Vom Elektro-Magnetismus zum Radio

Heinrich Hertz1857 - 1894

Heinrich Hertz1857 - 1894

Die großen Pioniere

James Clerk Maxwell1831 - 1879

Michael Faraday1791 - 1867

Elektrizität, Magnetismus,

Feldbegriff

Elektrodynamik, Vorhersage

elektromagnetischer Wellen

Entdeckung elektromagnetischer

Wellen

Elektrische Ladung

Elektrisches Kraftfeld

Elektrische Ladung

Elektrisches Kraftfeld +

-

+

Die elektrische Kraft

Die elektrischen (Kraft)-Feldlinien einer Ladung Q:

QE

F-

Test-Ladung

q

r

Q

επ4

1E

20

Feld:

EqF Kraft:

Elektr. Ladungsbewegung

Elektrischer Strom

Elektr. Ladungsbewegung

Elektrischer Strom

Strom

Elektrische Kraft elektrischer Strom

E-Feldlinien

+

Testladung

beschleunigte Ladungsbewegung

Magnetische Körper

Magnetisches Kraftfeld

Magnetische Körper

Magnetisches Kraftfeld

Eisen

NS

Die magnetische Kraft

Magnetische (Kraft)-Feldlinien eines Dipolmagneten:

NS

darstellbar mit Kompassnadeln

B-Feld

Elektrischer Strom

Magnetisches Feld

Elektrischer Strom

Magnetisches Feld

Eisen

Der Elektromagnet

Ringstrom

NS

Variierendes Magnetfeld Elektrisches Kraftfeld Elektrischer Strom

Variierendes Magnetfeld Elektrisches Kraftfeld Elektrischer Strom

NS

Die magnetische Induktion

Die Theorie von Maxwell

1) Ladung elektrisches Feld

2) Strom magnetisches Feld

3) variierendes Magnetfeld

variierendes elektrisches Feld

4) ????? ist das alles?

Experiment

Labor 2

Labor 1

Labor 1: Messprotokoll

Strom

Magnetfeld

Labor 2: Messprotokoll

+elektrisches

Feld

ruhende Ladung

Folgerung

Labor 2

Labor 1

Elektrische und magnetische Felder sind zwei Sichtweisen des gleichen Phänomens. Durch

Wechsel des Bezugssystems sind sie ineinander umformbar. Ätsch

NEIN !!!!4) ????? ist das alles?4) variierendes elektrisches Feld

variierendes magnetisches Feld

Die Theorie von Maxwell

1) Ladung elektrisches Feld

2) Strom magnetisches Feld

3) variierendes Magnetfeld

variierendes elektrisches Feld

B

Elektromagnetische Wellen

Folgerung: Variierende elektrische und magnetische Felder können auch ohne Ladungen und Ströme

(d. h. auch im Vakuum) existieren

E B E B E B E

Elektromagnetische Welle, Ausbreitung mit Lichtgeschwindigkeit

E

Erzeugung von el.mag.-Wellen

Schwingkreis

Spule

Kondensator

Wechselstrom-Generator

Energieeinspeisung durch induktive Kopplung

B

Der Hertzsche Dipol

B

E

B

EB

E

Antenne (Hertzscher Dipol)

Erzeugung von el.mag.-Wellen

Wechselstrom-

Generator

Energieeinspeisung durch induktive Kopplung

Antenne (Radiosender)

B

E

Ausbreitung senkrecht zur Antenne, E-Feld entlang der Antenne

Das elektromagnetische Spektrum

Elektromagnetische StrahlungElektromagnetische Strahlung

Beispiel: Licht

kleine Energiekleine Frequenz„tiefer Ton“„lange Wellenlänge“

hohe Energiehohe Frequenz„hoher Ton“„kurze Wellenlänge“

Sichtbares Licht eine Oktave

Natur spielt auf 15 mlangem Klavier!

Radio Infrarot Sichtbares Licht Röntgen Gammastrahlen

(eV)

Radio Infrarot Sichtbares Licht Röntgen Gammastrahlen

(106 eV)

Radio Infrarot Sichtbares Licht Röntgen Gammastrahlen

(102 eV)

Radio Infrarot Sichtbares Licht Röntgen Gammastrahlen

(103 eV)

Radio Infrarot Sichtbares Licht Röntgen Gammastrahlen

(109 eV)

Radio Infrarot Sichtbares Licht Röntgen Gammastrahlen

≲ 100 TeV Gamma-Strahlung aus Explosionswolken von Supernova-Explosionen

H.E.S.S. 2004

RX J1713.73946RX J1713.73946

H.E.S.S. 2005

RX J0852.04622

Supernova-Explosionen als gewaltige Teilchen-beschleuniger identifiziert

Heinrich Hertz1857 - 1894

Radiowellen

Fundamentalen Grundlagenforschung:Brotlose Kunst und Geldverschwendung?

Prototyp des weltfremden Akademikers?

Telekom-munikation

Photoeffekt, CCD-Kameras Synchrotron-

strahlung

Laser, optische Speicher

Röntgen- strahlen

Optoelektronik

Heinrich Hertz1857 - 1894

Prototyp des weltfremden Akademikers

Er hat die Welt mehr verändert als alle großen Staatsmänner zusammen. Sein Werk wird sie alle überleben.