Grundbegriffe und Beispiele zu elektromagnetischen Wellen: Unterschied zwischen den Versionen
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+ | Bild: El_sol.jpg|Eine Sonneneruption löst einen "Sonnensturm" aus ([http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solar_Storm_on_August_1,_2010.OGG Video]) | ||
Bild: Radarteleskope_sunset.jpg|Radarteleskope "belauschen" den Weltraum | Bild: Radarteleskope_sunset.jpg|Radarteleskope "belauschen" den Weltraum | ||
Bild: Zaz_mit_Funkmikrophon.jpg|Zaz mit einem Funkmikrophon | Bild: Zaz_mit_Funkmikrophon.jpg|Zaz mit einem Funkmikrophon | ||
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Bild: Radio-clock_hg.jpg|Eine Funkuhr | Bild: Radio-clock_hg.jpg|Eine Funkuhr | ||
Bild: Telefunken-Radio.jpg|Ein Radio | Bild: Telefunken-Radio.jpg|Ein Radio | ||
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Bild: Langwellensender_Beidweiler_RTL.jpg|Ein Langwellensender | Bild: Langwellensender_Beidweiler_RTL.jpg|Ein Langwellensender | ||
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Bild: Dachantenne_und_Satellitenschüssel_HD.jpg|Antennen für terristrischen Empfang und eine "Satellitenschüssel" | Bild: Dachantenne_und_Satellitenschüssel_HD.jpg|Antennen für terristrischen Empfang und eine "Satellitenschüssel" | ||
Bild: WLAN_Router.jpg|Ein WLAN-Router | Bild: WLAN_Router.jpg|Ein WLAN-Router | ||
Bild: |Licht? | Bild: |Licht? | ||
Bild: |Schwingendes Atom? | Bild: |Schwingendes Atom? | ||
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Bild: Parabolic_antennas_on_a_telecommunications_tower_on_Willans_Hill.jpg|Parabolantennen einer Telekommunikationsfirma | Bild: Parabolic_antennas_on_a_telecommunications_tower_on_Willans_Hill.jpg|Parabolantennen einer Telekommunikationsfirma | ||
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+ | ==Versuche== | ||
+ | ===Radioempfang=== | ||
+ | [[Datei:Wellen elektro-magnetisch Sender Empfänger Amplitudenmodulation.jpg|thumb|Signalübertragung durch Amplitudenmodulation]] | ||
+ | [[Datei:Wellen elektro-magnetisch Sender Empfänger Amplitudenmodulation Verkabelung.jpg|thumb|Verkabelung]] | ||
+ | Radio: AM/FM/SW/LW | ||
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+ | Empfang an verschiedenen Stellen des Raumes ausprobieren. Position der Antenne ändern | ||
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+ | Inneres eines Radios ansehen | ||
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+ | *Video: [https://www.youtube.com/watch?v=-qyx8XV8dtE Wave, Modulation, AM, FM Basics] | ||
+ | <br style="clear: both" /> | ||
+ | |||
+ | ===Handywellen empfangen=== | ||
+ | *([https://www.youtube.com/watch?v=0MvLfTpSXFc Video]) | ||
+ | |||
+ | ===Handyempfang abschirmen=== | ||
+ | Handy im Faradayschen Käfig | ||
+ | |||
+ | ===Senden und empfangen von Mikrowellen=== | ||
+ | ;Aufbau | ||
+ | <gallery widths=150px heights=130px perrow=4> | ||
+ | Bild:Mikrowelle_Sender_Antenne.JPG|Sendeantenne und Empfangsantenne sind Hertzsche Dipole. | ||
+ | Bild:Mikrowelle_Sender_Empfänger_senkrecht.jpg|Die Empfangsantenne wird senkrecht zur Sendeantenne gedreht. | ||
+ | Bild:Mikrowelle_Empfänger_Schwinkreis.jpg|Eine Drahtschleife mit Glühlämpchen wird auf die Spule des Sende-Schwingkreises gelegt. | ||
+ | Bild:Mikrowelle_Sender_Empfänger_Reflektor.jpg|Hinter die Empfangsantenne wird eine weitere Antenne gestellt. | ||
+ | Bild:Mikrowellen_Versuchsaufbau.jpg|Zentimeterwellensender | ||
+ | Bild:Mikrowelle_Antenne_Dipol_1.jpg|Empfangsantenne | ||
+ | </gallery> | ||
+ | |||
+ | ==Animation einer ebenen elektro-magnetischen Welle== | ||
+ | Dargestellt sind einige Feldlinien der elektrischen Feldstärke E und der magnetischen Feldstärke H. | ||
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+ | Die magnetischen Feldlinien stehen senkrecht auf der Zeichenebene: | ||
+ | <br/>Bei den Kreisen mit einem Punkt zeigen sie in die Ebene hinein, | ||
+ | <br/>bei den Kreisen mit Kreuz zeigen sie aus der Ebene heraus. | ||
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+ | Die Animation wird links unten gestartet. | ||
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+ | ==Fragen zur Funktionsweise eines Radios== | ||
+ | ===Schema von Sender und Empfänger=== | ||
+ | [[Datei:Schema_Sender_Empfänger.png|thumb|none|300px]] | ||
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+ | ===Zum Radio=== | ||
+ | *Radio: Sender-Empfänger | ||
+ | *Signalumwandlung im Radio(AM-Methode) | ||
+ | Wie wird das ankommende Signal im Radio in einen Ton umgewandelt? | ||
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+ | *Die AM-Methode: | ||
+ | *Ankommendes Signal, bestehend aus elektro-magnetischen Wellen (Schwingungen) | ||
+ | wird auf die Teilchen (Elektronen) in der Antenne übertragen | ||
+ | *Ausbreitung der Teilchenbewegungen über ein Kabel in die Spule | ||
+ | *Erzeugung eines elektro-magnetischen Feldes | ||
+ | *Anregung eines Schwingkreises durch die Spule + Induktion einer Spannung | ||
+ | ==> Wechselstrom im Schwingkreis | ||
+ | *Wechselstrom hat zu hohe Frequenz für Lautsprecher | ||
+ | ==> Einbau einer Diode (Diode lässt Strom nur in eine Richtung durch; dadurch verringert sich die Frequenz, die Elektronen schwingen langsamer) | ||
+ | *Tonausgabe am Lautsprecher nun möglich | ||
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+ | *Verschiedene Töne: | ||
+ | *AM = Amplitudenmodulation | ||
+ | *Veränderung der Amplitude des Signals (Schwingungen) bewirkt Ausgabe unterschiedlicher Töne (Musik, Stimme…) | ||
+ | *= Veränderung der Signalstärke | ||
+ | *Unterschiedliche Signalstärken bewirken unterschiedliche Spannungen im Schwingkreis verschiedene Tonausgaben am Lautsprecher | ||
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+ | *Verschiedene Frequenzen (Sender): | ||
+ | *Eingebauter regelbarer Kondensator „filtert“ nichtgewollte Spannungen heraus | ||
+ | ==> nur gewünschte Spannung wird im Schwingkreis erzeugt | ||
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+ | ===Zur Mikrowelle=== | ||
==Links== | ==Links== | ||
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+ | *[http://www.leifiphysik.de/web_ph12/umwelt_technik/05elektrosmog/index.htm LEIFI: Elektrosmog] | ||
+ | *[http://books.google.de/books?id=fveedlfz0awC&printsec=frontcover&hl=de&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false Vorschau des Buchs ] Strahlung im Mobilfunk ; Elektrosmog, Fakten technisch anschaulich gemacht (Fritz Jörn, Franzis Verlag Poing) | ||
+ | |||
+ | *Animation: [https://phet.colorado.edu/en/simulations/radio-waves Ausbreitung der em-Welle eines Radiosenders: "Radio Waves & Electromagnetic Fields"] ("Interactive Simulations" der University of Colorado at Boulder) | ||
*Animation: [http://www.walter-fendt.de/ph14d/emwelle.htm Ausbreitung einer linearen Elektromagnetischen Welle] (Walter Fendt) | *Animation: [http://www.walter-fendt.de/ph14d/emwelle.htm Ausbreitung einer linearen Elektromagnetischen Welle] (Walter Fendt) | ||
*Animation: [http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/13/vlu/spektroskopie/theorie/strahlung.vlu/Page/vsc/de/ch/13/pc/spektroskopie/theorie/strahlung/dipol2.vscml.html Das Nahfeld eines Hertzschen Dipols] (Chemgaroo Chemgapedia, Fachinformationszentrum Chemie GmbH) | *Animation: [http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/13/vlu/spektroskopie/theorie/strahlung.vlu/Page/vsc/de/ch/13/pc/spektroskopie/theorie/strahlung/dipol2.vscml.html Das Nahfeld eines Hertzschen Dipols] (Chemgaroo Chemgapedia, Fachinformationszentrum Chemie GmbH) | ||
− | *[http://www. | + | **Animationen: [http://www.mikomma.de/fh/eldy/hertz.html Nah- und Fernfeld eines Hertzschen Dipols] (Dr. Michael Komma) |
+ | |||
+ | ;Handy-Wellen | ||
+ | *Videos: [http://www.physik-im-advent.de/calendar Türchen 10] des physikalischen Adventskalender 2016 (Physik im Advent, Deutsche Physikalische Gesellschaft e.V. (DPG)) | ||
+ | *Video: [https://www.youtube.com/watch?v=OKbwggvx4fQ Bauanleitung - Handystrahlung sichtbar machen mit Miniglühlämpchen] von Manfred Bauknecht "pizzamanne" | ||
+ | *Video:[https://www.youtube.com/watch?v=YqPbt-WqxJA Wie stark hängt Handystrahlung vom Empfang ab?] von Manfred Bauknecht "pizzamanne" | ||
+ | *Vortrag:[https://www.youtube.com/watch?v=vODj8W_Lous Handy und Gesundheit - Tipps zur Senkung der Handystrahlung auf Kopf und Körper] Manfred Bauknecht "pizzamanne" | ||
+ | *Video: [https://www.youtube.com/watch?v=0MvLfTpSXFc Handy Empfangsantenne D Netz] von "Kant-Hiltrup" | ||
+ | *[http://informationszentrum-mobilfunk.de/welche-frequenzen-nutzt-der-mobilfunk-deutschland#header Welche Frequenzen nutzt der Mobilfunk in Deutschland?] vom "Informationszentrum Mobilfunk" (Telekom Deutschland und Telefónica Germany) | ||
+ | ;Radio bauen | ||
+ | *Bausatz für ein MW-Radio: [http://www.voelkner.de/products/229243/MW-Retro-Radio-10092-ab-14-Jahre.html?ref=43&products_model=Q05573&gclid=CIDp-NCPlcsCFSwq0wodT9kMLw conrad.de] (8€) | ||
+ | Bausatz für ein UKW-Radio: [http://www.elektronik-labor.de/Lernpakete/UKWradio3.html Das Franzis-FM-Radio, Aufbau] | ||
+ | ** Bestelladresse: [http://www.elo-web.de/elektronik-lernpakete/bausaetze/ukw-radio-bausatz elo-web.de] (30€) |
Aktuelle Version vom 5. Dezember 2022, 11:27 Uhr
(Kursstufe > Elektromagnetische Schwingungen und Wellen)
Inhaltsverzeichnis
Beispiele
Versuche
Radioempfang
Radio: AM/FM/SW/LW
Empfang an verschiedenen Stellen des Raumes ausprobieren. Position der Antenne ändern
Inneres eines Radios ansehen
Handywellen empfangen
- (Video)
Handyempfang abschirmen
Handy im Faradayschen Käfig
Senden und empfangen von Mikrowellen
- Aufbau
Animation einer ebenen elektro-magnetischen Welle
Dargestellt sind einige Feldlinien der elektrischen Feldstärke E und der magnetischen Feldstärke H.
Die magnetischen Feldlinien stehen senkrecht auf der Zeichenebene:
Bei den Kreisen mit einem Punkt zeigen sie in die Ebene hinein,
bei den Kreisen mit Kreuz zeigen sie aus der Ebene heraus.
Die Animation wird links unten gestartet.
Fragen zur Funktionsweise eines Radios
Schema von Sender und Empfänger
Zum Radio
- Radio: Sender-Empfänger
- Signalumwandlung im Radio(AM-Methode)
Wie wird das ankommende Signal im Radio in einen Ton umgewandelt?
- Die AM-Methode:
- Ankommendes Signal, bestehend aus elektro-magnetischen Wellen (Schwingungen)
wird auf die Teilchen (Elektronen) in der Antenne übertragen
- Ausbreitung der Teilchenbewegungen über ein Kabel in die Spule
- Erzeugung eines elektro-magnetischen Feldes
- Anregung eines Schwingkreises durch die Spule + Induktion einer Spannung
==> Wechselstrom im Schwingkreis
- Wechselstrom hat zu hohe Frequenz für Lautsprecher
==> Einbau einer Diode (Diode lässt Strom nur in eine Richtung durch; dadurch verringert sich die Frequenz, die Elektronen schwingen langsamer)
- Tonausgabe am Lautsprecher nun möglich
- Verschiedene Töne:
- AM = Amplitudenmodulation
- Veränderung der Amplitude des Signals (Schwingungen) bewirkt Ausgabe unterschiedlicher Töne (Musik, Stimme…)
- = Veränderung der Signalstärke
- Unterschiedliche Signalstärken bewirken unterschiedliche Spannungen im Schwingkreis verschiedene Tonausgaben am Lautsprecher
- Verschiedene Frequenzen (Sender):
- Eingebauter regelbarer Kondensator „filtert“ nichtgewollte Spannungen heraus
==> nur gewünschte Spannung wird im Schwingkreis erzeugt
Zur Mikrowelle
Links
- LEIFI: Elektrosmog
- Vorschau des Buchs Strahlung im Mobilfunk ; Elektrosmog, Fakten technisch anschaulich gemacht (Fritz Jörn, Franzis Verlag Poing)
- Animation: Ausbreitung der em-Welle eines Radiosenders: "Radio Waves & Electromagnetic Fields" ("Interactive Simulations" der University of Colorado at Boulder)
- Animation: Ausbreitung einer linearen Elektromagnetischen Welle (Walter Fendt)
- Animation: Das Nahfeld eines Hertzschen Dipols (Chemgaroo Chemgapedia, Fachinformationszentrum Chemie GmbH)
- Animationen: Nah- und Fernfeld eines Hertzschen Dipols (Dr. Michael Komma)
- Handy-Wellen
- Videos: Türchen 10 des physikalischen Adventskalender 2016 (Physik im Advent, Deutsche Physikalische Gesellschaft e.V. (DPG))
- Video: Bauanleitung - Handystrahlung sichtbar machen mit Miniglühlämpchen von Manfred Bauknecht "pizzamanne"
- Video:Wie stark hängt Handystrahlung vom Empfang ab? von Manfred Bauknecht "pizzamanne"
- Vortrag:Handy und Gesundheit - Tipps zur Senkung der Handystrahlung auf Kopf und Körper Manfred Bauknecht "pizzamanne"
- Video: Handy Empfangsantenne D Netz von "Kant-Hiltrup"
- Welche Frequenzen nutzt der Mobilfunk in Deutschland? vom "Informationszentrum Mobilfunk" (Telekom Deutschland und Telefónica Germany)
- Radio bauen
- Bausatz für ein MW-Radio: conrad.de (8€)
Bausatz für ein UKW-Radio: Das Franzis-FM-Radio, Aufbau
- Bestelladresse: elo-web.de (30€)