Beugung und Interferenz von elektromagnetischen Wellen (Mikrowellen) - Versionsgeschichte

Patrick.Nordmann: /* Fußnoten */

2022-12-05T11:42:15Z

‎Fußnoten

Patrick.Nordmann: /* Gummibärchen in der Mikrowelle */

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‎Gummibärchen in der Mikrowelle

Patrick.Nordmann: /* Gummibärchen in der Mikrowelle */

2022-12-05T11:36:53Z

‎Gummibärchen in der Mikrowelle

Patrick.Nordmann: /* Gummibärchen in der Mikrowelle */

2022-12-05T11:26:16Z

‎Gummibärchen in der Mikrowelle

Patrick.Nordmann: /* Gummibärchen in der Mikrowelle */

2022-12-05T10:57:54Z

‎Gummibärchen in der Mikrowelle

Patrick.Nordmann: /* Gummibärchen in der Mikrowelle */

2022-12-05T10:57:34Z

‎Gummibärchen in der Mikrowelle

Patrick.Nordmann am 5. Dezember 2022 um 10:28 Uhr

2022-12-05T10:28:18Z

Patrick.Nordmann: /* Doppelspalt */

2022-12-01T17:44:00Z

‎Doppelspalt

Patrick.Nordmann am 1. Dezember 2022 um 12:08 Uhr

2022-12-01T12:08:20Z

Patrick.Nordmann am 1. Dezember 2022 um 12:06 Uhr

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	==Fußnoten==		==Fußnoten==
	<references />		<references />
		+
		+	==Links==
		+	* Wikipedia: [https://de.wikipedia.org/wiki/Mikrowellenherd Mikrowellenherd]
		+	* LEIFI: [https://de.wikipedia.org/wiki/Mikrowellenherd Mikrowellenherd]

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	</math>		</math>

		+	Diese Frequenz ist nicht erwartbar. Üblicherweise wird eine Frequenz von 2,5 GHz verwendet. ([https://de.wikipedia.org/wiki/Mikrowellenherd Siehe Wikipedia].)
	<br style="clear: both" />		<br style="clear: both" />

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 Es entsteht dabei eine [[Eigenschwingungen_von_ausgedehnten_Gegenständen_("Stehende_Wellen")|stehende Welle]] mit sogenannten Knoten bei destruktiver Interferenz und Bäuchen bei konstruktiver Interferenz.
-Die heißen Stellen im Herd sind ca. 10cm voneinander entfernt. Auch von einem Knoten zum nächsten sind es ca 10cm. Der Abstand von einem Bauch zum nächsren oder von einem Knoten zum nächsten ist eine halbe Wellenlänge, die gesamte Wellenlänge beträgt also 20cm.
+Die heißen Stellen im Herd sind ca. 10cm voneinander entfernt. Auch von einem Knoten zum nächsten sind es ca 10cm. Der Abstand von einem Bauch zum nächsten oder von einem Knoten zum nächsten ist eine halbe Wellenlänge, die gesamte Wellenlänge beträgt also 20cm.
-Die Frequenz der Welle wird vom Hersteller mit <math>2{,}5 \,\rm GHz</math> angegeben. Daraus kann man nun die Phasengeschwindigkeit der Welle berechnen!
+Die Phasengeschwindigkeit der Welle ist die Lichtgeschwindigkeit mit 300000 km/s. Daraus läßt sie die Frequenz der eingestrahlten Welle berechnen:
-\begin{align}
-c  &= \lamda \, f \\
+<math>
-   &= 0{,}1m \cdot 2{,}5\cdot 10^9\,\rm Hz \\
+\begin{alignat}{2}
-   &= 2{,}5\cdot 10^8 \,\rm \tfrac{m}{s}
+                   c &= \lambda \, f      & \quad | :\lambda \\
-   &= 250000 \,\rm \tfrac{km}{s}
+\Rightarrow \quad  f &= \frac{c}{\lambda}  \\
-\end{align}
+                     &= \frac{3\cdot 10^8 \,\rm \tfrac{m}{s}}{0{,}2\,\rm m}  \\
-Als Ergebnis würde man die Lichtgeschwindigkeit mit erwarten.
+                     &=  1{,}5\cdot 10^9 \,\rm Hz = 1{,}5 \,\rm GHz
 <br style="clear: both" />

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 ===Gummibärchen in der Mikrowelle===
 ;Aufbau
 ;Beobachtung
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 Die Mikrowellen sind elektro-magnetische Wellen, die von einem sogenannten Magnetron erzeugt werden und von einer Stelle aus in den Garraum eingestrahlt werden.
-Die Wände des Garraums sind aus Metall und reflektieren die em-Welle. Im Inneren überlagern sich daher die ankommende Welle mit den reflektierten. Das nennt man [[Interferenz|Interferenz]]. Das ist so ähnlich, als ob man in der Baddewanne an einer Stelle die Wasseroberfläche zum Schwingen bringt.
+Die Wände des Garraums sind aus Metall und reflektieren die em-Welle. Im Inneren überlagern sich daher die ankommende Welle mit den reflektierten. Das nennt man [[Interferenz|Interferenz]]. Das ist so ähnlich, als ob man in der Badewanne an einer Stelle die Wasseroberfläche zum Schwingen bringt.
 An manchen Stellen treffen immer "Berg" auf "Tal" und "Tal" auf "Berg" zusammen. Bei em-Wellen ist es so, dass die Feldstärken der beiden Wellen in entgegengesetzte Richtungen zeigen. Dort ist die Summe der Feldstärken immer Null, was man destruktive Interferenz nennt.
 An anderen Stellen treffen immer "Berg" auf "Berg" und "Tal" auf "Tal" zusammen, das heißt die Feldstärken sind hier parallel. Dort ist die Amplitude der Schwingung maximal, was man konstruktive Interferenz nennt.
 <br style="clear: both" />

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 ;Beobachtung
-<gallery widths=200px heights=150px  perrow=4 caption="Spiegelbild einer Lampe in einer Seifenhaut">
+<gallery widths=200px heights=150px  perrow=4 >
   Bild:Mikrowelle_Gummibärchen_1.jpg|
   Bild:Mikrowelle_Gummibärchen_2.jpg|

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	([[Inhalt_Kursstufe\|'''Kursstufe''']] > [[Inhalt_Kursstufe#Elektromagnetische Schwingungen und Wellen\|'''Elektromagnetische Schwingungen und Wellen''']])		([[Inhalt_Kursstufe\|'''Kursstufe''']] > [[Inhalt_Kursstufe#Elektromagnetische Schwingungen und Wellen\|'''Elektromagnetische Schwingungen und Wellen''']])

		+	===Gummibärchen in der Mikrowelle===
		+	[[Datei:Mikrowelle_Gummibärchen_1.jpg\|thumb]]
		+	[[Datei:Mikrowelle_Gummibärchen_2.jpg\|thumb]]
		+	<br style="clear: both" />

	===Doppelspalt===		===Doppelspalt===

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 ===Doppelspalt===
 ;Aufbau
 Ein Mikrowellensender sendet elektromagnetische Wellen im Zentimeterbereich aus. Die Welle ist mit einem hörbaren Ton (ca. 100Hz) amplitudenmoduliert.<ref>Vergleiche die [[Grundbegriffe_und_Beispiele_zu_elektromagnetischen_Wellen#Radioempfang|Funktionsweise eines Mittelwelllen-Radio-Senders]].</ref>
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 Hinter den Lücken untersucht man die em-Welle mit einer Antenne. Das Signal der Antenne wird an einen Verstärker weitergeleitet, der das aufmodulierte Tonsignal an einen Lautsprecher weitergibt.
 ;Beobachtung und Messung

@@ Zeile 4: / Zeile 4: @@
 ===Doppelspalt===
 ;Aufbau
-<gallery widths=150px heights=280px  perrow=2>
+<gallery widths=150px heights=200px  perrow=2>
-  Bild:Mikrowellen_Doppelspalt.jpg|Versuchsaufbau
+  Bild:Mikrowellen_Doppelspalt.jpg|
-  Bild:Mikrowelle_Antenne_Dipol_1.jpg|thumb|Die Empfangsantenne ist eine Stabantenne.
+  Bild:Mikrowelle_Antenne_Dipol_1.jpg|Die Empfangsantenne ist eine Stabantenne.
 </gallery>
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 Hinter den Lücken untersucht man die em-Welle mit einer Antenne. Das Signal der Antenne wird an einen Verstärker weitergeleitet, der das aufmodulierte Tonsignal an einen Lautsprecher weitergibt.
 ;Beobachtung und Messung

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 ===Doppelspalt===
 ;Aufbau
 Ein Mikrowellensender sendet elektromagnetische Wellen im Zentimeterbereich aus. Die Welle ist mit einem hörbaren Ton (ca. 100Hz) amplitudenmoduliert.<ref>Vergleiche die [[Grundbegriffe_und_Beispiele_zu_elektromagnetischen_Wellen#Radioempfang|Funktionsweise eines Mittelwelllen-Radio-Senders]].</ref>
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 Hinter den Lücken untersucht man die em-Welle mit einer Antenne. Das Signal der Antenne wird an einen Verstärker weitergeleitet, der das aufmodulierte Tonsignal an einen Lautsprecher weitergibt.
-[[Datei:Mikrowellen_Doppelspalt.jpg|thumb|Versuchsaufbau]]
+[[Datei:]]
-[[Datei:Mikrowelle_Antenne_Dipol_1.jpg|thumb|Die Empfangsantenne]]
+[[Datei:]]
 <br style="clear: both" />
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 }}
 (Zur [https://www.geogebra.org/material/show/id/fwXeFdaf Datei] und zum [https://www.geogebra.org/download?lang=de Programm])