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Wellenausbreitung in Medien – und Brechung

  • Björn FeuerbacherEmail author
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Zusammenfassung

In Kap. 1 haben wir die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen im Vakuum besprochen, unter anderem auch bei Anwesenheit von „Hindernissen“ (Randbedingungen), was zur Beugung der Wellen führt.

In vielen realen Anwendungen breiten sich die Wellen aber in bzw. durch Medien aus – in durchsichtigen wie Luft, Wasser, Glas usw., aber auch in für Licht undurchsichtige Stoffe können elektromagnetische Wellen mit anderen Wellenlängen natürlich eindringen. Wir unterscheiden im Folgenden nichtleitende und leitende Medien. In beiden tritt normalerweise Dispersion auf, d. h., Wellen unterschiedlicher Frequenz haben unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten; in letzteren werden die Wellen außerdem absorbiert.

Die nichtleitenden Medien besprechen wir in Abschn. 2.1 und als Anwendung in der Optik in Abschn. 2.2 dann die Brechung beim Übergang zwischen zwei Medien. Im dritten Abschnitt gehen wir dann auf die technisch wichtigen Wellenleiter ein, in denen man Wellenausbreitung in Medien hat und gleichzeitig Randbedingungen berücksichtigen muss. Die zusätzlichen Komplikationen in leitenden Medien diskutieren wir erst im letzten Abschnitt.

Im ganzen Kapitel betrachten wir nur den einfachen Spezialfall linearer homogener isotroper Medien, sprich: Permittivität ϵ und Permeabilität μ sind räumlich (und zeitlich) konstante skalare Größen. Außerdem gehen wir davon aus, dass in den Medien keine freien Ladungsträger sitzen und auch keine externen Stromquellen vorhanden sind.

Copyright information

© Springer-Verlag GmbH Deutschland 2017

Authors and Affiliations

  1. 1.SchweinfurtDeutschland

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