Elektromagnetische Wellen - Synchrotron
Fachbezug
Elektrisches Feld. Magnetfeld. Veränderliche Felder. Elektromagnetische Wellen.
Aufgabe
In der Animation wird eine elektrische Ladung mit hoher Geschwindigkeit hin- und herbewegt. Die elektrischen Feldlinien verlaufen daher nicht mehr stationär, sondern "verformen" sich entsprechend der Ortsänderung der felderzeugenden Ladung ...
Aktivitäten
"Zur Elektrodynamik bewegter Körper" war einer der ersten Artikel zur Speziellen Relativitätstheorie von Albert Einstein. Hier wird das Verhalten der Feldlinien beschrieben, wenn sich die Ladung auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und wieder abgebremst wird.
- Begründe, warum sich die Feldlinien nur bei hohen Beschleunigungen beobachtbar "verformen"!
- Variiere die maximale Geschwindigkeit mit Hilfe des Schiebereglers und interpretiere die Auswirkungen auf das animierte Feldlinienbild!
- Wähle eine mittlere Geschwindigkeit und lasse die Animation laufen. Stelle dann die Geschwindigkeit mit den Schieberegler abrupt auf 0 zurück. Halte die Animation an und interpretiere das Feldlinienbild!
- In der Auswahlliste werden verschiedene Bewegungsformen für die beschleunigte Ladung angegeben:
- Wellenförmige Bewegung - die Ladung bewegt sich in einer "Wellenlinie" auf und ab...
- Schwingung - die Ladung schwingt wie ein harmonischer Oszillator auf und ab...
- Kreisbewegung - die Ladung bewegt sich wie im Synchrotron auf einer (engen) Kreisbahn...
- Gleichförmige Bewegung - die Ladung bewegt sich geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit...
- Variiere bei der gleichförmigen Bewegung der Ladung die Ausbreitungsgeschwindigkeit mit Hilfe des Schiebereglers und erläutere das entsprechende Feldlinienbild!
Physlet® - Davidson-College, W.Christian, M.Belloni, P.Krahmer et.al.