Mithilfe der folgenden Animationen kannst du verschiedene markante Eigenschaften der Dipolstrahlung anschaulich darstellen. Dabei ermöglicht dir die Animation sowohl die Behandlung des HERTZ'schen Dipols als auch eines Stabdipols. Du kannst zwischen verschiedene Darstellungsmöglichkeiten wählen und die Geschwindigkeit der Animation beeinflussen. Folgende Darstellungen werden angeboten:
•Elektrische Feldlinien in der zweidimensionalen Darstellung
•Elektrische Feldlinien und magnetische Feldlinien in der 3D-Darstellung
•E- und H-Vektoren für einen Strahl in der Äquatorialebene.
•Visualisierung der Energieströme: Die Energiestromdichte \(S\) wird durch "Pfeile" dargestellt, die die Richtung des POYNTING-Vektors anzeigen. Der Betrag wird durch die Dicke der Ankerpunkte sowie durch die Farbgebung veranschaulicht.
Sollte die Animation auf deinem Gerät nicht flüssig laufen, so gibt es hier vorbereitete Videos zu den gängigsten Darstellungen. Diese benötigen weniger Rechenleistung. Eine Version der Animation in größerer Darstellung ist hier zu finden.
Wir danken Herrn Professor Raimund Girwidz von der LMU München für die Erlaubnis, diese HTML5/Javascript-Animation auf LEIFIphysik zu nutzen.
Aufgabe
Ermittle mithilfe der Animation in 2D-Darstellung, in welche Raumrichtungen der Herz'sche Dipol in Bezug auf seine Schwingungsrichtung (hier die y-Richtung) besonders stark bzw. besonders schwach abstrahlt und beschreibe deine Beobachtungen.
Ermittle, in welcher Phasenbeziehung \(\vec{H}\) und \(\vec{E}\) im Nah- und im Fernfeld zueinander stehen.
Beschreibe, wie sich der Energiestrom \(S\) auf der x-Achse im Nahfeld und im Fernfeld des Dipols im zeitlichen Verlauf verändern. Gehe dabei besonders auf die Unterschiede zwischen Nah- und Fernfeld ein.