Elektromagnetische Welle
In der Elektrodynamik sind Elektromagnetische Wellen Wellen des elektromagnetischen Feldes. Hierbei stehen elektrisches und magnetisches Feld stets senkrecht aufeinander und haben stets ein festes Größenverhältnis (in SI-Einheiten ist dieses gerade durch die Lichtgeschwindigkeit gegeben). Insbesondere verschwinden elektrisches und magnetisches Feld an denselben Orten zur selben Zeit, so dass die häufig gelesene Darstellung, dass sich elektrische und magnetische Energie zyklisch ineinander umwandeln, nicht korrekt ist (sie stimmt allerdings für das Nahfeld eines elektromagnetische Wellen erzeugenden elektrischen Dipols oder Schwingkreises).Nach den Maxwellgleichungen ist die zeitliche Änderung des elektrischen Feldes stets mit einer räumlichen Änderung des magnetischen Feldes verknüpft. Ebenso ist die zeitliche Änderung des magnetischen Feldes mit einer räumlichen Änderung des elektrischen Feldes verknüpft. Für senkrecht aufeinanderstehende, periodisch (insbesonders sinusförmig) wechselnde elektrische und magnetische Felder ergeben diese Effekte zusammen eine fortschreitende Welle.
Das Besondere an der elektromagnetischen Welle (z.B. im Vergleich zu einer Schallwelle) ist, dass kein Träger vorhanden sein muss; also eine solche Welle kann sich im absolut leeren Raum ausbreiten.
Im Vakuum breitet sich eine elektromagnetische Welle mit der Vakuumlichtgeschwindigkeit aus. Dieser Wert ist exakt, da die Einheit Meter durch die Lichtgeschwindigkeit definiert ist, und gilt unabhängig von der Frequenz der Welle.
In einem Medium (also in Materie) verringert sich die Geschwindigkeit abhängig von der Permittivität und der Permeabilität des Stoffes. Zudem wird sie abhängig von der Frequenz der Welle (Dispersion).
Elektromagnetische Wellen sind im elektromagnetischen Spektrum nach der Wellenlänge sortiert (eine Liste der Frequenzen gibt es im dortigen Artikel).
Beispiele für elektromagnetische Wellen sind (in zunehmender Wellenlänge, bzw. abnehmender Frequenz)
Beim sichtbaren Licht bestimmt die Frequenz bzw. die Wellenlänge die Farbe des Lichtes. Monochromatisches Licht, also Licht nur einer einzigen Wellenlänge, hat stets eine Spektralfarbe.
Insbesondere bei den kurzwelligen Erscheinungsformen der elektromagnetischen Wellen (z.B. Gammastrahlung) eignet sich das oben beschriebene Wellenmodell nicht, um alle beobachtbaren Phänomene zu beschreiben. Vielmehr treten die Teilcheneigenschaften einzelner Photonen, der Quanten der elektromagnetischen Strahlung, in den Vordergrund, und bestimmen die beobachteten Vorgänge. Der Wellencharakter (etwa Interferenz) tritt dagegen zurück.
Beispiele Elektromagnetischer Wellen
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