Eine Antenne kann elektromagnetische Wellen senden oder empfangen. Beispiele für solche elektromagnetischen Wellen sind Sonnenlicht und die Wellen, die Ihr Mobiltelefon empfängt. Ihre Augen sind Empfangsantennen, die elektromagnetische Wellen bestimmter Frequenzen wahrnehmen. „Sie sehen Farben (rot, grün, blau) in jeder Welle. Rot und Blau sind lediglich unterschiedliche Frequenzen von Wellen, die Ihre Augen erkennen können.“
Alle elektromagnetischen Wellen breiten sich in Luft oder im Weltraum mit der gleichen Geschwindigkeit aus. Diese Geschwindigkeit beträgt ungefähr 671 Millionen Meilen pro Stunde (1 Milliarde Kilometer pro Stunde). Sie wird Lichtgeschwindigkeit genannt. Diese Geschwindigkeit ist etwa eine Million Mal höher als die Schallgeschwindigkeit. Die Lichtgeschwindigkeit wird in der Formel für „c“ verwendet. Wir werden die Zeit in Metern, Sekunden und Kilogramm messen. Diese Formeln sollten wir uns für die Zukunft merken.
Bevor wir die Frequenz definieren, müssen wir klären, was elektromagnetische Wellen sind. Es handelt sich dabei um ein elektrisches Feld, das sich von einer Quelle (Antenne, Sonne, Funkturm usw.) ausbreitet. Jedes elektrische Feld erzeugt ein zugehöriges Magnetfeld. Diese beiden Felder bilden zusammen eine elektromagnetische Welle.
Das Universum erlaubt es diesen Wellen, jede beliebige Form anzunehmen. Die wichtigste Form ist jedoch die Sinuswelle. Diese ist in Abbildung 1 dargestellt. Elektromagnetische Wellen verändern sich mit Ort und Zeit. Die räumlichen Veränderungen sind in Abbildung 1 dargestellt, die zeitlichen Veränderungen in Abbildung 2.
Abbildung 1. Sinuswelle als Funktion der Position dargestellt.
Abbildung 2. Zeichnen Sie eine Sinuswelle als Funktion der Zeit.
Wellen sind periodisch. Die Welle wiederholt sich einmal pro Sekunde in Form eines „T“. Die Anzahl der Meter nach der Wellenwiederholung, dargestellt als Funktion im Raum, ist hier angegeben:
Dies nennt man Wellenlänge. Die Frequenz (geschrieben „F“) ist einfach die Anzahl der vollständigen Schwingungen, die eine Welle pro Sekunde ausführt (der 200-jährige Zyklus wird als Funktion der Zeit mit 200 Hz oder 200 Hertz pro Sekunde angegeben). Mathematisch entspricht dies der unten stehenden Formel.
Die Gehgeschwindigkeit hängt von der Schrittlänge (Wellenlänge) multipliziert mit der Schrittfrequenz ab. Ähnlich verhält es sich mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen. Die Geschwindigkeit einer Welle, multipliziert mit der Schrittlänge pro Periode ( ), ergibt die Geschwindigkeit. Folgende Formel sollte man sich merken:
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Frequenz ein Maß dafür ist, wie schnell eine Welle schwingt. Alle elektromagnetischen Wellen breiten sich mit der gleichen Geschwindigkeit aus. Schwingt eine elektromagnetische Welle also schneller als eine andere, muss die schnellere Welle auch eine kürzere Wellenlänge haben. Eine längere Wellenlänge bedeutet eine niedrigere Frequenz.
Veröffentlichungsdatum: 01.12.2023
