Worin unterscheidet sich das vom linear schwingenden Dipol?

Beim linearen Dipol liegt das Moment längs einer Achse, ~ cos ωt. Beim gleichmäßig in der Ebene rotierenden Dipol gibt es zwei Quadraturkomponenten. Im Nahfeld drehen sich die E-Pfeile mit dem Paar; im Fernfeld sind Polarisation und Spektrum bereits andere.

Ist das schon Strahlung?

Nein. Gezeigt ist die momentane Coulomb-Superposition — eine quasistatische Skizze des Nahfelds. Retardierung, Strahlungszone und Leistungsdiagramm werden nicht gerechnet.

Wird ein magnetischer Dipol berücksichtigt?

Nein. Nur das elektrische Paar ±q. Für eine Stromschleife und ein magnetisches Moment braucht man eine andere Fragestellung.

Warum verbindet man Rotation überhaupt mit Strahlung?

Es strahlt die beschleunigte Bewegung einer Ladung. Die gleichmäßige Drehung des Vektors p(t) ist gerade ein zeitlich veränderliches Moment. Das Fernfeld wird hier nicht aufgebaut, aber die Ursache der Strahlung ist dieselbe.

Rotating electric dipole (field sketch)

Ladungen ±q kreisen in der Ebene: Pfeile der Coulomb-Superposition — Skizze des Nahfelds, noch keine vollständige Strahlung.

Zum Modell

Das Feld eines rotierenden Dipols: die Punktladungen +q und −q kreisen in der Ebene um einen gemeinsamen Mittelpunkt; das Dipolmoment rotiert mit der Winkelfrequenz Ω. Auf dem Bildschirm die momentane Superposition der Coulomb-Felder, Pfeile von E im Nahfeld, nicht das Strahlungsbild mit Retardierung. Die Rotation des Moments bedeutet beschleunigte Bewegung der Ladungen; im Fernfeld gäbe das eine Strahlung mit einer anderen Polarisation als beim linear schwingenden Hertzschen Dipol, aber dieser Schritt wird hier nicht gerechnet. Kein magnetischer Dipol, kein Medium, keine höheren Multipole. Vergleichen Sie mit der Richtcharakteristik: dort das Fernfeld, hier die Skizze des Feldes neben dem rotierenden Paar.

Für wen: Elektrodynamik nach dem statischen Dipol: rotierendes Moment, Nahfeld, Unterschied zum Hertzschen Dipol.

Wichtige Begriffe

rotierender Dipol
Dipolmoment
Coulomb-Superposition
Nahfeld
zirkulare Polarisation
Hertzscher Dipol

So funktioniert es

Das Paar ±q kreist in der Ebene, das Moment p rotiert mit der Frequenz Ω. Die Pfeile sind die momentane Summe der Coulomb-Felder, eine Skizze des Nahfelds. Retardierung und Strahlungsdiagramm fehlen; ein magnetischer Dipol wird nicht berücksichtigt.

Häufige Fragen

Worin unterscheidet sich das vom linear schwingenden Dipol?: Beim linearen Dipol liegt das Moment längs einer Achse, ~ cos ωt. Beim gleichmäßig in der Ebene rotierenden Dipol gibt es zwei Quadraturkomponenten. Im Nahfeld drehen sich die E-Pfeile mit dem Paar; im Fernfeld sind Polarisation und Spektrum bereits andere.
Ist das schon Strahlung?: Nein. Gezeigt ist die momentane Coulomb-Superposition — eine quasistatische Skizze des Nahfelds. Retardierung, Strahlungszone und Leistungsdiagramm werden nicht gerechnet.
Wird ein magnetischer Dipol berücksichtigt?: Nein. Nur das elektrische Paar ±q. Für eine Stromschleife und ein magnetisches Moment braucht man eine andere Fragestellung.
Warum verbindet man Rotation überhaupt mit Strahlung?: Es strahlt die beschleunigte Bewegung einer Ladung. Die gleichmäßige Drehung des Vektors p(t) ist gerade ein zeitlich veränderliches Moment. Das Fernfeld wird hier nicht aufgebaut, aber die Ursache der Strahlung ist dieselbe.

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