Elektromagnetisches Feld
Elektromagnetisches Feld
Elektromagnetische Wellen sind die Grundlage des Funkbetriebs. Diese Lerneinheit zeigt dir die Zusammenhänge zwischen Frequenz, Wellenlänge und Lichtgeschwindigkeit - und was Polarisation bedeutet.
Die Lichtgeschwindigkeit
Frage NB301: Elektromagnetische Wellen breiten sich im Freiraum (Vakuum, Luft) mit Lichtgeschwindigkeit aus:
$c \approx 300.000\,\frac{\text{km}}{\text{s}} = 300.000.000\,\frac{\text{m}}{\text{s}}$
Das ist unvorstellbar schnell: In einer Sekunde könnte Licht fast 8-mal um die Erde reisen!
Wellenlänge und Frequenz
Fragen NB302, NB303: Frequenz und Wellenlänge hängen zusammen - je höher die Frequenz, desto kürzer die Welle.
Frequenz = Wie viele Wellen pro Sekunde am Strand ankommen
Wellenlänge = Der Abstand zwischen zwei Wellenbergen
Wenn die Wellen schneller kommen (höhere Frequenz), müssen sie kürzer sein!
Die Umrechnungsformel
Für die Prüfung brauchst du diese einfache Formel:
$\lambda[\text{m}] = \frac{300}{f[\text{MHz}]}$ oder $f[\text{MHz}] = \frac{300}{\lambda[\text{m}]}$
Warum 300? Die Lichtgeschwindigkeit ist 300.000 km/s = 300.000.000 m/s. Wenn du mit MHz rechnest (Millionen Hertz), kürzt sich das zu 300.
Beispielrechnungen
Frage NB302: Welche Frequenz hat eine Welle mit λ = 2,08 m?
Das ist das 2-m-Band!
Frage NB303: Welche Wellenlänge hat eine Frequenz von 433,5 MHz?
Das ist das 70-cm-Band!
Typische Amateurfunkbänder
| Band | Frequenz | Wellenlänge | Rechnung |
|---|---|---|---|
| 80 m | 3,5 MHz | ≈ 86 m | 300 ÷ 3,5 |
| 40 m | 7 MHz | ≈ 43 m | 300 ÷ 7 |
| 20 m | 14 MHz | ≈ 21 m | 300 ÷ 14 |
| 2 m | 144 MHz | ≈ 2,08 m | 300 ÷ 144 |
| 70 cm | 433 MHz | ≈ 0,69 m | 300 ÷ 433 |
Polarisation
Frage NB304: Die Polarisation beschreibt die Schwingungsrichtung des elektrischen Feldes.
Antenne steht senkrecht
E-Feld schwingt auf und ab
Typisch: Mobilfunk, FM-Rundfunk
Antenne liegt waagerecht
E-Feld schwingt seitlich
Typisch: TV, manche Amateurfunk-Bänder
Außerdem gibt es zirkulare Polarisation (links- oder rechtsdrehend), bei der das E-Feld rotiert. Diese wird z.B. bei Satellitenfunk verwendet.
Die Polarisation von Sende- und Empfangsantenne sollte übereinstimmen! Bei falscher Polarisation gehen bis zu 20 dB (99%) der Signalstärke verloren.
Zusammenfassung für die Prüfung
| Frage | Thema | Richtige Antwort |
|---|---|---|
| NB301 | Lichtgeschwindigkeit | 300.000 km/s |
| NB302 | λ = 2,08 m → f = ? | 144 MHz (2-m-Band) |
| NB303 | f = 433,5 MHz → λ = ? | 0,69 m (70-cm-Band) |
| NB304 | Arten der Polarisation | Horizontal, vertikal, zirkular - sollten übereinstimmen |
- 300-Formel: λ[m] = 300 ÷ f[MHz] (und umgekehrt)
- 2-m-Band: 144 MHz, Wellenlänge ≈ 2 m
- 70-cm-Band: 433 MHz, Wellenlänge ≈ 0,7 m
- Polarisation: Sender und Empfänger sollten gleich polarisiert sein!
Wissenskontrolle
0 / 4 Fragen richtigDie Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen beträgt im Freiraum etwa ...