Gedanken zum Atom

[Harald Maurer]

Das heißt also, wir haben im Nahfeld eine Phasenverschiebung von 180°und im Fernfeld 0°. Welches Feld hat welches überholt wenn z.B. die Wellenlänge 300.000,00 km beträgt?

Kein Feld hat ein anderes überholt. Sie bewegen sich ja nicht als Identität von A nach B (Transversalwelle!). Mehr dazu gibt's hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Nahfeld_und_Fernfeld_(elektromagnetische_Wellen)

Grüße
Harald Maurer

[Harald Maurer]

Und warum nicht? Woran liegt das (physikalisch gesehen)? Ist der "Raum" nicht homogen und isotrop?

Die Felder werden phasenverschoben emittiert. Warum bleiben sie nicht phasenverschoben?

Das hängt von der Ausdehnung der Sendeantenne ab. Ein nur theoretisch denkbarer Punktstrahler würde nur eine einzige Kugelwelle abstrahlen mit bereits bestehenden Wellenfronten, die bereits die ebene Welle des Fernfelds bilden. Praktisch strahlt eine Antenne oder ein Dipol-Strahler aber mehrere zueinander verschobene Kugelwellen längs der Antennenlänge ab. Da entsteht daher nicht sofort eine einheitliche Wellenfront, sondern erst in einiger Entfernung, in welcher die gekrümmten Wellenfronten der einzelnen Sphären durch Zunahme der Radien die Krümmung immer mehr verlieren und daher immer genauer übereinander zu liegen kommen.

Man sieht das gut an obigem Bild. Dabei kann dasselbe Bild auch bei Abstrahlung eines längeren Antennenstabs entstehen. Man kann sich auch gut vorstellen, dass es umso früher zur Überlagerung der Wellenfronten kommt, je kürzer die Antenne ist, weil die Anzahl der zueinander verschobenen Kugelwellen dann entsprechend geringer ausfällt.
Der Effekt ist auch gut zu erkennen bei der Beugung am Doppelspalt:

Auch hier werden sich die einzelnen verschobenen Wellenfronten erst in einiger Entfernung zu gleichphasigen Wellenfronten vereinigen. Ab diesem Punkt beginnt erst das Fernfeld, wo man dann von einer ebenen Welle sprechen kann.

em_welle_nahfeld.jpg (15.09 KiB) 5276-mal betrachtet

em_welle_fernfeld.jpg (14.38 KiB) 5295-mal betrachtet

Grüße
Harald Maurer

[Kurt]

Ein EM-Feld ist daher nichts anders, als der ständige Energiewechsel zwischen elektrischen und magnetischem Feld.
Dass da keine "unterschiedlichen Frequenzen" möglich sind, sollte eigentlich auch klar sein.
Daher finde ich Deine Aussage "elektrisch und magnetisch heisst nichts anderes als unterschiedliche Frequenzen" leider nicht richtig.

Frage: fallili, gehst du mit mir die Entstehung einer polarisierten "Funkwelle" ab der Auskoppelspule des Schwingkreises der Sendeendstufe durch?
Wenn ja dann mach ich einen neuen Faden auf.

Ich schreib da,s weil beim googlen bei den Bildern sofort ein Bild auftaucht bei dem elektrisches und magnetisches Feld gleichphasig sind - da findet man also auch viel Blödsinn im Netz.
Da ich in Österreich eine hier nicht vergleichbare Mittelschule (5 Jahr HTBL Nachrichtentechnik) besucht habe, kann ich schon behaupten - was ein EM Feld ist, kann ich durchaus beurteilen.

Die Voraussetzung dazu müsste damit gegeben sein.

Kurt

[fallili]

Das hängt von der Ausdehnung der Sendeantenne ab. Ein nur theoretisch denkbarer Punktstrahler würde nur eine einzige Kugelwelle abstrahlen mit bereits bestehenden Wellenfronten, die bereits die ebene Welle des Fernfelds bilden. Praktisch strahlt eine Antenne oder ein Dipol-Strahler aber mehrere zueinander verschobene Kugelwellen längs der Antennenlänge ab. Da entsteht daher nicht sofort eine einheitliche Wellenfront, sondern erst in einiger Entfernung, in welcher die gekrümmten Wellenfronten der einzelnen Sphären durch Zunahme der Radien die Krümmung immer mehr verlieren und daher immer genauer übereinander zu liegen kommen.

Man sieht das gut an obigem Bild. Dabei kann dasselbe Bild auch bei Abstrahlung eines längeren Antennenstabs entstehen. Man kann sich auch gut vorstellen, dass es umso früher zur Überlagerung der Wellenfronten kommt, je kürzer die Antenne ist, weil die Anzahl der zueinander verschobenen Kugelwellen dann entsprechend geringer ausfällt.
Der Effekt ist auch gut zu erkennen bei der Beugung am Doppelspalt:

Auch hier werden sich die einzelnen verschobenen Wellenfronten erst in einiger Entfernung zu gleichphasigen Wellenfronten vereinigen. Ab diesem Punkt beginnt erst das Fernfeld, wo man dann von einer ebenen Welle sprechen kann.

em_welle_nahfeld.jpg

em_welle_fernfeld.jpg

Grüße
Harald Maurer

Das obere Bild kenn ich - kann aber daraus nicht erkennen warum die zuerst 90° verschobene Welle diese 90 ° dann aufholt.
Wie aus vielen Kugelwellen eine ebene Front entsteht, ist ja eigentlich völlig klar - aber darum geht es hier nicht.

Ist im oberen Bild eigentlich rot für die E und blau für die die M Welle gedacht? Ich glaub nicht - sieht eher nach + und - Maximum aus.
Wär schön ein Bild zu finden wo die el. Maxima und die mag. Maxima vom Dipol aus bis ins Fernfeld dargestellt wären.

Bin schon lange aus dem Geschäft - aber ich glaube, dass in der Umgebung vom Dipol ganz anders gerechnet wird als im Fernfeld, wo nur mehr Maxwell gültig ist.
Muss mal wieder im Netz suchen.

Meine kurze Suche hat bisher nur gezeigt, dass Harald recht hat - aber so wirklich versteh ich diese Änderung der Phasenverschiebung nicht.
Widerspricht zumindest allem, was ich so auf die Schnelle für logisch halten würde. Wenn el. und mag. Feld sich ja beide mit der gleichen Geschwindigkeit ausbreiten (c) müsste die Phasenlage nach meinem Empfinden ja auch immer konstant bleiben. Mysteriös.

[Kurt]

Hallo Kurt,

ich kann Dir zwar bisher immer noch folgen, aber irgendwie steige ich nicht durch, auf was Du hinaus willst. Bisher ist ja von der Sache her noch nichts ungewöhnlich, das könnte man alles so innerhalb der Standardtheorien erklären. Auch dort gibt es ja verschiedene Ansätze, da würde alles bisher schon reinpassen.

Schauma mal ob das auch so bleibt.

Die beiden Elektronen sehen den Kern des Atoms als Spiegel, sich gegenseitig aber selber nicht.
...........E------------------------K-----------------------E

Soweit so gut, wegen der unterschiedlichen Schwingungsausrichtung kommt es nicht zur Karambulage zwischen den beiden Elektronen, sie würden sich sonst gegenseitig wegschupsen.

Nun kommt ein drittes Elektron dazu.

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               E3
               -
               -
               -
    E1---------K--------E2   



Es ist ebenfalls im Abstand von Lamda/2 zum Kern (auf dem gleichem Orbital).

Diese Konstellation ist aber nicht beständig, sie wird sich, wenn überhaupt, nur sehhhr kurz halten.

Warum?

Kurt

Hat jemand eine Idee wieso es bei den dreien nicht geht?
Wieso kann sich E3 nicht an dieser Position einnisten?

In der Realität des Atoms ist es ja auch so, es gibt kein Atom bei dem drei Es auf Orbital 1 sind.

Kurt

[Kurt]

...

Hat jemand eine Idee wieso es bei den dreien nicht geht?
Wieso kann sich E3 nicht an dieser Position einnisten?

In der Realität des Atoms ist es ja auch so, es gibt kein Atom bei dem drei Es auf Orbital 1 sind.

Kurt

Warum wohl - es geht nicht weil es nicht geht!

Sag ich doch dass es nicht geht, ich weiss aber warums nicht geht.

Es geht auch nicht mit zwei!

Dochdoch, da geht's.
Es gibt Atome die haben zwei Es aufm erstem Orbital, aber keine drei oder mehr.

Kurt


Noch genauer: es gibt überhaupt kein Atom dass mehr als zwei Es auf Orbital1 hat.

[Kurt]

Nein Kurt, mit zwei Elektronen kann keine Schale gemacht werden! Es müssen unzählige Teilchen beteiligt sein!

Das ist schon richtig, wir hatten gestern so eine Obstschale, war wirklich gut (der Inhalt).
Wenn du da näher eingehen willst dann bind ich einen Faden an.

Kurt

[Kurt]

Ein Atom (Wasserstoff, Helium usw.) ist rund. Mit einem Proton und einem Elektron (Wasserstoff) kann kein rundes "Gebilde" gemacht werden. Klar oder nicht?

Nein, ist nicht rund!!
Ein Proton mit einem Elektron verhält sich bei Drehung so wie der Hammerwerfer wenn er gleich werfen wird.
Klar?


Kurt

[Kurt]

Ein Atom (Wasserstoff, Helium usw.) ist rund. Mit einem Proton und einem Elektron (Wasserstoff) kann kein rundes "Gebilde" gemacht werden. Klar oder nicht?

Nein, ist nicht rund!!
Ein Proton mit einem Elektron verhält sich bei Drehung so wie der Hammerwerfer wenn er gleich werfen wird.
Klar?

Schon klar, aber das entspricht nicht der Realität! Ein Wasserstoffatom ist rund wie ein Fußballball!

Ist es nicht!
(glaub halt nicht alles was man dir vorsagt!)


Kurt

Nachgeschupst:
Überlege mal, wenn alle Atome rund wie Kugeln wären, wieso gäbe es dann unterschiedliche Kristalle!!

[Kurt]

Nun kommt ein drittes Elektron dazu.

Code: Alles auswählen

               E3
               -
               -
               -
    E1---------K--------E2   



Es ist ebenfalls im Abstand von Lamda/2 zum Kern (auf dem gleichem Orbital).

Diese Konstellation ist aber nicht beständig, sie wird sich, wenn überhaupt, nur sehhhr kurz halten.

Warum?

Niemand die Lösung?

Ganz einfach.
Der Abstand zum Kern passt, E3 könnte sich einnisten, einen Knotenplatz -erarbeiten-.

Der Abstand E1 zu E3, E2 zu E3 passt aber nicht, denn da kommt es zum Lichtdruck zwischen E1, bzw. E3.
Es kommt deswegen zu Lichtdruck/abstossung von E3, weil der Abstand zu E1 bzw. E2 keine passende Wellenlänge hat.
Darum wird E3 nicht lange bleiben können.

Das ist der Grund warum es nur Atome mit 2 Es auf Orbital 1 gibt!!

Nun noch ein E dazu.

Code: Alles auswählen

          E1---------K--------E2----------------E4
 

E2 zum Kern ist 1/4, somit Kompensation
E4 zum Kern ist 3/4 , somit Kompensation, das geht also.
E4 zu E2 ist 1/2, das geht also nicht.
Heisst dass E4 E2 nicht sehen darf, also eine andere Schwingungsausrichtung haben muss.

E4 hat somit die gleiche Schwingungsausrichtung wie E1, sie sind 1/4 + 1/4 + 1/2 auseinander, ergibt 1 Lamda Abstand, das passt dann wieder.
E4 muss sich, um stabil eingebaut werden zu können, auf Orbital 2 befinden.

Hier liegt also ein Atom vor dass drei Elektronen besitzt, zwei auf Orbital 1, eins auf Orbital 2.

Hier noch ein Atom mit 4 Elektronen.

Code: Alles auswählen

E5----------------E1---------K--------E2----------------E4
 

Diese Gebilde ist stabil weil sich alle Es auf Knotenplätzen befinden, sich gegenseitig teilweise nicht -sehen-, und somit nicht verdrängen können.
Weitere Elektronen können sich nur auf Knotenplätzen anordnen wenn sowohl ihr Abstand als auch ihre Schwingungslage zu den bereits anwesenden passen.
Mir wäre es recht wenn das jemand logisch nachprüfen würde!


Kurt