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Deckblatt. Elektromagnetische Wellen. Seminararbeit zu „Planung und Auswertung von Physikunterricht“. Verfasser: Florian Riemer. Zusammenfassung. Die Geschichte der Entdeckung der Elektromagnetischen Wellen Die Maxwellschen Gleichungen und Herleitung der Wellengleichung

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Presentation Transcript

  1. Deckblatt Elektromagnetische Wellen Seminararbeit zu „Planung und Auswertung von Physikunterricht“ Verfasser: Florian Riemer

  2. Zusammenfassung • Die Geschichte der Entdeckung der Elektromagnetischen Wellen • Die Maxwellschen Gleichungen und Herleitung der Wellengleichung • Der Hertzsche Dipol • Elektromagnetische Wellen im Physikunterricht • Abschluss

  3. 1. Die Geschichte der Entdeckung der Elektromagnetischen Wellen Weber Wilhelm Weber 24.10.1804 – 23.06.1891

  4. 1. Die Geschichte der Entdeckung der Elektromagnetischen Wellen Kirchhoff Gustav Robert Kirchhoff 12.03.1824 – 17.10.1887

  5. 1. Die Geschichte der Entdeckung der Elektromagnetischen Wellen Faraday Michael Faraday 22.09.1791 – 25.08.1867

  6. 1. Die Geschichte der Entdeckung der Elektromagnetischen Wellen Thomson William Thomson 26.06.1824 – 17.12.1907

  7. 1. Die Geschichte der Entdeckung der Elektromagnetischen Wellen Maxwell James Clerk Maxwell 13.06.1831 – 05.11.1879

  8. 1. Die Geschichte der Entdeckung der Elektromagnetischen Wellen Helmholtz Hermann von Helmholtz 31.08.1821 – 08.09.1894

  9. 1. Die Geschichte der Entdeckung der Elektromagnetischen Wellen Hertz Heinrich Hertz 22.11.1856 – 01.01.1894

  10. 1. Die Geschichte der Entdeckung der Elektromagnetischen Wellen Marconi Popov Marconi 25.04.1874 – 20.06.1937 Popov 04.03.1859 – 31.12.1905

  11. 2. Die Maxwellschen Gleichungen und Herleitung der Wellengleichung 1. Max Herleitung 1 1. Maxwellsche Gleichung - Zusammenhang zwischen elektrischen Ladungen und elektrischen Feldern (Elektrische Feld einer Punktladung) (Elektrische Kraftfluss)

  12. 2. Die Maxwellschen Gleichungen und Herleitung der Wellengleichung 1. Max Herleitung 2 1. Maxwellsche Gleichung

  13. 2. Die Maxwellschen Gleichungen und Herleitung der Wellengleichung 1. Max 1. Maxwellsche Gleichung Integrale Form: Differentielle Form:

  14. 2. Die Maxwellschen Gleichungen und Herleitung der Wellengleichung 2. Max 2. Maxwellsche Gleichung - Zusammenhang zwischen Magnetfeldern und magnetischem Fluss Integrale Form: Differentielle Form:

  15. 2. Die Maxwellschen Gleichungen und Herleitung der Wellengleichung 3. Max Herleitung 3. Maxwellsche Gleichung - Ströme umgeben sich mit geschlossenen magnetischen Feldlinien (Ampèresches Durchflutungsgesetz)

  16. Verschiebungsstrom

  17. 2. Die Maxwellschen Gleichungen und Herleitung der Wellengleichung 3. Max 3. Maxwellsche Gleichung Integrale Form: Differentielle Form:

  18. 2. Die Maxwellschen Gleichungen und Herleitung der Wellengleichung 4. Max Herleitung 4. Maxwellsche Gleichung - Magnetische Felder umgeben sich mit elektrischen Ringfeldern (Induktionsgesetz)

  19. 2. Die Maxwellschen Gleichungen und Herleitung der Wellengleichung 4. Max 4. Maxwellsche Gleichung Integrale Form: Differentielle Form:

  20. 2. Die Maxwellschen Gleichungen und Herleitung der Wellengleichung Wellengleichung Herleitung der elektromagnetischen Wellengleichung Für ebene Wellen mit Ausbreitung in z-Richtung Aus der 3. Maxwellschen Gleichung folgt:

  21. 2. Die Maxwellschen Gleichungen und Herleitung der Wellengleichung Wellengleichung2 Aus der 4. Maxwellschen Gleichung folgt:

  22. 2. Die Maxwellschen Gleichungen und Herleitung der Wellengleichung Wellengleichung3 (Wellengleichung) (Phasengeschwindigkeit)

  23. 3. Der Hertzsche Dipol Schwingkreis Schwingkreis (Dorn-Bader)

  24. Schwingunsgdauer 3. Der Hertzsche Dipol Bestimmung der Schwingungsdauer eines Schwinkreises Ansatz: Weiter gilt: Es ergibt sich:

  25. Schwingunsgdauer2 3. Der Hertzsche Dipol Lösung: Schwingungsdauer:

  26. offene Schwingkreis 1. E 3. Der Hertzsche Dipol

  27. 3. Der Hertzsche Dipol 1.E 1.B

  28. 3. Der Hertzsche Dipol 2. E 1.B

  29. 3. Der Hertzsche Dipol 2. E 2.B

  30. 3. Der Hertzsche Dipol Animiert

  31. Kugelwelle Metzler

  32. Interferenz

  33. 3. Der Hertzsche Dipol Nahfeld/Fernfeld Nahfeld Fernfeld Abfall der Amplitude mit Der Hertzsche Dipol hat keine Wirkung mehr. Beispiel: E-Feld Abfall der Amplitude nur durch Oberflächenzunahme mit E- und B-Feld induzieren sich gegenseitig.

  34. Fernfeld (El) 3. Der Hertzsche Dipol Elektrisches Fernfeld

  35. 3. Der Hertzsche Dipol Fernfeld (mag) Magnetisches Fernfeld

  36. Summe Die jeweiligen Felder addieren sich.

  37. Versuch 1 Dorn-Bader

  38. Versuch 2 Metzler

  39. Versuch 3 Metzler

  40. Versuch 4 Metzler

  41. Radio http://elektronik-bastelbude.de/bastelecke/bastel23.htm

  42. Film

  43. Ende

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