@Peter0167 Peter0167 schrieb:In Sachen Veranschaulichung geht eben nix über das Original.
Das heißt du willst die Maxwell-Gleichungen diskutieren ;-) Eine andere Möglichkeit gibt es sonst nicht ohne Näherungen zu arbeiten.
Allerdings sind viele Wellenphänomene mathematisch sehr ähnlich oder gar gleich (oftmals hat man es mit den gleichen Differntialgleichungen zu tun, deren Lösungsansatz der gleich ist: Sinus und Kosinusfunktionen). Und wenn die Mathemaitk dahinter gleich ist sind auch dei Analogien recht gut.
Peter0167 schrieb:Wir haben einen ruhigen See, der naturgemäß eine Leitfähigkeit für Wasserwellen besitzt.
Ich will hier pedantisch sen sonst verliert die Analogie ihre Gültigkeit. Ein See hat nicht die Leitfähigket für Wasserwellen sondern hat ein Potential eine bestimmte Wasserhöhe, auszugleichen. Beim Licht is es das elektrostatische Feld das sich in einem Medium aufbauen kann. Beim Schall ist es der Druck der sich im Medium aufbauen kann. Beim See sind es Unterschiede in der Wasserhöhel. Generell: Irgendein Medium muss die Fähigleit haben ein POtential aufbauen zu können damit es auch Wellenphänomene erzeugen kann. Das ist nicht dasselbe, als zu sagen die Leitfähigkeit für WEllen zu haben. Es muss eine Leitfähigkeit vorhanden zu sein ein Potential von A nach B zu übertragen.
Beim elektrischen Feld ist das Spannung bzw. elektrische Flussdichte.
Beim Schall ist das der Druck
Bei Wasserwellen ist es das Gravitationspotential.
Ich versuch es nochmal anderes. Ganz allgemein kann man Wellen oft als ebene Wellen beschrieben:
Wikipedia: Ebene WelleDie dazugehörige Wellengeleichung ist:
\nabla^2 A = \frac{1}{c^2}\frac{\partial^2A}{\partial t^2}
Wichtig ist jetzt was bedeutet A? A kann zum Beispiel für das elektromagnetische Feld stehen
E [V/m] oder für Druck
p [N/m^2] oder für den Wasserpegel
P [m] je nach dem welches physikalische Problem wir lösen wollen. Was ist jetzt die Grundvorraussetzung das diese Gleichung sinnvolle Resultate liefert?
Ganz einfach A darf nicht null sein oder etwas mathematischer
A \neq 0. Falls A = 0 ist die einzige Lösung der oberen Gleichung 0 = 0, was schlicht bedeute wenn kein A dann keine Welle. Oder wenn E = 0 dann keine elektromagnetische Welle. Oder wenn p=0 dann keine schall usw.
Das ist etwas mathematischer was ich versuche zu erklären.
Peter0167 schrieb:Rein von der Energieerhaltung her betrachtet, würde die nicht verletzt werden, wenn die Welle stehenbleibt (also am Ort ihrer Entstehung).
Doch den dann würde E
kin abrupt auf null absinken. Wo würde die kinetische Energie abbleiben?
Peter0167 schrieb:Aber neben der Energie gibt es ja noch den Impuls, und der hat eine Richtung (weg von der Einschlagstelle). Daher nehme ich an, bewegt sich die Welle auch radial durch den See.
Der ist radial weil der horizontale Gesamtimpuls vor dem Einschlag null war und daher auch nachher null sein muss (wen wir annehmen der Stein fällt perfekt vertikal). Das geißt Energie wird gleichmäßig in alle Richtungen abgestrahlt.
Peter0167 schrieb:So ähnlich wird es wohl auch mit EM-Wellen laufen. Nun muss ich mir nur noch über die Natur des Impulses klar werden, und dann solls auch gut sein
.
Es ist gar nicht so kompliziert. Bei den Wasserwellen passiert folgendes. Das Potential (das Äquivalent zum E-Feld) ist die Wasserhöhe. Ist Wasser gleich hoch fließt nichts. Befindet sich Wasser auf unterschiedlichen Höhen fließt es von A nach B. Genau gleich wie beim Strom. Beim See ist am Anfang alles gleich hoch nichts fließt alles ist in Ruhe. Wen du nun den Stein ins Wasser wirfst, veränderst du lokal wie Wasserhöhe. Es fließt Wasser nach, wodurch sich dort der Wasserstand normnalisiert, aber woanders sinkt. DAs Spiel geht ewig so weiter.
Beim E-Feld ist es genau das gleiche. Eine Ladung sitzt in Riuhe am Punkt x und das Feld ist schön statisch. Jetzt bewgt man die Ladung (oszilliert sie) dann entstehen ein "Feldloch" wo man die Ladung bewegt hat und "elektrisches feld fließt nach" das wird als Strom bezeichnet insbesondere im Vakuum als dielktrischer Verschiebeungsstrom.
Wikipedia: VerschiebungsstromUm elektromagnetische Wellen
verstehen zu wollen ist dieser Wikiartikel unerlässlich. Es gibt nämlich zwei Arten von Strom. Den normalen den wir kennen den Strom bei dem sich LAdungsträger bewegen, und den anderen der Verschiebungsstrom der ausdrückt wie sich die elektrische Flussdichte ändert.
Peter0167 schrieb:PS: beim Kugelstoßpendel wird ja nach jeder Periode der Impuls erneuert,
Für mich hört sich das unheimlich komplliziert und auch nicht richtig an. Es ist gut wenn das vom Tisch ist.
Wichtig is Impuls ist nichts geheimnisvolles oder auch erneuerbarees. Impuls charaketersiert einfach nur eine Bewegung, oder genauer es ordnet der Bewgung eines Objekt eine Zahl und Richtung zu. das ist einfacher zu verstehen für massebehaftet Objekte bei der der IMpusl einfach nur p=m⋅ v ist . Es ist komplizierter beim Impuls von Feldern das Prinzip ist aber immer das gleiche.
Beim Kugelstoßpendel gibt es einfach nur zwei Arten von Energien die sich gegensietig abwechseln aus potentieller Energie wird kinetische und umgekehrt. DAsselbe ist auch der Fall bei elektromagnettischen Wellen: Das Feld ist potentielle Energie der Verschiebestrom ist kinertische Energie.
PS: Die Impulserhaltung beim Kugeloendel ist nicht ganz trivial für die beiden äußeren Kugeln, denn dort gilt die Impulserhaltung nicht wenn man nur die Kugeln betrachtet ;-)