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Abstrahlung beschleunigter Ladungen

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Abstrahlung beschleunigter Ladungen

Beitrag von belgariath » 13. Jul 2011, 11:45

Ich habe gerade ein Problem bezüglich der Winkelverteilung der abgestrahlten Leistung einer beschleunigten Ladung: Laut Elektrodynamik strahlt jede beschleunigte Ladung elektromagnetische Strahlung ab. Jedoch hängt die Menge der abgestrahlten Leistung vom Winkel bezüglich des Beschleunigungsvektors ab. Das ist zum Beispiel hier
http://books.google.de/books?id=KGe3FVb ... &q&f=false
in Kapitel 6.2.2. erklärt.
Betrachtet man Formel 6.5 so erkennt man dass die Feldstärke direkt proportional zu ist.
Meine Frage: Wie müsste jetzt Abbildung 6.1.c außerhalb der Zeichenebene aussehen? Auf den ersten Blick meint man, es sind zwei Keulen nach oben und unten. Meiner Meinung nach müsste es ein Torus um sein. Denn gemäß Formel 6.5 hängt die Feldstärke ja nur von ab und eben nicht von einem weiteren Winkel der die Rotationsinvarianz um brechen würde. Außerdem hängt die Feldstärke nicht von ab. Also nochmal: Wird die Leistung in zwei Keulen abgestrahlt oder in einen Torus mit Symmetrieachse um

PS: Die Abstrahlung beschleunigter Ladungen wird auch auf http://en.wikipedia.org/wiki/Larmor_for ... l_Approach erklärt aber da stellt sich mir das gleiche Problem.
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Re: Abstrahlung beschleunigter Ladungen

Beitrag von gravi » 14. Jul 2011, 18:53

Hier könnte vermutlich unser Wilfried helfen, der ist aber meines Wissens im Urlaub auf der Ostsee.

Ich selbst habe leider keinen Schimmer... :cry:

Gruß
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Re: Abstrahlung beschleunigter Ladungen

Beitrag von gravi » 27. Jul 2011, 19:42

Ich habe unseren Wilfried mal per mail angeschrieben, vielleicht hat er ja mal kurz Zeit.

Gruß
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Re: Abstrahlung beschleunigter Ladungen

Beitrag von belgariath » 30. Jul 2011, 13:27

Wilfried muss sich da aber echt keinen Stress machen.
In den letzten Tagen hab' ich mich noch etwas mit dem Problem beschäftigt und es meiner Meinung nach auch gelöst. Wenn ich demnächst etwas mehr Zeit hab' werde ich hier auch meine Gedanken mal aufschreiben....
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Re: Abstrahlung beschleunigter Ladungen

Beitrag von gravi » 30. Jul 2011, 20:15

Das wäre schön!
Wilfried schippert wohl noch auf der Ostsee umher...

Gruß
gravi
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Re: Abstrahlung beschleunigter Ladungen

Beitrag von wilfried » 22. Aug 2011, 13:51

Guten Tag Belgariath


nachdem ich wieder daheim binb und mich heute um meine Post kümmern muss, habe ich natürlich auch gravi's Bitte in meiner Arbeitsliste.


Das Thema, welches Du hier ansprichst ist enorm anspruchvoll. Edynamik beschäftigt sich mit bewegten Ladungen und damit der Erzeugung von Feldern.

Icvh habe für Dich folgende links herausgekramt:

http://athene.delta.tu-dortmund.de/~wei ... ahlung.PDF


Hier wird dieses Thema sehr schön und kurz, aber dennoch richtig!!! behandelt.
Auch von den Würzburgern ist mir eine Seite dazu bekannt:

http://www.physik.uni-wuerzburg.de/EP6/ ... 2_2007.pdf


Dito: empfehlenswert.


Solltest Du damit nicht weiterkommen, empfehle ich nach dem Begriff LAMOR Strahlung, LAMOR Frequenz zu suchen.

Leider habe ich zur Zeit nahezu keine freie zeit um mich mit diesem Thema intensiv zu beschäftigen. Eine qualifizierte Antwort quasi aus dem Stehgreif kann ich Dir zu diesem Thema nicht geben. Hier muss ich mich erst selber wieder einlesen, da dieses Thema zu den sehr anspruchsvollen und damit zeitintensiven Gebieten gehört.


Ich hoffe Du hast Verständnis, wenn ich das so schreibe. Ich denke für meine eigene Einarbeitung müsste ich mich etwa 2-3 Wochen intensiv mit diesem Thema beschäftigen und das kann ich nicht.

Gründe: a) neue Vorlesungen und damit Vorbereitung darauf und auch mein Buch, andem ich in den "letzten Zügen" arbeite verlangen viel Aufmerksamkeit und damit Zeit.

Und im Urlaub habe ich mich nur mit Wind, Wellen und Navigation beschäftigt, damit ich am Abend wieder in einem schönen Hafen mein Anlege Bierchen trinken konnte :-)

Mit nettem Gruß

Wilfried
Die Symmetrie ist der entscheidende Ansatz Dinge zu verstehen:
-rot E - dB / (c dt) = (4 pi k ) / c
rot B - dE/ / (c dt) = (4 pi j ) / c
div B = 4 pi rho_m
div E = 4 pi rho_e

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Re: Abstrahlung beschleunigter Ladungen

Beitrag von belgariath » 13. Jan 2012, 19:02

Der Vollständigkeit halber will ich hier das Thema Synchrotron-Strahlung nochmal aufgreifen. Es geht also um eine Ladung, die sich auf einer Kreisbahn bewegt und dabei elektromagnetische Strahlung abgibt. Dir, Wilfried, nochmal Danke für die links, die mit dazu beigetragen haben, dass ich mir jetzt zu 99,9% sicher bin, dass meine obige Annahme richtig ist. Die Abstrahlung der Ladung ist nicht keulenförmig (mit dem Geschwindigkeitsvektor als Rotationsachse) sondern torusförmig (schwimmreifenähnlich) (mit dem Beschleunigungssvektor als Rotationsachse).
Das hab' ich herausgefunden, indem ich die Abstrahlcharakteristik in 3D gezeichnet habe bzw. zeichnen lies. Für jede Richtung hab' ich die Feldstärke als Maß für die Stärke der geleisteten Abstrahlung gezeichnet. Außerdem hab' ich das noch für verschiedene Geschwindigkeiten animiert dargestellt.
[iframe=Synchrotron-Strahlung.gif]795,425,1[/iframe]
ist die Geschwindigkeit der Ladung in Einheiten der Lichtgeschwindigkeit. Die Ladung sitzt im Punkt (0,0,0) (also da wo sich die gestrichelten Linien schneiden) und bewegt sich in Richtung die Beschleunigung zeigt in Richtung .
Bei (nicht-relativistischer Grenzfall) ist die Abstrahlcharakteristik ein Torus um den Beschleunigungsvektor. Senkrecht zum Beschleunigungsvektor wird also am meisten abgestrahlt, parallel und antiparallel zum Beschleunigungsvektor wird nichts abgestrahlt. Bei ist die Abstrahlcharakteristik nicht von der Lage des Geschwindigkeitsvektors abhängig, solange dieser senkrecht zum Beschleunigungsvektor ist.
Bei (relativistischer Grenzfall) verzerrt sich der Torus in Richtung der Bewegung, die Abstrahlcharakteristik ist also stark von der Lage des Geschwindigkeitsvektors abhängig. In Bewegungsrichtung wird am meisten abgestrahlt. Parallel und antiparallel zum Beschleunigungsvektor ist die Abstrahlung in diesem Fall von Null verschieden. Die Abstrahlcharakteristik in der y-z-Ebene (ausgenommen der y-Achse) ist immer noch die gleiche wie im nicht-relativistischen Fall. Die Abstrahlcharakteristik in der x-y-Ebene entspricht Abbildung 8.5.b in M. Longair, HE Astrophysics, 2011, Seite 200.
Die Abstrahlcharakteristik ist nicht rotationsinvariant um den Geschwindigkeitsvektor.
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Re: Abstrahlung beschleunigter Ladungen

Beitrag von rick » 13. Jan 2012, 20:28

Ja, Synchrotron-Strahlung, das war bei uns Prüfungsthema in Elektromag. Wellen 2. Die Herleitung über die Lienard-Wiechert-Potenziale fand ich ziemlich heavy. Schade das ich den Thread erst nun entdeckt habe. Ein gutes Buch über E-Dynamik, indem auch so anwendungsbezogene Sachen drinne stehen gibt es von Heino Henke - Elektromagnetische Felder http://www.amazon.de/Elektromagnetische ... 480&sr=8-1. Dort steht zb. auch einiges zu Synchrotron drinne.

Ach übrigens, schicke Animation :). Wegen der Keule: Ich konnt mir die Bilder aus den Buch nicht angugen, weil gerade diese Seite, auf die du zeigst, von der Vorschau ausgeschloßen wurde. Aber vielleicht meinst du das Richtdiagramm? Da sieht es dann nämlich Keulenförmig aus , und die Dinger heißen auch so ^^.

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Re: Abstrahlung beschleunigter Ladungen

Beitrag von belgariath » 14. Jan 2012, 12:23

Stimmt, die Herleitung über die Lienard-Wiechert-Potenziale ist recht schwer. Sie trägt auch (zumindest bei mir) nicht zum Verständnis bei. Aber es gibt eine Herleitung von J.J. Thomson, die anschaulich ist und ebenfalls zum richtigen Ergebnis kommt.
Deinen Literaturtipp werde ich auch mal verfolgen...

Echt schade, dass google-books die betreffende Stelle rausgenommen hat. K. A. warum die das getan haben, als ich den link geschrieben habe, waren die Seiten noch sichtbar.
Ich hab' gerade die von mir genannten Abbildungen mal nachgezeichnet und angehängt...
Abb.6.1.c.jpg
Abb.6.1.c.jpg (17.41 KiB) 7863 mal betrachtet
Abb.8.5.b.jpg
Abb.8.5.b.jpg (13.77 KiB) 7863 mal betrachtet
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