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Antenne und em Wellen 02 04. 2020 12:28 #66917

Zur Entstehung der Wellen bei einer Antenne hatten wir ja schon mehrere Fragen und keine Antwort.

Ich denke, ich habe es jetzt verstanden. www.ieap.uni-kiel.de/et/people/wimmer/te.../Phys_NW/PNW_V16.pdf
(im Skript werden mehrmals die Zeichen p (Dipolmoment) und ρ (Ladungsdichte) verwechselt)

1) Die Schwingung der Elektronen in der Antenne muss zunächst erzeugt werden, dies sei vorausgesetzt.
2) Die Elektronen erzeugen zwei E-Felder, die sich mit den Schwingungen ändern, diese fallen mit 1/r² ab.
E = q·kC/r²
Da es sich insgesamt um ein Dipolfeld handelt, fällt es (quer zur Antenne) mit 1/r³ ab
E = p·kC/r³ = q·L·kC/r³
3) Da sich die Elektronen bewegen, erzeugen sie ein B-Feld, das mit 1/r² abfällt.
B = (ṗ×r)/(4π·ε°c²r³) = ṗ·kC/c²r² = q·v·kC/c²r² = v·E/c²
4) Diese beiden Felder sind mit π/2 versetzt, die Energie aus B×E fällt mit 1/r⁵ ab.
Dies prägt das Nahfeld.

5) Da sich das E-Feld fortlaufend ändert (Ė ≠ 0), stellt dies einen (virtuellen) Verschiebungsstrom dar.
I = ε°Ė·A
6) Der Verschiebungsstrom verursacht ein zusätzliches B-Feld. Dieses fällt mit 1/r ab.
B = r(p̈×r)/c(4π·ε°c²r³) = p̈·kC/c³r = q·a·kC/c³r
7) Das B-Feld erzeugt ein E-Feld, dieses ist nicht versetzt und fällt ebenso mit 1/r ab.
8) Die Energie aus E×B fällt mit 1/r² ab.
Dies prägt das Fernfeld.

Mit anderen Worten: Die Photonen werden durch die Beschleunigung der Elektronen erzeugt, ähnlich wie bei Zyklotronstrahlung etc. Jedes einzelne Elektron legt bei den Schwingungen nur eine sehr kurze Distanz zurück, da die Driftgeschwindgikeit vs sehr gering ist (ca 0,3 mm/s)

EDIT: Dipolfeld

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