Übungen zur Physik für Chemiker II

R. Mitdank; M. Gensler; O. Chiatti

Aufgaben zur 9. Übung am 11.06.12

Elektromagnetische Wellen I

33. Poyntingvektor

Ein Laserpuls mit einer Energie von 20 J und einem Strahlradius von 2 mm dauert 10 ns lang an, wobei die Energiedichte während des Pulses konstant ist.

a) Geben Sie die räumliche Ausdehnung des Pulses an.

b) Wie groß ist die Energiedichte innerhalb des Pulses?

c) Berechnen Sie die Amplitude des elektrischen und magnetischen Feldes des Laserpulses!

34. Dipol- und Ringantenne

Die von einer Radiostation abgestrahlte elektrische Feldstärke in einer bestimmten Entfernung vom Sender sei gegeben durch E = E₀cos(wt), mit E₀ = 10^-4N/C und w = 10⁶s^-1.

a) Welche Spannung baut sich entlang eines l =50 cm langen Drahtes auf, der in Richtung des elektrischen Feldes orientiert ist (Wellenlänge >> l)?

b) Welche Spannung wird in einer Leiterschleife mit einem Radius von 20 cm induziert?

35. Strahlungsdruck

Ein Kügelchen aus Plastik mit einem Durchmesser von 15 µm (Dichte ca. 1 g/cm³ ) soll mit Hilfe eines Laserstrahls gegen die Schwerkraft angehoben werden. Wie groß müssen die Intensität des Laserstrahls und die Strahlleistung sein?

36. Induktionsschleife

Eine kreisförmige Drahtschleife lässt sich als Empfänger für elektromagnetische Wellen benutzen. Ein 100 MHz - Sender strahle eine Leistung von 50kW isotrop ab. Berechnen Sie die in einer Drahtschleife mit dem Radius 30 cm induzierte effektive Spannung. Der Abstand zwischen Sender und Drahtschleife betrage 10⁵m.