Mikrowellen

Wellen werden durch drei Größen beschrieben, die miteinander zusammenhängen:

• die Wellenlänge λ: Abstand zwischen zwei Wellenbergen oder Wellentälern
• die Frequenz f: Sie gibt an, wie oft eine Welle an einer bestimmten Stelle pro Sekunde hin und her schwingt.
• die Ausbreitungsgeschwindigkeit c: Sie gibt an, wie schnell sich ein Wellenberg in eine bestimmte Richtung bewegt.

Mikrowellen sind elektromagnetische Wellen im Zentimeterbereich. Ihre typische Wellenlänge liegt zwischen 0,5cm und 20cm. Bei kleineren Wellenlängen spricht man von Infraroter Strahlung, bei längerer Wellenlänge von Radar- oder Dezimeterwellen.
Alle elektromagnetischen Wellen breiten sich mit der Lichtgeschwindigkeit aus: c = c₀ = 3 E8 m/s = 300.000 km/s

Die Thompsonsche Schwingungsgleichung lautet:
f = 1/(2πWurzel(LC))
Für die Induktivität einer Spule gilt:
L = μ₀ μ₀ N² A / l

Mikrowellen werden durch elektromagnetische Schwingkreise erzeugt.
a) Berechnen Sie zunächst die Frequenzen, zwischen denen der Mikrowellenbereich liegt.
b) Zur Erzeugung von Mikrowellen benutzt man sehr kleine Kondensatoren, z.B. 0,12pF [p = 10^-12]
In welchem Bereich müssen die Induktivitäten entsprechend liegen, um Mikrowellen zu erzeugen?
c) Angenommen wir verwenden eine 2cm lange Spule mit einer Querschnittsfläche von 0,4cm², die mit Luft gefüllt ist. Wie viele Windungen müsste sie dann haben?