Wie entstehen elektromagnetische Wellen?

Elektromagnetische Wellen entstehen durch die Beschleunigung geladener Teilchen. Wenn ein geladenes Teilchen, beispielsweise ein Elektron, beschleunigt, stört es die umgebenden elektrischen und magnetischen Felder. Diese Störungen breiten sich als elektromagnetische Wellen von der Quelle nach außen aus. Dieser Prozess kann auf natürliche Weise erfolgen, beispielsweise durch die von Atomen und Sternen emittierte Strahlung, oder künstlich, beispielsweise durch die Übertragung von Radiowellen durch Antennen.

Elektromagnetische Wellen entstehen durch die Bewegung und Beschleunigung elektrischer Ladungen. Wenn eine elektrische Ladung oszilliert oder beschleunigt, erzeugt sie wechselnde elektrische und magnetische Felder, die sich mit Lichtgeschwindigkeit von der Quelle weg ausbreiten. In einer Antenne beispielsweise bewirkt Wechselstrom, dass Elektronen hin und her schwingen und so Radiowellen erzeugen, die sich durch den Weltraum ausbreiten.

Die Quelle elektromagnetischer Wellen ist jedes Objekt oder System, das die Beschleunigung geladener Teilchen verursacht. Zu den üblichen Quellen gehören Antennen, die Radiowellen erzeugen; Leuchtdioden und Laser, die sichtbares Licht aussenden; und natürliche Quellen wie die Sonne, die ein breites Spektrum elektromagnetischer Strahlung aussendet. Auch die atomaren und subatomaren Prozesse, etwa Elektronenübergänge in Atomen, erzeugen elektromagnetische Wellen.

Eine elektromagnetische Welle entsteht durch die Beschleunigung oder Schwingung geladener Teilchen. In einem Wechselstromkreis beispielsweise bewirkt der Wechselstrom, dass sich die Elektronen hin und her bewegen und dabei unterschiedliche elektrische und magnetische Felder erzeugen, die sich als elektromagnetische Wellen ausbreiten. Dieses Grundprinzip liegt vielen Technologien zugrunde, darunter Radio, Fernsehen und drahtlose Kommunikation.

Elektromagnetische Wellen werden ausgesendet, wenn geladene Teilchen beschleunigt werden. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen, beispielsweise wenn Elektronen in einer Antenne aufgrund eines angelegten Wechselstroms schwingen oder wenn Elektronen in Atomen zwischen Energieniveaus wechseln und dabei Photonen aussenden. Diese beschleunigenden Ladungen erzeugen wechselnde elektrische und magnetische Felder, die sich nach außen ausbreiten und zur Emission elektromagnetischer Wellen führen.