt es jedoch verschiedenste Arten von elektromagnetischen Wellen: Radiowellen, Mikrowellen, Röntgenstrahlen, Handystrahlungen, sogar das Licht selbst. Beschreiben lassen sie sich durch Merkmale, die den Wellen im Wasser sehr ähnlich sind. Es handelt sich um die folgenden: 

• Wellenlänge 

• Periode - also der zeitliche Abstand zwischen einer und der nächsten Welle

• Reflexion - die elektromagnetischen Wellen können an Oberflächen reflektiert werden

• Brechung - man spricht davon, dass eine elektromagnetische Welle bricht, wenn sie von einem Medium in ein anderes übergeht, dieser Moment ist die Brechung

• Beugung - wenn die Wellen während sie sich ausbreiten auf ein Hindernis stoßen, gehen sie trotzdem weiter, man spricht dann von einer Beugung in der Welle

• Interferenz - es können zwei verschiedene elektromagnetische Wellen ihre Wege kreuzen und somit interferieren sie miteinander

Natürlich kann man diese Wellen auch mathematisch berechnen. Hierzu werden die Maxwellgleichungen verwendet, welche uns zeigen wie die schwingenden elektronischen und magnetischen Felder zueinander stehen.

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