warum nennt man Licht „elektromagnetische“ Strahlung. Was hat es mit Elektronen und was mit Magnetismus zu tun?
In der Literatur für Nicht-Physiker scheint das immer als bekannt vorausgesetzt zu werden.
Ich habe gelesen (und stelle mir seitdem ein solches Bild vor), dass das magnetische Feld schwingt und senkrecht dazu das elektrische. Nur kann ich damit einfach nichts anfangen.
Und: wodurch werden diese Felder erzeugt. Magnetische Felder kenne ich nur aus dem Physik-Unterricht aus den Experimenten, in denen sich Metallspäne so schön an den Feldlinien ausgerichtet haben.
Vielen Dank für Antworten.
p.s.: Ganz so vorsichtig müssen sie nicht formuliert sein, ich bin gar nicht so ahnungslos in der Physik, wie die Frage es wahrscheinlich vermuten lässt.
warum nennt man Licht „elektromagnetische“ Strahlung. Was hat
es mit Elektronen und was mit Magnetismus zu tun?
In der Literatur für Nicht-Physiker scheint das immer als
bekannt vorausgesetzt zu werden.
Schonmal mit einem Kompass neben einem einschlagenden Blitz gestanden? Hoffentlich nicht… Der Blitz (Starker Strom) erzeugt nämlich ein Magnetfeld!
Das heißt die Phänomene Magnetismus und Elektrizität treten gemeinsam auf und lassen sich in eine Theorie (die des Elektromagnetismus) zusammenfassen.
Den meisten sind nur die Phänomene der Magnetostatik und Elektrostatik bekannt, also wenn du einen Magneten hast, der sein Feld mit der Zeit nicht ändert. Da sieht man den Zusammenhang nicht direkt.
Ich habe gelesen (und stelle mir seitdem ein solches Bild
vor), dass das magnetische Feld schwingt und senkrecht dazu
das elektrische. Nur kann ich damit einfach nichts anfangen.
Ja das sind elektromagnetische Wellen. Eine Welle ist ein (zwei…) veränderliches Feld. Veränderliches Feld --> Induktion des jeweils anderen Feldes
Das heißt die Welle breitet sich aus, indem das elektrische Feld das magnetische induziert und andersherum.
Und: wodurch werden diese Felder erzeugt. Magnetische Felder
kenne ich nur aus dem Physik-Unterricht aus den Experimenten,
in denen sich Metallspäne so schön an den Feldlinien
ausgerichtet haben.
Magnetfelder von Permanentmagneten oder Strömen (Elektromagnet sollte geläufig sein).
Elektrische Felder erzeugt man durch Ladungstrennung (zum Beispiel im Kondensator)
Dann kannst du zwischen pos. und neg. Ladungen deine (elektrischen) Feldlinien „einzeichnen“.
warum nennt man Licht „elektromagnetische“ Strahlung. Was hat
es mit Elektronen und was mit Magnetismus zu tun?
Mit Elektronen nicht viel, eher mit elektrischen Feldern.
Ich habe gelesen (und stelle mir seitdem ein solches Bild
vor), dass das magnetische Feld schwingt und senkrecht dazu
das elektrische. Nur kann ich damit einfach nichts anfangen.
So ist es. Warum kannst Du Dir darunter nichts vorstellen?
Und: wodurch werden diese Felder erzeugt. Magnetische Felder
kenne ich nur aus dem Physik-Unterricht aus den Experimenten,
in denen sich Metallspäne so schön an den Feldlinien
ausgerichtet haben.
Der einfachste Fall ist der so genannte Hertzsche Dipol. Es handelt sich dabei im Wesentlichen um eine stabförmige Antenne. Zunächst ist das eine Ende positiv, das andere Ende negativ geladen. Zwischen diesen Ladungspolen bildet sich ein elektrisches Feld aus. Es kommt zu einem Ausgleichsstrom, der ein Magnetfeld (ringförmig um den Stab). Durch Selbstinduktion läuft der Strom auch nach dem vollständigekn Ladungsausgleich weiter, so dass es zu einer Umpolung kommt. Auf dies Weise wird immer abwechselnd ein elektrisches und ein magnetisches Feld erzeugt. Beide breiten sich im Raum aus und sind die EM-Welle.
Je kleiner die Antenne ist, umso kürzer ist die Periodendauer und damit die Wellenlänge.
Auf diese Weise kommt man etwa bis zur Mikrowellen-Strahlung. Bei der Infrarot-Strahlung sind die „Antennen“ dann schon einzelne Moleküle und bei Licht handelt es sich um Atome - wobei man da natürlich nicht mehr von Stäben und Ausgleichsströmen sprechen kann. Eigentlich gibt es dafür gar keine anschauliche Vorstellung mehr, obwohl die Welle in viel kleinerem Maßstab genau so aussieht, wie diejenige, die von einem Hertzscher Dipol aussendet.
Ich habe deine Frage ein bisschen falsch gelesen Ich hab das mit dem Licht vollkommen übersehen.
Naja das Licht ist eben eine elektromagnetische Welle. In der Physik nennt man allgemein solche Wellen auch Licht. Das sichtbare Licht ist eben ein bestimmter Frequenzbereich, welches vom menschlichen Auge wahrgenommen wird.
Was hat Licht mit Elektronen zu tun… Naja ohne zu weit auszuholen sag ich mal:
Beispielsweise kann man Atome energetisch Anregen. Dabei wird ein Elektron auf eine höheres Energieniveau gesetzt. Wenn das wieder in den alten Zustand übergeht emittiert es Licht. (Neonröhre)
warum nennt man Licht „elektromagnetische“ Strahlung. Was hat
es mit Elektronen und was mit Magnetismus zu tun?
Licht wird von Elektronen emittiert - es ist ein ehemaliger Teil der Energie eines Elektrons, was diese einfach abgibt. Aber es heißt so, weil es aus beiden Feldern besteht - elektrischen und magnetischen.
Ich habe gelesen (und stelle mir seitdem ein solches Bild
vor), dass das magnetische Feld schwingt und senkrecht dazu
das elektrische. Nur kann ich damit einfach nichts anfangen.
Und: wodurch werden diese Felder erzeugt. Magnetische Felder
kenne ich nur aus dem Physik-Unterricht aus den Experimenten,
in denen sich Metallspäne so schön an den Feldlinien
ausgerichtet haben.
Ein Feld ist einfach nur ein Name für eine bestimmte Art von Energie - eine verbale Beschreibung der physikalischen Eigenschaft, die der Raum um eine bestimmte Ladungen herum hat.
Es gibt statische und es gibt dynamische Felder. Ein statisches Feld ändert sich nicht - z.B. ein Dauermagnet - der hat ein statisches magnetisches Feld, was immer gleich bleibt. Das heißt, die Eigenschaft des Raumes um den Dauermagneten ändert sich nicht.
Dynamisch heißt, das Feld nimmt zu und wieder ab. Aber wie eben schon geschrieben, ist ein Feld eine Energie im Raum und wenn die abnimmt, muss eine andere Energie zunehmen. Wenn das nicht so wäre, würde Energie einfach verschwinden und das geht nicht. Energie wird nur umgewandelt. Und bei elektromagnetischen Wellen ist es so, dass diese Umwandlung von Energien zwischen elektrischer und magnetischer Energie stattfindet.
Das gleiche noch mal mit anderes Worten:
Die Eigenschaft des Raumes ändert sich ständig in einer bestimmten Weise. Die Eigenschaft „magnetische Feldenergie“ nimmt zu und im gleichen Moment nimmt die Eigenschaft „elektrische Feldenergie“ ab und dann umgedreht. Beschreiben kann man diese Zu- und Abnahme mathematisch mit 2 Sinusformen. Ist E minimal, dann ist M maximal und umgedreht. man nennt das dann „Phasenverschiebung“.
Wir nehmen diese sinusförmige Eigenschaftsänderung des Raumes als Licht wahr, weil unser Auge von der Natur auf diese Umwandlungsgeschwindigkeit(Frequenz) eingestellt ist. Je stärker, also intensiver die Energien/Felder werden, desto heller nehmen wir das Licht wahr. Je schneller die Umwandlungen zwischen E- und M-Feld stattfinden, desto blauer wird das Licht für uns. Wandelt sich das Licht zu schnell oder zu langsam um, können wir es mit unseren Augen nicht wahrnehmen.
Ich hab das mit dem Licht vollkommen übersehen.