Lichtgeschwindigkeit
Katrin, weißt du noch, wie die Wellenlänge der elektromagnetischen Welle kürzer wurde, als die Ladung schneller schwang?
Ja, aber die Welle schien sich immer mit der gleichen Geschwindigkeit zu bewegen, egal, ob die Schwingung schnell oder langsam war. Nur die Wellenlänge hat sich geändert, wenn die Schwingungen schneller wurden.
Jawohl, alle elektromagnetische Strahlung von Radiowellen bis zu Röntgenstrahlen breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Im leeren Raum beträgt diese Geschwindigkeit (c) ungefähr 300.000 Kilometer pro Sekunde! Wir können sogar die Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle vorhersagen, wenn wir wissen, wie lange die Ladung für eine komplette Schwingung braucht. Diese Zeit heißt "Periode", T, der Welle. Durch Multiplikation der Periode mit der Geschwindigkeit können wir die Wellenlänge jeder Welle ausrechnen.
"Run One Wavelength"=lass eine Wellenlänge lang laufen; "Wavelength"=Wellenlänge; "Speed of Light"=Lichtgeschwindigkeit; "Distance"=zurückgelegte Strecke; "Time"=verstrichene Zeit
Ah, jetzt versteh' ich! Der eine der grauen Punkte braucht eine Zeit "T", um einmal auf und ab zu schwingen und so einen kompletten Zyklus der Welle zu absolvieren. Der andere Punkt bleibt auf dem Wellenberg und bewegt sich mit diesem über eine Strecke, "d", die einer Wellenlänge entspricht. Aber ich habe noch viele Fragen: Ist die Periode "T" für die Welle die gleiche wie für die Ladung?
Ja.
Warum ist d/T gleich der Geschwindigkeit der Welle?
Nun, der graue Punkt, der sich um ein Strecke "d" weiterbewegt, hat die gleiche Geschwindigkeit wie die Welle, weil er ja von ihr mitgetragen wird. Weil die Zeit zum Zurücklegen dieser Strecke gleich "T" ist, ist die Geschwindigkeit gleich "d/T".
Das ist wie mit einem Auto, das bei konstanter Geschwindigkeit 100 Kilometer in zwei Stunden zurücklegt. Das Auto muss dann mit 100/2 = 50 Kilometern pro Stunde unterwegs sein. Aber woher wissen wir, dass sich Licht immer mit fast 300.000 Kilometern pro Sekunde ausbreitet?
Eine gute Frage. Aber es ist eben einfach ein Naturgesetz, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle im leeren Raum immer den gleichen Wert hat. |
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Was bedeutet die "Frequenz" der Welle?
Die Frequenz, "f," ist die Anzahl der vollständig abgelaufenen Perioden in einer Sekunde. Wenn die Periode 1/2 Sekunde ist, dann ist die Frequenz gleich zwei Perioden pro Sekunde (1/2 Sekunde für eine Periode, also zwei Perioden in einer Sekunde). Allgemein gilt:

Unsere Formel von eben kann also auch so geschrieben werden:

Die Geschwindigkeit der Welle ist gleich der Wellenlänge mal der Frequenz.
Ah ja; nun bekommen wir also die Wellenlänge jeder Welle heraus, wenn wir ihre Frequenz kennen, und umgekehrt. Mein Lieblingsradiosender ist bei 90,1 MHz, also ist die Wellenlänge dieser Radiowellen
,
oder

Also liegen drei Meter zwischen zwei Wellenbergen!
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