Samstag, 15. Oktober 2016

Blatt "Elektromagnetische Wellen"

also das mit dem Sender vor der Metallwand und den Mikrowellen im Doppelspalt. Das sind bayrische Abiaufgaben, zu denen ihr auf leifiphysik.de noch mehr findet.

Aufgabe 1
1. Die Wellen erreichen den Empfänger über 2 Wege, direkt und refliektiert. Dabei kann es zu destruktiver Interferenz kommen, wenn die Längen der beiden Wege sich um eine (oder 2 oder 3 oder ...) ganze Wellenlängen unterscheiden. Bei der Reflexion an der Metallwand gibt es noch einen Sprung um eine halbe Wellenlänge (festes Ende) und das macht dann insgesamt einen Gangunterschied von 0,5 oder 1,5 oder 2,5 oder 3,5 oder ... Wellenlängen aus.

2. Miss mit dem Empfänger die Stehende Welle auf der direkten Verbindungslinie zwischen Sender und Metallplatte. Man sieht Knoten und Bäuche, und der Abstand zwischen benachbarten Knoten ist lambda/2. In unserem Fall waren das ca. 1,8 cm also lambda = 3,6 cm.

Aufgabe 2
1. f = c/lambda und lambda berechnet man  lambda = b * sin(alpha_1) = 4,16 cm
2. Siehe die Lichtaufgabe auf dem anderen Blatt, maximale ganze Zahl, so dass n*lambda<b. In dem Fall hier ist n=4, man misst also links und rechts vom Hauptmaximum jeweils 4 Nebenmaxima, also insgesamt 9.
3. 6,5 GHz -> lambda1 =  0,4615 m -> Maxima bei  alpha_1 = 13,3° und alpha_2 = 27,5°
15 GHz -> lambda2 = 0,02 m -> Maxima bei alpha_1 =  5,74° und alpha_2 = 11,5°.
Das erste Maximum erstrekkt sich also von 5,74° bis 13,3° und das zweite Maximum von 11,5° bis 27,5°. Sie überlappen sich also.

 

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