Die von einem Dezimeterwellen-Sender ausgehende elektromagnetische Welle trifft auf eine große Metallwand und wird dort reflektiert. Mit einem Stabdipol wird das elektrische Wechselfeld und mit einer Induktionsschleife das magnetische Wechselfeld vor der Wand untersucht.

Vorversuch

Zuerst wird gezeigt, dass die Dezimeterwellenstrahlung an der Metallwand reflektiert wird. Dazu stellt man den Dipolsender (Stabdipol, der induktiv an den Dezimeterwellensender gekoppelt ist) und den Dipolempfänger (Stabdipol mit Hochfrequenzdiode) wie skizziert vor der Metallwand auf. Entfernt man die Metallwand in der skizzierten Anordnung, so nimmt die Empfangsintensität beim Empfänger stark ab (sie geht nicht ganz auf Null, da Reflexionen von Experimentiertischen und Zimmerwänden nicht ganz vermeidbar sind).

Hauptversuch

Man lässt die Strahlung des Senders lotrecht auf die Metallwand treffen. Durch die Überlagerung von hin- und rücklaufender elektromagnetischer Welle (Reflexion an der Metallwand) kommt es zur Ausbildung einer stehenden elektromagnetischen Welle.

Die Ausbildung der stehenden Welle wird besonders deutlich, wenn die Amplitude von hin- und rücklaufender Welle etwa gleich groß ist. Dies ist in der Zone vor der Metallwand gut gegeben.

Zum Nachweis des elektrischen Feldes tastet man das Wellenfeld mit einem Empfangsdipol vor und an der Wand ab.

Die nebenstehende Animation zeigt die Vorgehensweise.

Erläutere exakt, was man über den Empfang vor der Wand aussagen kann.

Erläutere, wie man mit diesem Versuch die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung bestimmen kann.

Die Vorgehensweise zum Nachweis des Magnetfeldes der stehenden Welle ist analog, anstelle des Dipolempfängers verwendet man zum Nachweis jedoch eine Induktionsschleife. Auch beim Magnetfeld bilden sich Knoten und Bäuche aus. Direkt an der Metallwand stellt man einen Magnetfeldbauch fest.

Zur Demonstration der Rundfunktechnik verwendet man zunächst einen Schwingkreis, der mittels Meissnerscher Rückkopllungssschaltung ungedämpft mit seiner hohen Eigenfrequenz schwingt.
In den Rückkopllungskreis wird mittels eines Trafos das niederfrequente Signal (Signal 1) aufmoduliert, so dass der Schwingkreis in der Eigenfrequenz aber mit der im Takt der Niederfrequenz modulierten Amplitude schwingt (UAB).
Diese Schwingung wird von einem Empfängerschwingkreis gleicher Eigenfrequenz wie der Sender durch induktive Kopplung empfangen (UCD) und zunächst mittels einer Diode gleichgerichtet (UED). Aus dieser gleichgerichteten Schwingung wird mit einem Tiefpass der niederfrequente Teil herausgefiltert(UFD).

Aufzumodulierndes Signal
Amplitudenmodulierte Senderschwingung, an AB mit Oszilloskop abgreifbar
Empfängerschwingung, an CD mit Oszilloskop abgreifbar
Gleichgerichtete Empfängerschwingung,
Durch Tiefpass herausgefiltertes niederfrequentes Signal, an FD mit Oszilloskop abgreifbar
Zur Demonstration der Rundfunktechnik beim Dezimeterwellensender, hat dieser einen Eingang, an den man mittels eines Übertragertrafos die im Tonfrequenzbereich abgegebene Schwingung eines Radiorecorders oder CD-Players einspeisen kann. Der bereits mit einer Diode bestückte Empfangsdipol gibt bereits ein gleichgerichtetes Signal ab. Er wird einfach an einen Verstärker angeschlossen, der das Signal mittels Lautsprecher in hörbare Musik oder Sprache umwandelt.

Durchlässigkeit von Medien

Reflexion

Brechung

Bündelung

Stehende Wellen

Zweiquelleninterferenz

Beugung am Einfachspalt

Doppelspalt-Versuch

Polarisation

BREWSTER-Winkel

BRAGG-Reflexion

 

Karlheinz Meier von der Universität Heidelberg stellt leicht verständliche Videos zum Physikunterricht zur Verfügung. In anderthalb Minuten wird gut fassbar in das Prinzip einer technischen Erfindung eingeführt oder ein physikalisches Phänomen vorgestellt.

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