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Versuchsdurchführung
Die Lecherleitung besteht aus zwei parallelen Kupferdrähten im Abstand von ca. 5m, die sich nach einer Strecke von etwa 5m divergierend auf weiten, sodass ein Ende an der Hörsaaldecke, das andere in Bodennähe befestigt ist. Zwischen die 5m lange Paralleldrahtstrecke ist ein evakuiertes Glasrohr (aus mehreren Einzelstücken bestehend) montiert.
Beim Anschluss der Lecherleitung an einen kräftigen 120MHz-Sender entsteht längs der Leitung eine stehende Welle. In den Spannungsbäuchen kommt es zu einer leuchtenden Glimmentladung
Die stehende Welle wird in den Raum abgestrahlt und kann direkt mit einem 1,25m langen Dipol nachgewiesen werden, der mit einer Glühbirne (24V/2W) ausgerüstet ist.
a) Geschlossenes Ende
Das Ender der Lecherleitung wird mit einer Drahtbrücke kurzgeschlossen und der Sender wird eingeschaltet. In der evakuierten Glasröhre kommt es an den Spannungsbäuchen der stehenden Welle zu Gasentladungen des Restgases innerhalb der Röhre, während die Spannungsknoten dunkel bleiben. Dabei befindet sich am Kurzschlussbügel ein Wellenknoten.
b) Offenes Ende
Die Drahtbrücke wird entfernt und das Leuchtbild verändert sich. Dabei verschiebt sich die Lage der Spannungsbäuche und Knoten, wobei sich nun am offenen Ende ein Spannungsbauch befindet.
c) Nachweis der Abstrahlung
Mit einer großen Antenne (1,25m) wird im Bereich der Abspannung nach Spannungsknoten und Bäuchen gesucht, wobei hier die Lampe des Dipols in den Spannungsbäuchen der abgestrahlten stehenden Welle leuchtet und in den Knotenpunkten dunkel bleibt bzw. weniger hell leuchtet.
d) Nachweis der Polarisationsrichtung
Die Polarisationsrichtung der abgestrahlten Welle wird nachgewiesen, indem die Antenne senkrecht zur Polarisationsrichtung der Welle gedreht wird. Steht der Antennendipol senkrecht zur Polarisationsrichtung, so bleibt die Lampe auch in den Spannungsbäuchen dunkel bzw. die Lampe erlischt bei der Drehung, wenn sich die Antenne gerade in einem Spannungsbauch befindet.
e) Variation der Antennengröße/Übergang der Welle in optisch dichteres Medium
Ersetzt man den angepassten großen Dipol (1,25m) durch einen kurzen Dipol von nur 17cm Länge, so bleibt dessen Glühbirne auch in den Spannungsbäuchen dunkel.
Diese kleine Antenne wird nun in einen wassergefüllten Messzylinder getaucht, wobei die Lampe nun in den Spannungsbäuchen leuchtet.
Erklärung:
Die relative Dielektrizitätskonstante von Wasser hat bei 120Mhz noch den statischen Wert \(\epsilon =81\). Die Wellenlänge im Wasser verkürzt sich daher um den Faktor \(n=\sqrt{\epsilon}=9\), also von 1,5m auf 17cm.
f) Lecherleitung mit Abschlusswiderstand
Das Ende der Lecherleitung wird mit einem Abschlusswiderstand überbrückt. Nun findet die Gasentladung über die gesamte Länge der Glasröhre statt. Dabei wird die gesamte übertragene Leistung am Abschlusswiderstand dissipiert, sodass keine Reflexion entstehen kann.