Wissen wir, wie eine Radiowelle aussieht?

Vergiss das Quantenzeug für einen Moment. Wenn Sie mehr über Quantenelektrodynamik erfahren möchten, lesen Sie QED von Richard Feynman. (Sie sollten es trotzdem lesen; es ist vielleicht das einzige wirklich gute Pop-Physik-Buch.)

Klassischerweise ist ein elektromagnetisches Feld ein Kraftfeld, das auf elektrische Ladung wirkt. Es sieht genauso wenig wie etwas aus wie ein mechanisches Drücken oder Ziehen. Eines der Dinge, auf die die EM-Kräfte einwirken können, sind Moleküle. Sie können die Form der Moleküle verändern oder (bei hohen Frequenzen) sogar chemische Bindungen aufbrechen. So sehen Sie – Licht stimuliert eine chemische Reaktion in den Zellen Ihrer Netzhaut, die eine Kette chemischer Reaktionen auslöst, die in Gehirnaktivität gipfelt.

Wenn wir sagen, dass eine Radiowelle als Sinuswelle beschrieben werden kann, sprechen wir darüber, wie sich die Amplitude der Welle (dh die Stärke der Kraft) über Raum und Zeit verändert. Sinuswellen treten aus den von Dave erwähnten Gründen häufig auf – sie sind einfache Lösungen für Differentialgleichungen zweiter Ordnung, und Sie können die Fourier-Analyse verwenden, um andere Signale in Form von Sinuskurven zu beschreiben. Sinuswellen werden aus dem gleichen Grund auch verwendet, um über Schall zu sprechen.

Die meisten Radiowellen sind keine reinen Sinuswellen, aber viele basieren auf Sinuswellen. Beispielsweise sind die Amplituden von AM-Radiowellen Sinuskurven, deren Amplitude sich langsam ändert. Die Amplituden von UKW-Radiowellen sind Sinuskurven, deren Frequenzen sich langsam ändern. Hier ist eine Illustration mit freundlicher Genehmigung von Berserkerus auf Wikimedia Commons :

Beachten Sie, dass das Beispielsignal in diesem Bild ebenfalls eine Sinuswelle ist. Das ist kein Unfall. Sinuswellen eignen sich gut als einfache Testsignale. Die Strahlung von Stromleitungen wäre auch ziemlich nah an einer reinen Sinuswelle.

Wenn Sie eine Radiowelle visualisieren möchten, stellen Sie sich vor, Sie befinden sich unter Wasser in der Nähe eines Strandes. Die Strömungen sind nicht sichtbar, aber Sie können immer noch die sich bewegenden Wasserwellen spüren, die Sie hin und her schieben. Das machen Radiowellen mit den Elektronen in einer Antenne.

Eine Radiowelle ist nicht wie eine unsichtbare Schnur mit einer Sinusform, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt.

Eine Radiowelle besteht aus einem elektrischen Feld und einem magnetischen Feld. Stellen Sie sich das als eine Eigenschaft des Raums vor. Beispielsweise ist die Eigenschaft "Farbe" einer Banane "gelb". Die Eigenschaft „elektrisches Feld“ dieses unendlich kleinen Raumstücks hier ist 10 V/m. Aber da drüben sind es 20 v/m.

Eine reine Radiowelle mit fester Frequenz ist die sinusförmige Modifikation der Eigenschaften "elektrisches Feld" und "magnetisches Feld" des Raums entlang der Welle. In Zeit und Raum.

Wenn Sie zum Beispiel eine Momentaufnahme der Situation zum Zeitpunkt t = 1 Sekunde machen und sich vorstellen, dass Sie ein magisches Instrument haben, das diese "Eigenschaften" relativ zur Entfernung zum Sender messen kann.

Wenn Sie nun den gemessenen Wert des elektrischen Felds in einem xy-Diagramm darstellen, wobei x die Entfernung zum Sender und y der Wert ist, den Sie auf Ihrem Instrument ablesen, sehen Sie einen Sinus, wie Sie ihn in Lehrbüchern sehen. Es bedeutet nur, dass hier E = 0 ist, aber 10 m dort drüben 10 V/m, bei 20 m wieder 0 und bei 30 m -10 V/m ... zum Beispiel.

Dies ist absichtlich zu stark vereinfacht, aber ich dachte, dass das Ziel hier darin besteht, einige Hinweise zu geben, die es ermöglichen, eine Intuition über das Thema aufzubauen.

Wenn Sie die elektrischen und magnetischen Felder um Sie herum zu einem bestimmten Zeitpunkt irgendwie visualisieren könnten, wären sie sehr zufällig, so etwas wie die Oberfläche des Ozeans, denn was Sie sehen würden, wäre die Überlagerung von Wellen, die von vielen verschiedenen Quellen erzeugt werden.

Wir neigen dazu, Sinuskurven zu verwenden, um Wellen zu analysieren, da sie einige wichtige mathematische Eigenschaften haben. Zunächst einmal zeigte uns Fourier, dass jede Funktion (und insbesondere periodische Funktionen) als Summe von Sinuswellen ausgedrückt werden kann. Zweitens verwenden wir Differentialgleichungen (Kalkül), um die grundlegenden Eigenschaften von Feldern zu beschreiben, und das Integral oder die Ableitung einer Sinuskurve ist eine andere Sinuskurve, was sehr praktisch ist.

Hier ist eine vernünftige Visualisierung von Funkwellen, die sich von einer Punktquelle ausbreiten

( Quelle )

Denken Sie daran, dass es vereinfacht ist.

Tatsächliche Wellen verschwinden nicht, wenn sie eine bestimmte Entfernung zurücklegen, aber ihre Amplitude nimmt mit der Entfernung ab.

Diese Visualisierung lässt es auch so aussehen, als wäre jede Welle eine dünne Schale, aber Sie müssen sich vorstellen, dass diese Oberfläche einen Gipfel darstellt und der Punkt in der Mitte zwischen zwei "Schalen" ein Tal ist.

Dieses Zitat von Feynman (Lectures in Physics, Band 2) hat mir schon immer sehr gut gefallen, das ausdrückt, wie seltsam und mysteriös EM-Wellen sind:

Aber Max Born hat etwas anderes über das EM-Feld zu sagen, das Ihre Frage beantwortet, denke ich:

Das ist von S. 156 aus diesem coolen Buch. https://ia600409.us.archive.org/4/items/einsteinstheoryo00born/einsteinstheoryo00born.pdf )

Und gleich auf der nächsten Seite zeichnet Born die EM-Welle, die von einem Dipol ausgeht:

Hier ist eine sehr nicht technische und wahrscheinlich physikalisch nicht exakte Antwort, aber eine, die jemandem helfen könnte, der nicht so tief in die Materie eintaucht, sie besser zu verstehen (alias: erkläre es, als wäre ich fünf).

Ich habe vor einiger Zeit dieses lustige Bild gesehen, das zeigt, wie sich WLAN in einem Haus ausbreitet:

Es ist auch als gif verfügbar, aber irgendwie kann ich es hier nicht einfügen: Wifi breitet sich in Räumen aus Animation

Wifi sind winzige Radiowellen (Mikrowellen). Genau wie Schallwellen sollten Sie sich diese Wellen nicht wie Meereswellen vorstellen, die auf und ab gehen, sondern eher wie Flecken wirklich dichter Luft und dann sehr dünne Luft, also eher wie eine Impulswelle als eine Meereswelle. Natürlich wird im Fall von Strahlung/elektromagnetischen Wellen nicht die Luft dicht, sondern das elektromagnetische Feld ist entweder "dicht" oder "weniger dicht".

Die Sinusfunktion gibt also nur an, wie dicht das Medium ist. Und dieses Medium ist bei Schallwellen Luft, bei Radiowellen das elektromagnetische Feld. Obwohl diese letzte Aussage möglicherweise nicht zu 100% physikalisch korrekt ist.

Am Ende des Tages zeigt die Sinusfunktion also nur, wie stark das Feld ist, oder besser gesagt, welche Art von Ladung es hat. Wir messen einen Punkt im Raum und zeichnen dann die Ladung über die Zeit auf: Wir zeichnen nach oben für eine positive Ladung und wir ziehen die Linie für eine negative Ladung wieder nach unten.

Um Ihre Frage zu beantworten: Die Sin/Cos-Funktionen usw. sind eine Analyse dieser Funkwellen aus einer Perspektive (z. B. ein Punkt im Raum, und wir tragen die Ladung auf der y-Achse und die Zeit auf der x-Achse auf). Aber es ist nicht so, als würden Strahlen von Sinuswellen durch den Raum wandern, denn der Raum ist dreidimensional, und die eigentliche Welle lässt sich besser als „dichte“ Bereiche und weniger dichte Bereiche beschreiben, die pulsieren.

Der Raum, durch den sich Wellen ausbreiten, ist keine zweidimensionale Oberfläche, die wie ein Ozean Wellen erzeugen kann, sondern er ist dreidimensional. Anstelle einer Meeresoberfläche sind es also eher mehrere Explosionen, die rhythmisch von einem Punkt aus geschehen. Genau wie in der Animation in dieser Antwort reisen sie wie eine Kugel durch den Raum, und innerhalb dieser Kugel befindet sich eine andere Kugel, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit ausdehnt, und so weiter.

Öffnen Sie die Animation und platzieren Sie Ihren Cursor auf einem Punkt in diesem Raum. Wie könnte man die Farbänderungen an der Stelle, an der sich Ihr Cursor befindet, am besten beschreiben? Eine Sin-Funktion, richtig?

Ich hoffe, das hilft!

Ja, wir wissen, wie sie aussehen. Sie sind unsichtbar.

Funkwellen sind sich selbst ausbreitende Störungen im E- und B-Feld. Da wir E- und B-Felder nicht sehen können, sind Radiowellen unsichtbar.

Wenn Sie den Begriff „Funk“ etwas verbiegen wollen, dann können Sie sagen, dass eine schmale Wellenlänge von etwa einer Oktave, etwa 350 - 700 nm, für das menschliche Auge sichtbar ist, da dies die Wellenlänge des sichtbaren Lichts ist. Licht- und Radiowellen sind dasselbe, abgesehen von ihrer Wellenlänge. Wir verwenden den Begriff "Radiowellen" normalerweise, um uns auf viel längere Wellenlängen als sichtbares Licht zu beziehen.

Wenn Sie fragen, was die "Form" der Störungen des E- und B-Feldes ist, dann ist die Antwort, dass es sich um Sinuskurven handelt. Das bedeutet nicht, dass eine schöne Sinuslinie auf und ab geht, wie Sie es in einer Lehrbuchillustration finden. Aber die Größe der E- und B-Felder folgt einer Sinusform über die Entfernung und über die Zeit.

Radiowellen sind unsichtbar, obwohl unser Verständnis von ihnen sehr weit fortgeschritten ist, und Sie sollten sie nicht als mystisch betrachten. Bitte beachten Sie, dass Photonen je nach Energieniveau vom Auge wahrgenommen werden können, aber das heißt nicht, dass wir sie sehen können. Photonen sind die Teilchen, die unseren Augen visuelle Informationen übermitteln. Um ein Objekt zu sehen, muss eine große Anzahl von Photonen von diesem zum Auge des Betrachters gelangen und auf der Netzhaut fokussiert werden. Nach dieser Definition sind Photonen auch unsichtbar, obwohl das Auge sie wahrnimmt. Ich erwähne die Photonen nur, weil ich weiß, dass jemand sie ansprechen wird, wenn ich es nicht tue.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, HF-Wellen zu visualisieren, wie sie absorbiert oder reflektiert werden und wie sie sich gegenseitig stören und so weiter. Diese können sehr hilfreich sein, sie zu verstehen, aber das ändert nichts an der Tatsache, dass die Wellen selbst unsichtbar sind.

Sie betreten hier das Reich der Quantenmechanik ...

Was ist eine Welle? Was ist ein Teilchen? Was ist der Unterschied? Sind sie gleich?

Um es jedoch etwas zu vereinfachen und in den Kontext der Elektronik zu stellen, stellt man sich am besten eine Wechselspannung in einem Kabel vor.

Der Draht besteht aus Atomen. Die Atome haben Elektronen. Die Elektronen werden durch die Spannung bewegt, um den Strom zu bilden.

Wenn die Spannung positiv ist, bewegen sie sich in die eine Richtung, und wenn sie negativ ist, bewegen sie sich in die andere. Die "Welle" ist die Bewegung der Elektronen. Stellen Sie sich zur weiteren Vereinfachung vor, es gäbe nur ein Elektron. Sie legen eine sinusförmige Wechselspannung an, und dieses einzelne Elektron würde sich in einem sinusförmigen Muster vorwärts und rückwärts bewegen. Die "Welle" ist in diesem Fall also die Position dieses Elektrons, die gegen die Zeit abgebildet ist.

Nun, wenn wir zu Radiowellen kommen, haben wir ein ganz anderes Ballspiel. Wir beschäftigen uns viel mehr mit Quantenmechanik, Feldern usw.

Einfach ausgedrückt, nein, Sie können eine Welle nicht "sehen". Die Welle ist, wenn Sie so wollen, eine Energiesignatur. Nehmen Sie zum Beispiel Licht. Ist es eine Welle oder ein Teilchen? Nun, es kann an beides gedacht werden. Als Photon ist es ein physisches Objekt, das mit der Netzhaut Ihres Auges interagiert, damit Sie Dinge sehen können. Als Welle ist sie in der Lage, sich zu biegen und sogar in zwei andere Wellen aufzuspalten (siehe Doppelschlitz-Experiment ) und wieder zu kombinieren.

Aus der Teilchenperspektive kann man sich die Frequenz vorstellen als wie schnell dieses Teilchen schwingt.

Ein weiterer guter Aspekt ist der Sound. Das sind Wellen, aber von anderer Art. Eher ähnlich wie Wechselstrom - die Atome der Luft bewegen sich zeitlich zu einer Erregung (Lautsprecher) hin und her, die Sie mit einem Mikrofon "sehen" können. Und das kann man sehen, alle bestehen aus Sinuswellen in verschiedenen Kombinationen.

Um Ihre Frage zu beantworten: Fragen Sie Steven Hawking :) und gehen Sie dann zu den Physikforen.

Hier gibt es viele gute Antworten, nur ein paar weitere Kommentare:

Funkwellen unterliegen den Maxwell-Gleichungen, die die elektrischen und magnetischen Felder an jedem Punkt in Raum und Zeit beschreiben. Das Funkwellenspektrum überschneidet sich nicht mit dem unserer Sinne (anders als beispielsweise bei sichtbarem Licht oder Infrarot), sodass wir die Wellen nicht sehen können und sie nur durch irgendeine Art von Messung beobachten. (Auch bei sichtbarem Licht beobachten wir die Wellen nicht direkt, sondern durch ihre Wirkung auf unsere „Sensoren“.)

Die elektrischen und magnetischen Felder sind zeitveränderliche Vektoren an jedem Punkt im Raum, also selbst wenn wir sie sehen könnten, wären sie komplizierte Bestien. Wir können Aspekte der Felder mit Antennen, Feldsonden usw. messen.

Die tatsächlichen Felder stellen die kombinierten Auswirkungen aller Quellen dar ('Rauschen', andere bekannte Signale, Signale, an denen wir interessiert sind usw.) und sind nicht rein$\sin$/$\cos$Wellen. Naturschutzgesetze bedeuten, dass sich die Felder in ihrer Natur wiederholen und in vielen Fällen als periodisch behandelt werden können. Signale mit$\sin$/$\cos$sind oft Lösungen der zugrunde liegenden Differentialgleichungen und werden als "Bausteine" verwendet, um Lösungen für kompliziertere Szenarien zu finden.

Die Sin/Cosinus-Funktionen usw., die Sie lernen, sind zweidimensional. Radiowellen sind dreidimensional, daher vermitteln Sinuswellen nicht viel von der physikalischen Realität. Mathematik kann die dreidimensionalen Wellen beschreiben, aber es braucht Vektorrechnungen (Maxwellsche Gleichungen), die viel weiter fortgeschritten sind als Ihre derzeitigen Mathematikkenntnisse.

Sie verwenden immer wieder den Ausdruck „sieht aus wie“ für etwas, das für die menschlichen Sinne unsichtbar ist.

Also Frage: Wie viel Instrumentierung kann ich verwenden, um Ihnen diese Wellen zu zeigen?

Denn ihre Natur ist wirklich die von reisenden Regionen der Erregung elektrischer und magnetischer Felder und in der Fernfeldregion, im freien Raum ...

• es handelt sich tatsächlich um Transversalwellen (d.h. beide Felder zeigen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung),
• Sie haben wirklich die elektrischen und magnetischen Komponenten in Phase und senkrecht zueinander.
• Sie sind effektiv ebene Wellen, was bedeutet, dass die übliche lineare Darstellung so aussieht$E(x,t) = \sin(kx - \omega t)$sollte sein$E(\vec{x},t) = \sin (\vec{k}\cdot\vec{x} - \omega t)$.

Die Bilder sind repräsentativ für die Realität, aber Sie können den Schein ohne Hilfsmittel nicht sehen.

Grüße an Olli für die beste Antwort. Natürlich ist es möglich, sich vorzustellen, „wie die Radiowellen aussehen“ – oder besser gesagt – welche Form elektrische (und/oder magnetische) Feldstörungen haben, die sich im Weltraum ausbreiten – obwohl wir sie nicht direkt sehen können. Aber Sie müssen ein wenig Wissen über sie und eine wirklich reiche Vorstellungskraft haben.

Vergiss das Quantum und vergiss die Photonen. Dies ist keine Ebene der Physik, die sich die meisten per Wahrnehmung "vorstellen" können. Alle oben, die Photonen erwähnen, verstehen Ihre Frage einfach nicht oder kennen die Antwort nicht und entkommen ihr, indem sie die Grenze von etwas überschreiten, das außerhalb des heutigen Bereichs der Menschen liegt. Das ist so, als würden wir über die genaue Form eines Atoms sprechen. Welche Form hat ein einzelnes Atom? Und welche Form hat ein einzelnes Proton? Die Leute haben keine Ahnung, was es ist, und es ist höchstwahrscheinlich kein kleiner runder Ball wie auf Schulbildern. Man kann sagen, solange wir die genaue Form des Atoms nicht kennen, werden wir den Zusammenhang zwischen klassischer elektromagnetischer Welle und Elementarteilchen, also Photonen, mit dem sich die Quantenphysik beschäftigt, nicht verstehen.

Bleiben wir also bei der klassischen Physik und ihrem Verständnis eines Phänomens, das als elektromagnetische Strahlung bezeichnet wird. Das ist sicher „umgänglich“, passiert in unserem Maßstab (übliche Funkwellen haben Längen von 1cm und mehr) und ist seit Jahrzehnten genau messbar.

Um sich jedoch zu überraschen, dass man sich elektromagnetische Wellen vorstellt, ist es eine sehr gute Idee, zuerst die Ausbreitung akustischer Wellen zu „entschlüsseln“ und sich vorzustellen. Sie sind relativ einfacher zu verstehen. Stellen Sie sich eine einzelne Schallwelle (einen einzelnen Impuls davon) als eine runde kugelförmige Blase aus hochkomprimierter Luft in der Umgebung natürlicher (normaler) Luft und auch mit der „normalen“ Luft in der Mitte vor. Nur eine "Schicht" der Druckluft, die in der Kugelblase angeordnet ist. Diese Schicht beginnt nicht so scharf und endet nicht so scharf. Der Übergang zwischen den Luftdruckwerten ist sanft (wie bei einer Welle:). Die Schicht ist ca. 34cm dick (für 1kHz Welle), aber wie gesagt, sie steht glatt zur Umgebung und endet (auf der Innenseite) auch glatt. Sein Durchmesser beträgt sagen wir 1 Meter. Und jetzt dehnt sich diese Blase im Raum in alle Richtungen aus. Es' Sie wird immer größer, aber die Schichtdicke ändert sich nicht - sie beträgt konstant 34 cm. Nur sein Durchmesser wächst in alle Richtungen herum. Seine Amplitude (die Luftdruckdifferenz) wird allmählich schwächer und hört schließlich auf zu existieren, verschwindet. Aber das war nur eine einzelne „Schicht“, ein einzelner Puls einer akustischen Welle. Stellen Sie sich jetzt vor, dass dieselbe Blase wächst, aber danach (genau 34 cm tiefer von dieser) erscheint eine andere und folgt dieser, indem sie kugelförmig wächst, und eine weitere und noch eine, so dass wir die ganze Salve von ihnen haben, die sich nacheinander bewegt die seriellen Luftdruckstörungen durch den Raum in alle Richtungen.

Kommen wir nun zu den Funkwellen. Ihre Form und Ausbreitung haben eigentlich die gleiche Natur. Sie sind die kugelförmigen Blasen (gekrümmte Schichten), die sich von ihrer Quelle aus eine nach der anderen im Raum ausbreiten. Der wichtigste Unterschied zu Schallwellen liegt darin, was Radiowellen eigentlich sind (welches Phänomen tragen sie). Wie gesagt, Schallwellen tragen serielle Luftdruckerhöhungen. Ihre Amplitude ist die Differenz zwischen Luftdruckwerten in den Spitzen und in den Tälern. Das ist es. Elektromagnetische Wellen tragen elektrische Feldinkremente. Eine "Schicht" (oder Impuls) davon besitzt eine vergrößerte elektrische Feldstärke. Zwischen diesen Impulsen ist der elektrische Feldwert gleich Null. Während sie sich also durch den Raum bewegen, wechselt das elektrische Feld einfach zwischen dem Maximalwert und Null. Max – Null – Max – Null – Max – Null – und so weiter.

Darüber hinaus sollte hinzugefügt werden, dass das elektrische Feld eine Vektorgröße ist. Es bedeutet, dass es seine Richtung hat. Die Richtung des elektrischen Feldes ist dabei immer senkrecht zur Ausbreitungsrichtung (Wanderung) von Wellen. Wenn man sich also einen einzelnen Radiowellenimpuls als unsere kugelförmige Blase des elektrischen Feldes vorstellt, wird eine Wirkung dieses Feldes tatsächlich entlang der Oberfläche unserer Blase gerichtet. Mit anderen Worten, die Linien des elektrischen Felds sind gekrümmt, parallel zur gekrümmten Oberfläche der Blase und senkrecht zu ihrem Radius. Betrachten wir nur eine einzige hypothetische Funkwelle, die sich horizontal ausbreitet. Wir können jetzt annehmen, dass die elektrische Feldrichtung vertikal ist. Und jetzt kommt es zur Sache - die Richtung des elektrischen Feldes wechselt zwischen den Impulsen. Für unsere horizontale Welle geht das Feld in der ersten Periode vertikal nach oben und in der nächsten nach unten. In einer Blase ist es also nach oben gerichtet, in der nächsten nach unten. Dennoch haben die Stellen zwischen den Blasen einen Feldwert von Null, und jede Blase hat ein Feld, das entgegengesetzt zum Feld der benachbarten Blase gerichtet ist. Wir können es wie folgt zusammenfassen: max – null – min – null – max – null – min – null. Eine Amplitude der Welle ist die Differenz zwischen maximaler und minimaler (oder wie wir sagen können - negativer) Intensität des elektrischen Feldes. Wenn wir uns an alle Zwischenwerte erinnern, wissen wir jetzt, warum sie es als Sinuswelle zeichnen, wobei die horizontale Achse in der Mitte platziert ist (wo die Feldstärke gleich Null ist). Unabhängig davon, ob die Feldrichtung nach oben oder unten gerichtet ist – sie verläuft immer noch senkrecht zur Ausbreitung der Welle. nicht wahr? Und genau so baut sich das elektrische Feld im Zwischenraum zwischen aufeinanderfolgenden Wellenimpulsen (bzw. zwischen nacheinander wachsenden Raumblasen) auf.

Aber es gibt noch eine weitere Komponente, die die Dinge wirklich kompliziert zu machen scheint – das Magnetfeld. Eigentlich ist das nicht so schwer herauszufinden. Die Magnetfeldaktivität deckt die gleichen Regionen ab wie das elektrische Feld. Sie sind in Phase korreliert. In Punkten – oder eigentlich räumlichen Sphären – wo das elektrische Feld null ist, ist auch das magnetische Feld null. In Sphären, wo die elektrische Feldstärke ihre Spitzen hat, hat auch die magnetische Feldstärke ihre Spitzen. In Sphären, wo das elektrische Feld seine Täler hat, hat das magnetische Feld Täler. Wie Sie vermuten, ist dieses Magnetfeld auch eine Vektorgröße, da seine Wirklinien eine Richtung haben. Der grundlegende Unterschied besteht darin, dass die Richtung des Magnetfelds sowohl zur Ausbreitung der Welle als auch zur Richtung des elektrischen Felds senkrecht ist. Wenn wir uns unsere hypothetische horizontale Radiowelle mit den elektrischen Spitzen vertikal nach oben und den elektrischen Trögen vertikal nach unten vorstellen, würde die Richtung der magnetischen Feldlinien entlang unserer Sichtlinie liegen. Die magnetischen Spitzen werden dann auf uns gerichtet und die magnetischen Täler werden von uns weg gerichtet. Betrachtet man einen größeren Bereich, müssen auch die magnetischen Feldlinien entlang einer Kurve verlaufen - entlang einer Kugeloberfläche.

Ich weiß nicht, wie viel aus dem, was ich gesagt habe, verstanden werden kann :) Die Hauptidee ist jedoch, dass dies Blasen mit verstärktem elektrischem und magnetischem Feld sind, die auch jede zweite Blase ihre Richtung ändern, und diese Blasen wachsen sehr schnell. Während sie durch den Raum reisen, wird die Stärke des elektrischen und magnetischen Feldes schwächer (die Amplitude nimmt ab), sie verlieren ihre Energie und verschwinden nach einer gewissen zurückgelegten Strecke schließlich überhaupt (genauso wie Schallwellen).

In Wirklichkeit ist die Form und Anordnung all dieser Wellen (sowohl akustische als auch elektromagnetische) aufgrund von Dingen wie Reflexion, Interferenz, Beugung und Brechung viel komplizierter. Die Blasen werden von verschiedenen Objekten wie Boden, Gebäuden, Bäumen, Autos, Wänden, Möbeln usw. reflektiert. Die reflektierte Blase trifft auf die direkte und beeinflusst die Form und den genauen Lauf der anderen, sodass die resultierende Topologie der Wellen normalerweise sehr komplex und aus Sicht der Wahrnehmung unvorhersehbar ist.

Um die grundlegenden physikalischen Unterschiede zu Schallwellen zu vervollständigen, die wir offensichtlich kennen, sind: - Sie benötigen kein Medium, sie breiten sich selbst aus und können sowohl durch Vakuum als auch durch viele verschiedene Materialien wandern; - Ihre Wellenlänge kann stark variieren, aber für Wi-Fi beträgt sie etwa 9-15 cm, also ist sie ziemlich nah an der Schallwellenlänge, die wir besprochen haben; - ihre Frequenz ist extrem höher (z. B. 100 MHz für UKW-Radio oder 2,4 GHz für Wi-Fi); - ihre Reisegeschwindigkeit ist auch extrem schneller (Lichtgeschwindigkeit);

Die Form der Wellen ist kugelförmig, sie sehen nicht so aus, wie Sie es in Lehrbüchern sehen. Was Sie in Lehrbüchern sehen, ist nur ein Ausschnitt aus der ganzen Welle. Das ist alles, was Sie brauchen, da die anderen Slices die gleichen Informationen haben wie das Slice, mit dem Sie arbeiten.