Grüße an Olli für die beste Antwort. Natürlich kann man sich vorstellen, "wie die Radiowellen aussehen" - oder besser gesagt - wie die Form von elektrischen (und / oder magnetischen) Feldstörungen ist, die sich im Raum ausbreiten - obwohl wir sie nicht direkt sehen können. Aber Sie müssen ein bisschen Wissen über sie und wirklich reiche Vorstellungskraft haben.
Vergiss das Quantum und vergiss die Photonen. Dies ist keine Ebene der Physik, die sich die meisten wahrnehmungsmäßig "vorstellen" können. Alle oben genannten Personen, die über Photonen sprechen, verstehen Ihre Frage einfach nicht oder kennen die Antwort nicht. Dies ist, als würden wir über die genaue Form des Atoms sprechen. Was ist die Form eines einzelnen Atoms? Und wie ist die Form eines einzelnen Protons? Die Leute haben keine Ahnung, was es ist und es ist höchstwahrscheinlich kein kleiner runder Ball wie auf Schulbildern. Man kann sagen, solange wir die genaue Form des Atoms nicht kennen, werden wir die Korrelation zwischen klassischen elektromagnetischen Wellen und Elementarteilchen, dh Photonen, mit denen sich die Quantenphysik befasst, nicht verstehen.
Bleiben wir also bei der klassischen Physik und ihrem Verständnis eines Phänomens, das als elektromagnetische Strahlung bezeichnet wird. Dies ist mit Sicherheit "nachvollziehbar", geschieht in unserer Skala (übliche Funkwellen haben Längen von 1 cm und mehr) und ist seit Jahrzehnten präzise messbar.
Um sich elektromagnetische Wellen vorzustellen, ist es jedoch eine gute Idee, zunächst die Ausbreitung akustischer Wellen zu „entziffern“ und sich diese vorzustellen. Sie sind leichter zu verstehen. Stellen Sie sich eine einzelne Schallwelle (einen einzelnen Impuls davon) als eine runde kugelförmige Blase aus hoch verdichteter Luft in der Umgebung von natürlicher (normaler) Luft und auch mit der "normalen" Luft in der Mitte davon vor. Nur eine "Schicht" der in der Kugelblase angeordneten Druckluft. Diese Schicht beginnt nicht so scharf und endet nicht so scharf. Der Übergang zwischen den Luftdruckwerten ist sanft (wie bei einer Welle :). Die Schicht ist ungefähr 34 cm dick (für 1 kHz-Wellen), aber wie gesagt ist sie der Umgebung glatt zugewandt und endet (auf der Innenseite) ebenfalls glatt. Sein Durchmesser beträgt etwa 1 Meter. Und jetzt dehnt sich diese Blase im Raum in alle Richtungen aus. Es' Es wird immer größer, aber die Schichtdicke ändert sich nicht - sie beträgt konstant 34 cm. Nur sein Durchmesser wächst in alle Richtungen. Seine Amplitude (der Luftdruckunterschied) nimmt allmählich ab und schließlich hört es auf zu existieren, verschwindet. Dies war jedoch nur eine einzige "Schicht", ein einzelner Impuls einer akustischen Welle. Stellen Sie sich nun vor, dass dieselbe Blase wächst, aber danach (genau 34 cm tiefer als diese) erscheint eine andere und folgt dieser, indem sie kugelförmig wächst und eine andere und eine andere, so dass sich die gesamte Salve von ihnen nacheinander bewegt der serielle Luftdruck stört den Raum in alle Richtungen.
Kommen wir jetzt zu den Radiowellen. Ihre Form und Ausbreitung haben eigentlich die gleiche Natur. Es sind die kugelförmigen Blasen (gekrümmte Schichten), die sich von ihrer Quelle nacheinander im Raum ausbreiten. Der wichtigste Unterschied zu Schallwellen besteht darin, was die Funkwellen tatsächlich sind (welches Phänomen tragen sie). Wie gesagt, Schallwellen tragen serielle Luftdruckinkremente. Ihre Amplitude ist die Differenz zwischen den Luftdruckwerten in den Spitzen und in den Tälern. Das ist es. Die elektromagnetische Welle trägt elektrische Feldinkremente. Eine "Schicht" (oder ein Impuls) davon besitzt eine vergrößerte Stärke des elektrischen Feldes. Zwischen diesen Impulsen ist der elektrische Feldwert gleich Null. Während sie sich also durch den Raum bewegen, wechselt das elektrische Feld nur zwischen Maximalwert und Null. Max - Null - Max - Null - Max - Null - und so weiter.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass das elektrische Feld eine Vektorgröße ist. Es bedeutet, dass es seine Richtung hat. Die Richtung des elektrischen Feldes ist in diesem Fall immer senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Wellen. Wenn wir uns also einen einzelnen Radiowellenimpuls als unsere kugelförmige Blase des elektrischen Feldes vorstellen, ist die Wirkung dieses Feldes tatsächlich auf die Oberfläche unserer Blase gerichtet. Mit anderen Worten, die Linien des elektrischen Feldes sind parallel zur gekrümmten Oberfläche der Blase und senkrecht zu ihrem Radius gekrümmt. Betrachten wir nur eine einzelne hypothetische Funkwelle, die sich horizontal ausbreitet. Wir können jetzt annehmen, dass die Richtung des elektrischen Feldes vertikal ist. Und jetzt kommt es zur Sache - die Richtung des elektrischen Feldes wechselt zwischen Impulsen. Für unsere horizontale Welle - das Feld geht in der ersten Periode vertikal nach oben und in der nächsten nach unten. In einer Blase ist es also nach oben gerichtet, in der nächsten nach unten. Dennoch haben die Stellen zwischen den Blasen den Feldwert Null und jede Blase hat ein Feld, das dem Feld der benachbarten Blase entgegengesetzt ist. Wir können es beschreiben als: max - null - min - null - max - null - min - null. Eine Amplitude der Welle ist der Unterschied zwischen maximaler und minimaler (oder wie wir sagen können - negativer) Intensität des elektrischen Feldes. Wenn wir uns an alle Zwischenwerte erinnern, wissen wir jetzt, warum sie es als Sinuswelle zeichnen, wobei die horizontale Achse in der Mitte liegt (wobei die Feldintensität gleich Null ist). Egal, ob die Feldrichtung nach oben oder unten ist - sie verläuft immer noch senkrecht zur Wellenbewegung, nicht wahr? nicht wahr? Und so entsteht genau das elektrische Feld im Raum zwischen aufeinanderfolgenden Wellenimpulsen (oder zwischen räumlichen Blasen, die nacheinander wachsen).
Aber es gibt noch eine andere Komponente, die die Dinge wirklich kompliziert zu machen scheint - das Magnetfeld. Eigentlich ist das gar nicht so schwer herauszufinden. Die Magnetfeldaktivität deckt dieselben Bereiche ab wie das elektrische Feld. Sie sind phasengleich. In Punkten - oder tatsächlich in räumlichen Sphären -, in denen das elektrische Feld Null ist, ist das Magnetfeld ebenfalls Null. In Sphären, in denen die elektrische Feldstärke ihre Spitzen hat, hat die magnetische Feldstärke auch Spitzen. In Sphären, in denen das elektrische Feld seine Täler hat - das Magnetfeld hat Täler. Wie Sie sich denken, ist das Magnetfeld auch eine Vektorgröße, da seine Wirklinien eine Richtung haben. Der grundlegende Unterschied besteht darin, dass die Magnetfeldrichtung sowohl zur Wellenbewegung als auch zur Richtung des elektrischen Feldes senkrecht ist. Wie wir uns vorstellen, würde unsere hypothetische horizontale Funkwelle mit den elektrischen Spitzen vertikal nach oben und den elektrischen Tälern vertikal nach unten in Richtung der Magnetfeldlinien entlang der Sichtlinie liegen. Die Magnetspitzen werden dann auf uns gerichtet und die Magnetwanne wird von uns weggeleitet. Wenn wir einen breiteren Bereich betrachten, müssen die Magnetfeldlinien auch entlang einer Kurve verlaufen - entlang einer Kugeloberfläche.
Ich weiß nicht, wie viel man von dem, was ich gesagt habe, verstehen kann :) Die Hauptidee ist jedoch, dass dies Blasen eines vergrößerten elektrischen und magnetischen Feldes sind, die auch jede zweite Blase ihre Richtung wechseln und diese Blasen sehr schnell wachsen. Während sie sich durch das Weltall bewegen, indem die Stärke des elektrischen und des magnetischen Feldes abnimmt (die Amplitude nimmt ab), verlieren sie ihre Energie und verschwinden nach einer gewissen zurückgelegten Strecke endgültig (genau wie akustische Wellen).
In Wirklichkeit ist die Form und Anordnung all dieser Wellen (sowohl akustisch als auch elektromagnetisch) aufgrund von Dingen wie Reflexion, Interferenz, Beugung und Brechung viel komplizierter. Die Blasen werden von verschiedenen Objekten wie Erde, Gebäuden, Bäumen, Autos, Wänden, Möbeln usw. reflektiert. Die reflektierte Blase trifft auf die direkte Blase und beeinflusst die Form und die exakte Bewegung der anderen, so dass die resultierende Topologie der Wellen in der Wahrnehmung normalerweise sehr komplex und unvorhersehbar ist.
Um die grundlegenden physikalischen Unterschiede zu Schallwellen zu vervollständigen, von denen wir offensichtlich wissen, dass sie kein Medium benötigen, sich selbst ausbreiten und sowohl Vakuum als auch viele verschiedene Materialien durchdringen können; - Ihre Wellenlänge kann sehr unterschiedlich sein, aber für Wi-Fi sind es ungefähr 9-15 cm, was ziemlich nahe an der von uns diskutierten Schallwellenlänge liegt. - Ihre Frequenz ist extrem höher (zum Beispiel 100 MHz für UKW-Radio oder 2,4 GHz für Wi-Fi). - Ihre Reisegeschwindigkeit ist auch extrem höher (Lichtgeschwindigkeit).