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Elektromagnetische Wellen, Radiowellen - Coggle Diagram
Elektromagnetische Wellen
Ausbreitung einer Störung des elektromagnetischen Feldes (durch das Beschleunigen einer Ladung ausgelöst).
Welle aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Feldern.
Beispiele: : Radiowellen, Mikrowellen, Wärmestrahlung, Licht, Röntgenstrahlung und Gammastrahlung (radioaktiv), WLAN
brauchen anders als Schallwellen kein Medium um sich auszubreiten, Sie bewegen sich im Vakuum unabhängig von ihrer Frequenz mit Lichtgeschwindigkeit fort (3.108m/s)
Lichtphänomene
Sichtbares Licht: nur kleiner Teil des elektromagnetischen Spektrums Wellenlängenbereich: c.a 400-700 nm
unterschiedliche Farben unterscheiden sich in den Wellenlängen Wellenlänge beeinflusst die Farbe, die wir sehen.
wobei längere Wellenlängen wärmere Farben und kürzere kältere Farben erzeugen. 380 nm (Violett) bis 750 nm (Rot).
das sichtbare Licht wird reflektiert. (d.h rote Karte reflektiert rotes Licht)
Brechung
Lichtstrahl ändert seine Richtung beim Übergang in ein anderes Medium.
Brechung zum Lot
Übergang vom optisch dünneren ( Luft) zum optisch dichteren Medium (Wasser) wird der Strahl zum Lot hin gebrochen
Brechung vom Lot
Übergang vom optisch dichteren (Wasser) zum optisch dünneren (Luft) Medium.
wie schnell Licht in einem Medium ist, hängt von der Wellenlänge ab
Dispersion
(im Vakuum, keine Dispersion)
Mikrowellen & Radar
EM-Wellen mit einer Wellenlänge von 1mm bis 1m.
Anwendung: Mikrowellenherd, Radar, Mobilfunk, Fernsehen, Wlan
Mirkowelle
verwendete Frequenz: 2.5 GHz, 12com Wellenlänge, Wassermoleküle richten sich als Dipole ständig nach dem elektromagnetische Wechselfeld aus
Radar
Akronym für Radio Detecting And Ranging (=Erkennung und Messung mittels Funkwellen)
nutzt den Doppler Effekt: EM-Wellen werden vom Radar-Kontroll-Gerät ausgesandt, reflektiert und zurück zum Sensor des Geräts geschickt, weil sich das Auto bewegt, wird die EM-Welle gestaucht. Je größer die Stauchung, desto größer ist die Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
Infrarot
• Größenordnung der Wellenlänge: zwischen 1mm und 780mm
• Größenordnung der Frequenz: von 300GHz 385THz
• Anwendungen: Fernbedienungen, Temperaturmessung, Vegetationsbestimmung
Ultraviolett
• Größenordnung der Wellenlänge: zwischen 380nm und 1nm
• Größenordnung der Frequenz: von 798 THz bis 300PHz
• Anwendung: Schwarzlichtlampen, Geldscheinprüfung, Härtung von Klebstoffen, Bakterienabtötung
Röntgenstrahlung
• Wellenlängenbereich zw. 1nm und 10pm
• Größenordnung der Frequenz: von 2
10^17 Hz bis 3
10^19Hz
• Anwendung: Röntgengeräte, Computertomographen, Gepäckdurchleuchtung und Personenscanner am Flughafen.
Modulationsprinzip
• AM (Amplitudenmodulation): Die Amplitude der Trägerwelle wird proportional zum Informationssignal verändert, während die Frequenz der Trägerwelle konstant bleibt.
FM (Frequenzmodulation): Die Frequenz der Trägerwelle wird entsprechend dem Informationssignal variiert, während die Amplitude konstant bleibt.
Gammastrahlung
Definition: Hochenergetische elektromagnetische Strahlung.
Frequenzbereich: Höher als 10²⁰ Hz.
Eigenschaften: Kurze Wellenlänge, hohe Durchdringungskraft.
Ursprung: Zerfall radioaktiver Atome, Kernreaktionen.
Verwendung: Medizin (Krebstherapie), Sterilisation, Materialprüfung.
Gefahr: Ionisierend, kann Zellen schädigen.
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Radiowellen
Unsichtbare elektromagnetische Wellen.
Frequenzbereich: Von 3 kHz bis 300 GHz.
Eigenschaften: Breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus (300.000 km/s).
Verwendung: Kommunikation (Radio, TV, Mobilfunk), Radar, Satelliten.
Empfang: Antennen wandeln Wellen in elektrische Signale um.
