Grundbegriffe und Beispiele zu elektromagnetischen Wellen

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(Kursstufe > Elektromagnetische Schwingungen und Wellen)


Beispiele

  • Eine Sonneneruption löst einen "Sonnensturm" aus (Video)

  • Radarteleskope "belauschen" den Weltraum

  • Zaz mit einem Funkmikrophon

  • Mikrowelle

  • Radar eines Ausflugsschiffes

  • Eine Funkuhr

  • Ein Radio

  • Ein Langwellensender

  • Das Handy hat Empfang (Video)

  • Antennen für terristrischen Empfang und eine "Satellitenschüssel"

  • Ein WLAN-Router

  • Parabolantennen einer Telekommunikationsfirma

Versuche

Gummibärchen in der Mikrowelle

Mikrowelle Gummibärchen 1.jpg
Mikrowelle Gummibärchen 2.jpg


Radioempfang

Signalübertragung durch Amplitudenmodulation
Verkabelung

Radio: AM/FM/SW/LW

Empfang an verschiedenen Stellen des Raumes ausprobieren. Position der Antenne ändern

Inneres eines Radios ansehen


Handywellen empfangen

Handyempfang abschirmen

Handy im Faradayschen Käfig

Senden und empfangen von Mikrowellen

Aufbau

  • Sendeantenne und Empfangsantenne sind Hertzsche Dipole.

  • Die Empfangsantenne wird senkrecht zur Sendeantenne gedreht.

  • Eine Drahtschleife mit Glühlämpchen wird auf die Spule des Sende-Schwingkreises gelegt.

  • Hinter die Empfangsantenne wird eine weitere Antenne gestellt.

  • Zentimeterwellensender

  • Empfangsantenne

Animation einer ebenen elektro-magnetischen Welle

Dargestellt sind einige Feldlinien der elektrischen Feldstärke E und der magnetischen Feldstärke H.

Die magnetischen Feldlinien stehen senkrecht auf der Zeichenebene:
Bei den Kreisen mit einem Punkt zeigen sie in die Ebene hinein,
bei den Kreisen mit Kreuz zeigen sie aus der Ebene heraus.

Die Animation wird links unten gestartet.

Fragen zur Funktionsweise eines Radios

Schema von Sender und Empfänger

Schema Sender Empfänger.png

Zum Radio

  • Radio: Sender-Empfänger
  • Signalumwandlung im Radio(AM-Methode)

Wie wird das ankommende Signal im Radio in einen Ton umgewandelt?

  • Die AM-Methode:
  • Ankommendes Signal, bestehend aus elektro-magnetischen Wellen (Schwingungen)

wird auf die Teilchen (Elektronen) in der Antenne übertragen

  • Ausbreitung der Teilchenbewegungen über ein Kabel in die Spule
  • Erzeugung eines elektro-magnetischen Feldes
  • Anregung eines Schwingkreises durch die Spule + Induktion einer Spannung

==> Wechselstrom im Schwingkreis

  • Wechselstrom hat zu hohe Frequenz für Lautsprecher

==> Einbau einer Diode (Diode lässt Strom nur in eine Richtung durch; dadurch verringert sich die Frequenz, die Elektronen schwingen langsamer)

  • Tonausgabe am Lautsprecher nun möglich


  • Verschiedene Töne:
  • AM = Amplitudenmodulation
  • Veränderung der Amplitude des Signals (Schwingungen) bewirkt Ausgabe unterschiedlicher Töne (Musik, Stimme…)
  • = Veränderung der Signalstärke
  • Unterschiedliche Signalstärken bewirken unterschiedliche Spannungen im Schwingkreis  verschiedene Tonausgaben am Lautsprecher
  • Verschiedene Frequenzen (Sender):
  • Eingebauter regelbarer Kondensator „filtert“ nichtgewollte Spannungen heraus

==> nur gewünschte Spannung wird im Schwingkreis erzeugt

Zur Mikrowelle

Links

Handy-Wellen
Radio bauen
  • Bausatz für ein MW-Radio: conrad.de (8€)

Bausatz für ein UKW-Radio: Das Franzis-FM-Radio, Aufbau

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