Der hertzsche Dipol.


Für die Frequenz eines Schwingkreises gilt die Thomson Schwingungsformel:

Thomson Schwingungsgleichung

Möchte man zu immer größeren Frequenzen gelangen, dann muss man also die Eigeninduktivität L der Spule und / oder die Kapazität C des Kondensators immer kleiner machen. Wie geht das?

Eigeninduktivität L der Spule Kapazität C des Kondensators
Eigeninduktivität einer Spule Kapazität eines Kondensators
  • Permeabilitätszahl möglichst klein -> luftgefüllte Spule
  • Windungszahl n klein machen
  • Kleine Spulenfläche A und große Länge l
  • Dielektrizitätszahl möglichst klein -> luftgefüllter Kondensator
  • Plattenfläche A klein machen
  • Plattenabstand d groß machen

Vom Schwingkreis zum Dipol#

Berücksichtigt man dies, so kommt man zu einem Gebilde, das nur noch aus einer geraden Metallstange besteht, dem hertzschen Dipol.

Ist der hertzsche Dipol ein echter Schwingkreis?

Nach den Überlegungen von oben muss der Dipol drei "Test" bestehen, um als "echter Schwingkreis" gelten zu können:

'"Kondensatorplatten" An den Dipolenden befinden sich die "Kondensatorplatten" hier verändert sich die Ladung besonders stark.

Der Nachweis erfolgt mit einer Glimmlampe, die bis kurz vor die Zündspannung vorgespannt ist.
An den Stellen, an denen sich veränderliche Ladungen anhäufen (also an den Dipolenden) zündet sie hell durch.
In der Mitte des Dipols bleibt sie dunkel.

Damit der Effekt gut zu beobachten ist, wird die Glühlampe in der Mitte durch einen Kurzschlussbolzen ersetzt. Die Glühlampe bedämpft durch ihren Widerstand den Dipol zu stark.
Eine Lampe in der Dipolmitte leuchtet In der Mitte des Dipols befindet sich die "Spule".
Hier ist zu den richtigen Zeitpunkten die Stromstärke besonders groß - eine Glühlampe leuchtet.
Zu den Dipolenden hin wird die Stromstärke kleiner, hier können die Glühlampen nicht leuchten.
Der Dipol muss richtig abgestimmt sein Ein Schwingkreis hat eine feste Eigenfrequenz (Thomson Formel).
Ändert man die Eigeninduktivität L und / oder die Kapazität C, dann ändert sich auch die Eigenfrequenz des Schwingkreises.

Beim Dipol lässt sich nur noch die Länge verändern, um ihn auf die "richtige" Frequenz abzustimmen.
Der Dipol ist dann richtig abgestimmt, wenn seine Länge gerade Lambda / 2 ist.

Der linke Empfangsdipol (der Dipol in der Mitte) ist zu kurz, daher leuchtet die Lampe nicht. Der Dipol rechts ist richtig abgestimmt, die Lampe leuchtet, obwohl dieser Dipol weiter von dem Sendedipol entfernt ist.

Einen Vergleich des Schwingungsverhaltens zwischen Schwingkreis und Dipol findet man hier.