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Aufgabe

Wellenlängenmessung (Abitur BY 1991 GK A2-1&2)

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

Von einem Sendedipol S geht elektromagnetische Strahlung aus, die vom Dipol E empfangen wird.

a)Bringt man eine Metallwand M in geeigneter Lage an (siehe Skizze), so beobachtet man eine Schwächung der von E empfangenen Strahlung.

Erklären Sie diese Beobachtung. (6 BE)

b)Die skizzierte Anordnung soll nun so abgeändert werden, dass sie zur Bestimmung der Wellenlänge der Dipolstrahlung verwendet werden kann.

Skizzieren Sie die neue Anordnung.

Beschreiben Sie die Durchführung und Auswertung des Versuchs. (7 BE)

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Hinweis: Bei dieser Lösung von LEIFIphysik handelt es sich nicht um den amtlichen Lösungsvorschlag des bayr. Kultusministeriums.

a)Vom Sender können Wellenzüge auf zwei Wegen zum Empfänger gelangen:

•  auf direktem Wege von E nach S,

•  durch Reflexion an der Metallwand

Dabei kann es aufgrund des Wegunterschiedes zur Schwächung des Empfanges kommen. Ist der Gangunterschied ein ungeradzahliges Vielfaches von der halben Wellenlänge so tritt destruktive Interferenz in E auf, die beiden Wellenzüge löschen sich aus.

b)Man stellt den Sender vor der Wand auf und bringt den Empfänger so an, dass er sich auf einer Senkrechten zur Wand zwischen M und S befindet. Die vom Sender zur Wand hinlaufende Welle und die von der Wand reflektierte Welle interferieren zu einer sogenannten stehenden Welle. Es kommt zur Ausbildung von Knoten und Bäuchen des E- und B-Feldes (an der Wand tritt z.B. ein E-Feld Knoten auf), die durch Verschiebung des Empfängers festgestellt werden können. Der Abstand zweier benachbarter Knoten ist gleich der halben Wellenlänge der ursprünglich fortschreitenden Welle.