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Warum gibt es keine elektromagnetischen Longitudinalwellen?

Elektromagnetische Strahlung kann sowohl als Welle, als auch als Teilchen beschrieben werden. Bei der Beschreibung als Welle schwingen sowohl die magnetische, als auch die elektrische Feldstärke senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, also transversal. Das Kreuzprodukt aus beiden zeigt in Ausbreitungsrichtung und gibt damit gleichzeitig die Richtung an, in die der Energiefluss erfolgt. Für diesen Energiefluss wird kein Träger benötigt, kein Äther, er funktioniert auch im Vakuum.

Bei der Beschreibung als Teilchen, dem Photon, transportiert dieses die Energie durch den Raum.

Bei Longitudinalwellen bleiben die Teilchen an ihrem Ort und schwingen dort hin und her. Der Energietransport erfolgt also, in dem ein Teilchen seine Energie an ein benachbartes übergibt. Ein typisches Beispiele ist die Schallausbreitung, also eine Druckwelle.

Es gibt Mischformen. Beispielsweise enthält eine Wasserwelle sowohl einen Transversalanteil (das Wasser bewegt sich auf und ab), als auch einen Longitudinalanteil (mit dem z.B. in einem Tsunami die Energie an die Küste gebracht wird).

Interessant sind Plasmawellen (Plasmawelle – Wikipedia). Weil sich dort elektrisch geladene Teilchen bewegen, gibt es sowohl transversale als longitudinale Anteile. Das geht aber nur, weil es a) in einem Medium (dem Plasma, nicht im Vakuum) passiert und b) weil die Teilchen, die die Wellen verursachen, selbst (ruhe)massebehaftet sind.

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