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Ausgabe 25, April 2019
Wissenschaft
Eine Welle ist eine sich räumlich ausbrei- tende periodische Schwingung. Unterschieden werden mechanische Wellen, die stets an ein Medium gebunden sind, und Wellen, die sich auch im Vakuum ausbreiten können (beispiels- weise elektromagnetische Wellen). Mechanische Wellen wie Wasserwellen breiten sich in Was- ser aus, Schallwellen in der Regel in Luft, aber auch in Flüssigkeiten und Festkörpern - nicht aber im luftleeren Raum. Die Physik war lange Zeit im Unklaren darüber, in welchem Medi- um sich elektromagnetische Wellen ausbreiten. Man nahm an, dass es ein Medium gibt, das man mit dem Namen Äther bezeichnete. Es konnte jedoch niemand die materiellen Eigenschaften dieses Äthers identifizieren. Heute weiss man, dass elektromagnetische Wellen im Gegensatz zu ihren mechanischen Gegenstücken kein Me- dium zur Ausbreitung benötigen. Ein Raum, in dem sich elektromagnetische Wellen ausbrei- ten, muss mit nichts weiter ausgefüllt sein als dem elektrischen und magnetischen Feld, aus dem die Welle besteht. Übrigens gehören auch Lichtwellen zum elektromagnetischen Spekt- rum. So erreicht uns das Licht fernster Sterne durch den leeren Raum des Weltalls.
Die Frequenz gibt die Anzahl der Schwingun- gen pro Sekunde an und wird nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz in Hertz (Hz) gemessen. Eine Welle pro Sekunde ist ein Hertz. Die Worte Wellenlänge und Frequenz beschreiben dasselbe in unterschiedlichen Werten, die Wellenlänge ist eine Längenangabe und die Frequenz beschreibt den zeitlichen Verlauf. Eine Welle mit der Frequenz 1 Hz ist z.B. 299792,458 km lang – also die Strecke, die eine elektromagnetische Welle in einer Sekunde zurück- legt (Lichtgeschwindigkeit). Und da das Signal aus nur einer Welle besteht (1 Hz) nimmt diese die volle Strecke ein. Bei 2 Hz müsste man die Strecke pro Se- kunde durch zwei teilen und käme auf die Wellen- länge 149896.229 km. Elektromagnetische Wellen im Bereich von 1 GHz (eine Milliarde Schwingungen pro Sekunde) bis 300 GHz bezeichnet man auch als Mi- krowellen.
Wellenlänge
Je höher die Amplitude, desto intensiver/energiereicher ist die Strah- lung. So wie ein Ton, dessen Lautstärke mit wachsender Amplitude lauter wird, wird elektromagnetische Strahlung bei wachsender Amplitude stärker und damit auch schädlicher für den Körper.
Wellenlänge
Was ist der Unterschied zu mechanischen Wellen (z.B. Schallwellen, Wasserwellen)?
Was sind Frequenz/Wellenlänge und Amplitude?
Im Gegensatz zu elektromagneti- schen Wellen sind mechanische Wellen an ein Medium gebunden. So brauchen Schallwellen z.B. das Medium Luft, um sich auszubreiten. Für die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen braucht es kein Medium.
Die obere elektromagne- tische Welle hat weniger Hertz als die untere Welle, da die untere Welle öfter pro Sekunde schwingt.
Amplitude
Amplitude