Chimie

Le concept du champ électrique

Le concept du champ électrique


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Champ électrique

Si une particule de masse chargée en mouvement libre, par exemple une molécule de gaz ionisé, est amenée à proximité d'autres charges stationnaires, la particule subit des forces de répulsion du même nom et des forces d'attraction de charges opposées. De plus, le système a une certaine énergie potentielle, selon l'endroit où se trouve la molécule de gaz. Les forces, énergies et tensions électriques qui y jouent un rôle font l'objet de ce chapitre.

De la situation ci-dessus, vous pouvez déjà voir que la description des faits physiques est assez longue et compliquée. D'une part, l'état du système dépend de la taille et de la répartition des charges fixes, d'autre part également de la taille et de la position (éventuellement temporelles) de la charge mobile.

Pour cette raison, un nouveau terme est introduit : le champ électrique. Le champ électrique existe à chaque endroit de la pièce et pas seulement là où se trouve la particule en mouvement (molécule de gaz). L'intensité de champ physique variable associée au champ est également définie de manière à être indépendante de l'emplacement et de la charge de la particule échantillon (molécule de gaz).

Notre objectif est d'utiliser la connaissance de la force et de la direction du champ électrique en tout point de l'espace pour calculer la force sur un corps chargé qui se trouve à ce point.


Représentation du sens de circulation du courant perpendiculaire au plan du dessin

Afin de montrer les directions perpendiculaires au plan du dessin, les symboles (de l'avion au spectateur) et utilisé (par le spectateur dans l'avion). Vous pouvez imaginer une flèche comme un pont d'âne pour conserver ces symboles : Lorsque la flèche vole vers l'observateur, seule la pointe de la pointe est visible. Si la flèche s'éloigne de l'observateur, des plumes peuvent être vues à la fin de la flèche comme une croix.


L'électricité au quotidien

Dans la vie quotidienne d'aujourd'hui, l'électricité au sens d'énergie électrique est indispensable, dont les gens ne reprennent généralement conscience que lorsque le réseau d'alimentation tombe en panne. Cependant, 1,4 & # 160 milliards ont Partout dans le monde, les gens n'ont pas accès à l'énergie électrique. & # 914 & # 93 Cette source d'énergie est presque toujours produite dans les centrales électriques, elle est distribuée à tous les niveaux par les entreprises du réseau électrique (voir électricité / tableaux et graphiques). Depuis plus d'un siècle, les applications de l'électricité, telles que la lumière électrique, la chaleur et l'électricité, ont de plus en plus façonné la vie humaine. L'électricité est d'une importance majeure dans le domaine des technologies de la communication et des technologies de l'information.

Outre la foudre, l'électricité sous sa forme naturelle se produit également de manière moins spectaculaire sous forme de transmission d'informations dans le système nerveux des êtres vivants. Seules de très petites tensions apparaissent. L'électricité a également des effets différents sur le corps humain en fonction de sa force. Pour les accidents électriques, la force et la durée du courant électrique sur le corps humain sont essentielles. Les courants électriques d'environ 30 & # 160mA peuvent être dangereux et provoquer une paralysie respiratoire et un arrêt cardiaque. Le courant électrique est également utilisé pour tuer des personnes de manière ciblée, par exemple avec une chaise électrique.


Le terrain comme vecteur d'interactions

La théorie newtonienne de la gravité est une théorie de l'action à distance, car cette théorie n'explique pas comment un corps B, qui est éloigné du corps A, détecte la présence de A, c'est-à-dire comment l'interaction gravitationnelle est transportée à travers l'espace vide. De plus, la vitesse de propagation de l'interaction dans cette théorie sans champ est illimitée. Selon la théorie de la relativité, cependant, il existe une limite supérieure à la vitesse de propagation pour toutes les interactions, à savoir la vitesse de la lumière. Afin de ne pas violer la causalité des événements, les théories d'interaction doivent être locales. A l'aide du terme de champ, les interactions peuvent être décrites localement. & # 914 & # 93 Le corps A est entouré par le champ gravitationnel et réagit aux changements de champ dans son environnement et non directement au déplacement des autres corps qui génèrent le champ. Le champ est donc porteur de l'interaction. Les équations de champ décrivent comment et à quelle vitesse les perturbations se propagent dans un tel champ d'interaction, c'est-à-dire aussi avec quelle vitesse A apprend le déplacement de B. Les équations de champ de la gravitation sont les équations de champ d'Einstein, les équations de champ de l'électromagnétisme sont les équations de Maxwell.


Champ électrique

champ électrique, l'état électrique de l'espace (vide ou rempli de matière). Le champ électrique est généré au repos (champ électrostatique) ou généré des charges électriques en mouvement (champ électromagnétique). Le champ électrique est déterminé par le vecteur de l'intensité du champ électrique E. décrit avec l'unité V/m. E.(X) peut être représenté par les lignes de champ électrique, son contenu énergétique est appelé énergie de champ électrique.

Le champ électrique au loin r à partir d'un point de charge Q est E. = Qr / (4πε0r 3). Le champ de plusieurs charges résulte de l'addition des champs individuels (principe de superposition). Pour une répartition des charges ρ est applicable: ε0 div E. = ρ (Théorème de Gau & # 223, équations de Maxwell). Dans la matière non conductrice (diélectrique), le champ électrique est modifié par la polarisation électrique, d'où le décalage diélectrique RÉ. = εE. introduit (ε: constante diélectrique), pour les divers dans le vide et la matièreRÉ. = ρ est applicable. A l'intérieur d'un conducteur, le champ électrique disparaît, car chaque Différence de potentiel Les supports de charge librement mobiles seraient à nouveau équilibrés immédiatement.

Le champ électrostatique est sans remous (RougeE. = 0), il peut donc être représenté comme un gradient d'un champ scalaire, le potentiel de Coulomb φ: E. = – φ. Dans le cas dynamique, le rouge s'appliqueE. = -dB. / rét et E. = – φ & # 8211 dUNE. /dt (étalonnage de Lorentz, B.: densité de flux magnétique, UNE.: potentiel vecteur). Dans la formulation relativiste ou covariante de l'électrodynamique, le champ électrique et le champ magnétique fusionnent pour former le tenseur d'intensité de champ. En électrodynamique quantique (QED), le champ électrique (continu) est interprété comme la limite macroscopique de l'échange de quanta de champ virtuel discret, les photons.

Une charge électrique Q subit une force dans le champ électrique statique F. = QE., la dite. Force coulombienne, généralement la force de Lorentz F. = Q(E. + v × B.) ( v: Vitesse de la charge, en partie avec la force de Lorentz aussi seulement ça force magnétique Q v × B. censé). Le champ électrique peut être mesuré via cet effet de force, une autre possibilité est par exemple le creux électrolytique. UNE champ électrique avec des lignes de champ parallèles comme par exemple dans le condensateur à plaques est appelé homogène. Il y a un dipôle électrique p un couple M. = p × E. Dans le champ inhomogène, une force résultante supplémentaire agit sur le dipôle F. = (p · )E..

Le concept de champ électrique (et magnétique) a été introduit en 1831 par M. Faraday. Elle remplace l'ancienne conception de l'action momentanée des forces électriques à distance (théorie de l'action à distance). Le champ est donc un état de tension dans l'espace lui-même, qui est provoqué par les charges et qui se propage à une vitesse finie (théorie des effets de proximité). L'hypothèse selon laquelle il existe, comme le son, son propre milieu remplissant l'espace (& # 196ther) a été réfutée par l'expérience de Michelson-Morley et est devenue obsolète depuis la théorie de la relativité restreinte d'A. Einstein.

Avis des lecteurs

Si vous avez des commentaires sur le contenu de cet article, vous pouvez en informer la rédaction par e-mail. Nous avons lu votre lettre, mais nous vous demandons de comprendre que nous ne pouvons pas répondre à tout le monde.

Personnel Volume I et II

Silvia Barnert
Dr. Matthias Delbrück
Dr. Glace Reinald
Nathalie Fischer
Walter Greulich (éditeur)
Carsten Heinisch
Sonja Nagel
Dr. Gunnar Radons
MS (optique) Lynn Schilling-Benz
Dr. Joachim Schüller

Christine Weber
Ulrich Kilian

L'abréviation de l'auteur est entre crochets, le nombre entre parenthèses est le numéro du domaine, une liste des domaines se trouve dans l'avant-propos.

Katja Bammel, Berlin [KB2] (A) (13)
Prof. Dr. W. Bauhofer, Hambourg (B) (20, 22)
Sabine Baumann, Heidelberg [SB] (A) (26)
Dr. Günther Beikert, Viernheim [GB1] (A) (04, 10, 25)
Prof. Dr. Hans Berckhemer, Francfort [HB1] (A, B) (29)
Prof. Dr. Klaus Bethge, Francfort (B) (18)
Prof. Tamás S. Biró, Budapest [TB2] (A) (15)
Dr. Thomas Bührke, Leimen [TB] (A) (32)
Angela Burchard, Genève [AB] (A) (20, 22)
Dr. Matthias Delbrück, Dossenheim [MD] (A) (12, 24, 29)
Dr. Wolfgang Eisenberg, Leipzig [WE] (A) (15)
Dr. Frank Eisenhaber, Heidelberg [FE] (A) (27 Essai Biophysique)
Dr. Roger Erb, Cassel [RE1] (A) (33)
Dr. Angelika Fallert-Müller, Groß-Zimmer [AFM] (A) (16, 26)
Dr. Andreas Faulstich, Oberkochen [AF4] (A) (Essai sur l'optique adaptative)
Prof. Dr. Rudolf Feile, Darmstadt (B) (20, 22)
Stephan Fichtner, Dossenheim [SF] (A) (31)
Dr. Thomas Filk, Fribourg [TF3] (A) (10, 15)
Natalie Fischer, Dossenheim [NF] (A) (32)
Prof. Dr. Klaus Fredenhagen, Hambourg [KF2] (A) (Essai Algebraic Quantum Field Theory)
Thomas Fuhrmann, Heidelberg [TF1] (A) (14)
Christian Fulda, Heidelberg [CF] (A) (07)
Frank Gabler, Francfort [FG1] (A) (22 essais sur les systèmes de traitement de données pour les futures expériences sur les hautes énergies et les ions lourds)
Dr. Harald Genz, Darmstadt [HG1] (A) (18)
Michael Gerding, Kühlungsborn [MG2] (A) (13)
Andrea Greiner, Heidelberg [AG1] (A) (06)
Uwe Grigoleit, Göttingen [UG] (A) (13)
Prof. Dr. Michael Grodzicki, Salzbourg [MG1] (A, B) (01, 16 essai théorie fonctionnelle de la densité)
Prof. Dr. Hellmut Haberland, Fribourg [HH4] (A) (Essay Cluster Physics)
Dr. Andreas Heilmann, Chemnitz [AH1] (A) (20, 21)
Carsten Heinisch, Kaiserslautern [CH] (A) (03)
Dr. Hermann Hinsch, Heidelberg [HH2] (A) (22)
Jens Hoerner, Hanovre [JH] (A) (20)
Dr. Dieter Hoffmann, Berlin [DH2] (A, B) (02)
Renate Jerecic, Heidelberg [RJ] (A) (28)
Dr. Ulrich Kilian, Hambourg [Royaume-Uni] (A) (19)
Thomas Kluge, Mayence [TK] (A) (20)
Achim Knoll, Strasbourg [AK1] (A) (20)
Andreas Kohlmann, Heidelberg [AK2] (A) (29)
Dr. Barbara Kopff, Heidelberg [BK2] (A) (26)
Dr. Bernd Krause, Karlsruhe [BK1] (A) (19)
Ralph Kühnle, Heidelberg [RK1] (A) (05)
Dr. Andreas Markwitz, Dresde [AM1] (A) (21)
Holger Mathiszik, Bensheim [HM3] (A) (29)
Mathias Mertens, Mayence [MM1] (A) (15)
Dr. Dirk Metzger, Mannheim [DM] (A) (07)
Dr. Rudi Michalak, Warwick, Royaume-Uni [RM1] (A) (23)
Helmut Milde, Dresde [HM1] (A) (09 Essai Acoustique)
Guenter Milde, Dresde [GM1] (A) (12)
Maritha Milde, Dresde [MM2] (A) (12)
Dr. Christopher Monroe, Boulder, USA [CM] (A) (Essai Atom and Ion Traps)
Dr. Andreas Müller, Kiel [AM2] (A) (33 essai de physique au quotidien)
Dr. Nikolaus Nestlé, Ratisbonne [NN] (A) (05)
Dr. Thomas Otto, Genève [TO] (A) (06 Essai Mécanique analytique)
Prof. Dr. Harry Paul, Berlin [HP] (A) (13)
Cand. Phys. Christof Pflumm, Karlsruhe [CP] (A) (06, 08)
Prof. Dr. Ulrich Platt, Heidelberg [UP] (A) (Essai Atmosphère)
Dr. Oliver Probst, Monterrey, Mexique [OP] (A) (30)
Dr. Roland Andreas Puntigam, Munich [RAP] (A) (14 Essai Théorie Générale de la Relativité)
Dr. Gunnar Radons, Mannheim [GR1] (A) (01, 02, 32)
Prof. Dr. Günter Radons, Stuttgart [GR2] (A) (11)
Oliver Rattunde, Fribourg [OR2] (A) (16 essais sur la physique des clusters)
Dr. Karl-Henning Rehren, Göttingen [KHR] (A) (Essai Algebraic Quantum Field Theory)
Ingrid Reiser, Manhattan, États-Unis [IR] (A) (16)
Dr. Uwe Renner, Leipzig [UR] (A) (10)
Dr. Ursula Resch-Esser, Berlin [URE] (A) (21)
Prof. Dr. Hermann Rietschel, Karlsruhe [HR1] (A, B) (23)
Dr. Peter Oliver Roll, Mayence [OR1] (A, B) (04, 15 distributions d'essais)
Hans-Jörg Rutsch, Heidelberg [HJR] (A) (29)
Dr. Margit Sarstedt, Newcastle upon Tyne, Royaume-Uni [MS2] (A) (25)
Rolf Sauermost, Waldkirch [RS1] (A) (02)
Prof. Dr. Arthur Scharmann, Giessen (B) (06, 20)
Dr. Arne Schirrmacher, Munich [AS5] (A) (02)
Christina Schmitt, Fribourg [CS] (A) (16)
Cand. Phys. Jörg Schuler, Karlsruhe [JS1] (A) (06, 08)
Dr. Joachim Schüller, Mayence [JS2] (A) (10 dissertation mécanique analytique)
Prof. Dr. Heinz-Georg Schuster, Kiel [HGS] (A, B) (11 essai Chaos)
Richard Schwalbach, Mayence [RS2] (A) (17)
Prof. Dr. Klaus Stierstadt, Munich [KS] (A, B) (07, 20)
Cornelius Suchy, Bruxelles [CS2] (A) (20)
William J. Thompson, Chapel Hill, États-Unis [JMJ] (A) (Essay Computers in Physics)
Dr. Thomas Volkmann, Cologne [TV] (A) (20)
Dipl.-Géophys. Rolf vom Stein, Cologne [RVS] (A) (29)
Patrick Voss-de Haan, Mayence [PVDH] (A) (17)
Thomas Wagner, Heidelberg [TW2] (A) (29 essai atmosphère)
Manfred Weber, Francfort [MW1] (A) (28)
Markus Wenke, Heidelberg [MW3] (A) (15)
Prof. Dr. David Wineland, Boulder, USA [DW] (A) (Essai Atom and Ion Traps)
Dr. Harald Wirth, Saint Genis-Pouilly, F [HW1] (A) (20) Steffen Wolf, Fribourg [SW] (A) (16)
Dr. Michael Zillgitt, Francfort [MZ] (A) (02)
Prof. Dr. Helmut Zimmermann, Iéna [HZ] (A) (32)
Dr. Kai Zuber, Dortmund [KZ] (A) (19)

Dr. Ulrich Kilian (responsable)
Christine Weber

Priv.-Doz. Dr. Dieter Hoffmann, Berlin

L'abréviation de l'auteur est entre crochets, le nombre entre parenthèses est le numéro du domaine, une liste des domaines se trouve dans l'avant-propos.

Markus Aspelmeyer, Munich [MA1] (A) (20)
Dr. Katja Bammel, Cagliari, I [KB2] (A) (13)
Doz. Hans-Georg Bartel, Berlin [HGB] (A) (02)
Steffen Bauer, Karlsruhe [SB2] (A) (20, 22)
Dr. Günther Beikert, Viernheim [GB1] (A) (04, 10, 25)
Prof. Dr. Hans Berckhemer, Francfort [HB1] (A, B) (29)
Dr. Werner Biberacher, Garching [WB] (B) (20)
Prof. Tamás S. Biró, Budapest [TB2] (A) (15)
Prof. Dr. Helmut Bokemeyer, Darmstadt [HB2] (A, B) (18)
Dr. Ulf Borgeest, Hambourg [UB2] (A) (Essay Quasars)
Dr. Thomas Bührke, Leimen [TB] (A) (32)
Jochen Büttner, Berlin [JB] (A) (02)
Dr. Matthias Delbrück, Dossenheim [MD] (A) (12, 24, 29)
Karl Eberl, Stuttgart [KE] (A) (Essai sur l'épitaxie par faisceau moléculaire)
Dr. Dietrich Einzel, Garching [DE] (A) (20)
Dr. Wolfgang Eisenberg, Leipzig [WE] (A) (15)
Dr. Frank Eisenhaber, Vienne [FE] (A) (27)
Dr. Roger Erb, Kassel [RE1] (A) (33 essai Phénomènes optiques dans l'atmosphère)
Dr. Christian Eurich, Brême [CE] (A) (Réseaux de neurones d'essai)
Dr. Angelika Fallert-Müller, Groß-Zimmer [AFM] (A) (16, 26)
Stephan Fichtner, Heidelberg [SF] (A) (31)
Dr. Thomas Filk, Fribourg [TF3] (A) (10, 15 essai théorie de la percolation)
Natalie Fischer, Walldorf [NF] (A) (32)
Dr. Harald Fuchs, Münster [HF] (A) (Essay Scanning Probe Microscopy)
Dr. Thomas Fuhrmann, Mannheim [TF1] (A) (14)
Christian Fulda, Hanovre [CF] (A) (07)
Dr. Harald Genz, Darmstadt [HG1] (A) (18)
Michael Gerding, Kühlungsborn [MG2] (A) (13)
Prof. Dr. Gerd Graßhoff, Berne [GG] (A) (02)
Andrea Greiner, Heidelberg [AG1] (A) (06)
Uwe Grigoleit, Weinheim [UG] (A) (13)
Prof. Dr. Michael Grodzicki, Salzbourg [MG1] (B) (01, 16)
Gunther Hadwich, Munich [GH] (A) (20)
Dr. Andreas Heilmann, Halle [AH1] (A) (20, 21)
Carsten Heinisch, Kaiserslautern [CH] (A) (03)
Dr. Christoph Heinze, Hambourg [CH3] (A) (29)
Dr. Marc Hemberger, Heidelberg [MH2] (A) (19)
Florian Herold, Munich [FH] (A) (20)
Dr. Hermann Hinsch, Heidelberg [HH2] (A) (22)
Priv.-Doz. Dr. Dieter Hoffmann, Berlin [DH2] (A, B) (02)
Dr. Georg Hoffmann, Gif-sur-Yvette, FR [GH1] (A) (29)
Dr. Gert Jacobi, Hambourg [GJ] (B) (09)
Renate Jerecic, Heidelberg [RJ] (A) (28)
Dr. Catherine Journet, Stuttgart [CJ] (A) (Essai nanotubes)
Prof. Dr. Josef Kallrath, Ludwigshafen, [JK] (A) (04 Essai Méthodes numériques en physique)
Priv.-Doz. Dr. Claus Kiefer, Fribourg [CK] (A) (14, 15 Essai Quantum Gravity)
Richard Kilian, Wiesbaden [RK3] (22)
Dr. Ulrich Kilian, Heidelberg [Royaume-Uni] (A) (19)
Dr. Uwe Klemradt, Munich [UK1] (A) (20, essai sur les transitions de phase et les phénomènes critiques)
Dr. Achim Knoll, Karlsruhe [AK1] (A) (20)
Dr. Alexei Kojevnikov, College Park, États-Unis [AK3] (A) (02)
Dr. Berndt Koslowski, Ulm [BK] (A) (Essai de physique des surfaces et des interfaces)
Dr. Bernd Krause, Munich [BK1] (A) (19)
Dr. Jens Kreisel, Grenoble [JK2] (A) (20)
Dr. Gero Kube, Mayence [GK] (A) (18)
Ralph Kühnle, Heidelberg [RK1] (A) (05)
Volker Lauff, Magdebourg [VL] (A) (04)
Priv.-Doz. Dr. Axel Lorke, Munich [AL] (A) (20)
Dr. Andreas Markwitz, Lower Hutt, Nouvelle-Zélande [AM1] (A) (21)
Holger Mathiszik, Celle [HM3] (A) (29)
Dr. Dirk Metzger, Mannheim [DM] (A) (07)
Prof. Dr. Karl von Meyenn, Munich [KVM] (A) (02)
Dr. Rudi Michalak, Augsbourg [RM1] (A) (23)
Helmut Milde, Dresde [HM1] (A) (09)
Günter Milde, Dresde [GM1] (A) (12)
Marita Milde, Dresde [MM2] (A) (12)
Dr. Andreas Müller, Kiel [AM2] (A) (33)
Dr. Nikolaus Nestle, Leipzig [NN] (A, B) (05, 20 essais sur l'épitaxie par faisceaux moléculaires, la physique des surfaces et des interfaces et la microscopie à sonde à balayage)
Dr. Thomas Otto, Genève [À] (A) (06)
Dr. Ulrich Parlitz, Göttingen [UP1] (A) (11)
Christof Pflumm, Karlsruhe [CP] (A) (06, 08)
Dr. Oliver Probst, Monterrey, Mexique [OP] (A) (30)
Dr. Roland Andreas Puntigam, Munich [RAP] (A) (14)
Dr. Andrea Quintel, Stuttgart [AQ] (A) (Essai sur les nanotubes)
Dr. Gunnar Radons, Mannheim [GR1] (A) (01, 02, 32)
Dr. Max Rauner, Weinheim [MR3] (A) (15 Essais Informatique Quantique)
Robert Raussendorf, Munich [RR1] (A) (19)
Ingrid Reiser, Manhattan, États-Unis [IR] (A) (16)
Dr. Uwe Renner, Leipzig [UR] (A) (10)
Dr. Ursula Resch-Esser, Berlin [URE] (A) (21)
Dr. Peter Oliver Roll, Ingelheim [OR1] (A, B) (15 essais sur la mécanique quantique et ses interprétations)
Prof. Dr. Siegmar Roth, Stuttgart [SR] (A) (Essai sur les nanotubes)
Hans-Jörg Rutsch, Walldorf [HJR] (A) (29)
Dr. Margit Sarstedt, Louvain, B [MS2] (A) (25)
Rolf Sauermost, Waldkirch [RS1] (A) (02)
Matthias Schemmel, Berlin [MS4] (A) (02)
Michael Schmid, Stuttgart [MS5] (A) (Essai sur les nanotubes)
Dr. Martin Schön, Constance [MS] (A) (14)
Jörg Schuler, Taunusstein [JS1] (A) (06, 08)
Dr. Joachim Schüller, Dossenheim [JS2] (A) (10)
Richard Schwalbach, Mayence [RS2] (A) (17)
Prof. Dr. Paul Steinhardt, Princeton, USA [PS] (A) (essai sur les quasicristaux et les quasi-cellules unitaires)
Prof. Dr. Klaus Stierstadt, Munich [KS] (B)
Dr. Siegmund Stintzing, Munich [ES1] (A) (22)
Cornelius Suchy, Bruxelles [CS2] (A) (20)
Dr. Volker Theileis, Munich [VT] (A) (20)
Prof. Dr. Gerald 't Hooft, Utrecht, NL [GT2] (A) (essai renormalisation)
Dr. Annette Vogt, Berlin [AV] (A) (02)
Dr. Thomas Volkmann, Cologne [TV] (A) (20)
Rolf vom Stein, Cologne [RVS] (A) (29)
Patrick Voss-de Haan, Mayence [PVDH] (A) (17)
Dr. Thomas Wagner, Heidelberg [TW2] (A) (29)
Dr. Hildegard Wasmuth-Fries, Ludwigshafen [HWF] (A) (26)
Manfred Weber, Francfort [MW1] (A) (28)
Priv.-Doz. Dr. Burghard Weiss, Lübeck [BW2] (A) (02)
Prof. Dr. Klaus Winter, Berlin [KW] (A) (essai sur la physique des neutrinos)
Dr. Achim Wixforth, Munich [AW1] (A) (20)
Dr. Steffen Wolf, Berkeley, États-Unis [SO] (A) (16)
Priv.-Doz. Dr. Jochen Wosnitza, Karlsruhe [JW] (A) (23 essai supraconducteurs organiques)
Priv.-Doz. Dr. Jörg Zegenhagen, Stuttgart [JZ3] (A) (21 essais de reconstitutions de surfaces)
Dr. Kai Zuber, Dortmund [KZ] (A) (19)
Dr. Werner Zwerger, Munich [WZ] (A) (20)

Dr. Ulrich Kilian (responsable)
Christine Weber

Priv.-Doz. Dr. Dieter Hoffmann, Berlin

L'abréviation de l'auteur est entre crochets, le nombre entre parenthèses est le numéro du domaine, une liste des domaines se trouve dans l'avant-propos.

Prof. Dr. Klaus Andres, Garching [KA] (A) (10)
Markus Aspelmeyer, Munich [MA1] (A) (20)
Dr. Katja Bammel, Cagliari, I [KB2] (A) (13)
Doz. Hans-Georg Bartel, Berlin [HGB] (A) (02)
Steffen Bauer, Karlsruhe [SB2] (A) (20, 22)
Dr. Günther Beikert, Viernheim [GB1] (A) (04, 10, 25)
Prof. Dr. Hans Berckhemer, Francfort [HB1] (A, B) (29 Essai Sismologie)
Dr. Werner Biberacher, Garching [WB] (B) (20)
Prof. Tamás S. Biró, Budapest [TB2] (A) (15)
Prof. Dr. Helmut Bokemeyer, Darmstadt [HB2] (A, B) (18)
Dr. Thomas Bührke, Leimen [TB] (A) (32)
Jochen Büttner, Berlin [JB] (A) (02)
Dr. Matthias Delbrück, Dossenheim [MD] (A) (12, 24, 29)
Prof. Dr. Martin Dressel, Stuttgart (A) (essai sur les ondes de densité de spin)
Dr. Michael Eckert, Munich [ME] (A) (02)
Dr. Dietrich Einzel, Garching (A) (essai supraconductivité et superfluidité)
Dr. Wolfgang Eisenberg, Leipzig [WE] (A) (15)
Dr. Frank Eisenhaber, Vienne [FE] (A) (27)
Dr. Roger Erb, Cassel [RE1] (A) (33)
Dr. Angelika Fallert-Müller, Groß-Zimmer [AFM] (A) (16, 26)
Stephan Fichtner, Heidelberg [SF] (A) (31)
Dr. Thomas Filk, Fribourg [TF3] (A) (10, 15)
Natalie Fischer, Walldorf [NF] (A) (32)
Dr. Thomas Fuhrmann, Mannheim [TF1] (A) (14)
Christian Fulda, Hanovre [CF] (A) (07)
Frank Gabler, Francfort [FG1] (A) (22)
Dr. Harald Genz, Darmstadt [HG1] (A) (18)
Prof. Dr. Henning Genz, Karlsruhe [HG2] (A) (Essais Symétrie et Vide)
Dr. Michael Gerding, Potsdam [MG2] (A) (13)
Andrea Greiner, Heidelberg [AG1] (A) (06)
Uwe Grigoleit, Weinheim [UG] (A) (13)
Gunther Hadwich, Munich [GH] (A) (20)
Dr. Andreas Heilmann, Halle [AH1] (A) (20, 21)
Carsten Heinisch, Kaiserslautern [CH] (A) (03)
Dr. Marc Hemberger, Heidelberg [MH2] (A) (19)
Dr. Sascha Hilgenfeldt, Cambridge, États-Unis (A) (essai sonoluminescence)
Dr. Hermann Hinsch, Heidelberg [HH2] (A) (22)
Priv.-Doz. Dr. Dieter Hoffmann, Berlin [DH2] (A, B) (02)
Dr. Gert Jacobi, Hambourg [GJ] (B) (09)
Renate Jerecic, Heidelberg [RJ] (A) (28)
Prof. Dr. Josef Kallrath, Ludwigshafen [JK] (A) (04)
Priv.-Doz. Dr. Claus Kiefer, Fribourg [CK] (A) (14, 15)
Richard Kilian, Wiesbaden [RK3] (22)
Dr. Ulrich Kilian, Heidelberg [Royaume-Uni] (A) (19)
Thomas Kluge, Juliers [TK] (A) (20)
Dr. Achim Knoll, Karlsruhe [AK1] (A) (20)
Dr. Alexei Kojevnikov, College Park, États-Unis [AK3] (A) (02)
Dr. Bernd Krause, Munich [BK1] (A) (19)
Dr. Gero Kube, Mayence [GK] (A) (18)
Ralph Kühnle, Heidelberg [RK1] (A) (05)
Volker Lauff, Magdebourg [VL] (A) (04)
Dr. Anton Lerf, Garching [AL1] (A) (23)
Dr. Detlef Lohse, Twente, NL (A) (essai sonoluminescence)
Priv.-Doz. Dr. Axel Lorke, Munich [AL] (A) (20)
Prof. Dr. Jan Louis, Halle (A) (essai théorie des cordes)
Dr. Andreas Markwitz, Lower Hutt, Nouvelle-Zélande [AM1] (A) (21)
Holger Mathiszik, Celle [HM3] (A) (29)
Dr. Dirk Metzger, Mannheim [DM] (A) (07)
Dr. Rudi Michalak, Dresde [RM1] (A) (23 essai de physique des basses températures)
Günter Milde, Dresde [GM1] (A) (12)
Helmut Milde, Dresde [HM1] (A) (09)
Marita Milde, Dresde [MM2] (A) (12)
Prof. Dr. Andreas Müller, Trèves [AM2] (A) (33)
Prof. Dr. Karl Otto Münnich, Heidelberg (A) (Essai de physique de l'environnement)
Dr. Nikolaus Nestlé, Leipzig [NN] (A, B) (05, 20)
Dr. Thomas Otto, Genève [À] (A) (06)
Priv.-Doz. Dr. Ulrich Parlitz, Göttingen [UP1] (A) (11)
Christof Pflumm, Karlsruhe [CP] (A) (06, 08)
Dr. Oliver Probst, Monterrey, Mexique [OP] (A) (30)
Dr. Roland Andreas Puntigam, Munich [RAP] (A) (14)
Dr. Gunnar Radons, Mannheim [GR1] (A) (01, 02, 32)
Dr. Max Rauner, Weinheim [MR3] (A) (15)
Robert Raussendorf, Munich [RR1] (A) (19)
Ingrid Reiser, Manhattan, États-Unis [IR] (A) (16)
Dr. Uwe Renner, Leipzig [UR] (A) (10)
Dr. Ursula Resch-Esser, Berlin [URE] (A) (21)
Dr. Peter Oliver Roll, Ingelheim [OR1] (A, B) (15)
Hans-Jörg Rutsch, Walldorf [HJR] (A) (29)
Rolf Sauermost, Waldkirch [RS1] (A) (02)
Matthias Schemmel, Berlin [MS4] (A) (02)
Prof. Dr. Erhard Scholz, Wuppertal [ES] (A) (02)
Dr. Martin Schön, Konstanz [MS] (A) (14 essai théorie de la relativité restreinte)
Dr. Erwin Schuberth, Garching [ES4] (A) (23)
Jörg Schuler, Taunusstein [JS1] (A) (06, 08)
Dr. Joachim Schüller, Dossenheim [JS2] (A) (10)
Richard Schwalbach, Mayence [RS2] (A) (17)
Prof. Dr. Klaus Stierstadt, Munich [KS] (B)
Dr. Siegmund Stintzing, Munich [ES1] (A) (22)
Dr. Berthold Suchan, Giessen [BS] (A) (Dissertation sur la philosophie des sciences)
Cornelius Suchy, Bruxelles [CS2] (A) (20)
Dr. Volker Theileis, Munich [VT] (A) (20)
Prof. Dr. Stefan Theisen, Munich (A) (essai théorie des cordes)
Dr. Annette Vogt, Berlin [AV] (A) (02)
Dr. Thomas Volkmann, Cologne [TV] (A) (20)
Rolf vom Stein, Cologne [RVS] (A) (29)
Dr. Patrick Voss-de Haan, Mayence [PVDH] (A) (17)
Dr. Thomas Wagner, Heidelberg [TW2] (A) (29)
Manfred Weber, Francfort [MW1] (A) (28)
Dr. Martin Werner, Hambourg [MW] (A) (29)
Dr. Achim Wixforth, Munich [AW1] (A) (20)
Dr. Steffen Wolf, Berkeley, États-Unis [SO] (A) (16)
Dr. Stefan L. Wolff, Munich [SW1] (A) (02)
Priv.-Doz. Dr. Jochen Wosnitza, Karlsruhe [JW] (A) (23)
Dr. Kai Zuber, Dortmund [KZ] (A) (19)
Dr. Werner Zwerger, Munich [WZ] (A) (20)

Articles sur le sujet

Charge.

Les champs électriques qui ne changent pas avec le temps sont appelés champs électrostatiques. Chaque charge statique est toujours entourée d'un champ électrostatique. Les propriétés géométriques d'un champ électrique sont toujours déterminées par la forme de la surface du corps sur lequel se trouvent les charges génératrices de champ. Les charges ponctuelles ou les corps sphériques ont des champs radialement symétriques. Dans un condensateur à plaques, il existe un champ homogène qui a les mêmes propriétés à tous les emplacements du condensateur.

Champ d'un condensateur à plaques : Un champ homogène existe entre les plaques, c'est-à-dire un champ dont l'intensité est la même partout.


L'énergie électrique dans un champ électrique

Si une charge (échantillon) est déplacée dans un champ électrique, elle devient Travaux électriques effectué, où il y a deux sens de mouvement à distinguer selon le signe :

  • Si le sens du mouvement est contraire au sens de la force du champ électrique, le travail est effectué (de l'extérieur) et l'énergie potentielle de la charge augmente. Ce processus correspond toujours à une séparation de charges.
  • Si, par contre, le sens du mouvement est dans le sens de la force du champ, le champ électrique agit sur la charge. Les porteurs de charge librement mobiles sont accélérés le long du champ électrique dans le conducteur jusqu'à la vitesse de dérive moyenne et une conversion de l'énergie potentielle en énergie cinétique a lieu (voir aussi mobilité). Globalement, la source de tension dans le consommateur électrique (résistance, moteur électrique) effectue un travail mécanique et produit toujours de la chaleur (travail dissipé).

Le travail, comme les autres travaux physiques, est donné en watts secondes (Ws) ou en joules (J). La spécification en Newton mètres (N m) serait théoriquement possible, mais ne se retrouve pas en pratique.

Pour déplacer une charge d'essai $ q $ dans un champ électrique $ vec E $ du point $ a $ à $ b $ on reçoit (effectue) un travail électrique.

Motivé par la définition mécanique du travail

$ W $ = Travailler en J ou Ws
$ vec F $ = Force en N
$ mathrm vec s $ = Distance en m
$ Q $ = Charge en C
$ vec E $ = Champ en V/m
$ U $ = Tension en V
$ W = int_a ^ b vec F (s) cdot mathrm vec s $

on obtient avec la force résultante $ vec F $ sur une charge Q dans le champ électrique & # 160 : $ vec E $

$ W = int_a ^ b Q cdot vec E (s) cdot mathrm vec s $,

où $ mathrm vec s $ sont les parties intégrées du chemin. Dans un champ spatialement constant l'intégrale devient simple

$ W = Q cdot vec E cdot vec s $.

Dans un champ électrique conservateur, l'intégrale de chemin devient indépendante du chemin et la tension $ U $ (potentiel électrique) peut être calculée selon

$ U Big | _a ^ b = - int_a ^ b vec E (s) cdot mathrm vec s $

présenter. Cela donne la formule simplifiée


Le courant électrique fait circuler la charge électrique. En physique et en technologie, le Direction actuelle ou la direction du courant électrique définie comme la direction dans laquelle positif la charge électrique se déplace. [1] [2] En dehors des sources de courant ou de tension, il circule (et avec lui le courant) - suivant le sens de la ligne de champ électrique - du pôle positif au pôle négatif. En revanche, dans les sources de courant ou de tension, les porteurs de charge positifs circulent du pôle négatif vers le pôle positif. Cela referme le circuit. Ceci s'applique généralement et quel que soit le type de porteur de charge en conséquence logique de l'équation de continuité.

Dans un schéma de circuit électrique, le sens du courant électrique est indiqué par une flèche de comptage dont le sens correspond généralement au sens du courant électrique. S'il s'avère que le sens du courant électrique est opposé à la flèche de comptage, l'intensité du courant se voit attribuer une valeur négative par rapport au sens de la flèche.

Familièrement, les termes concurrents de la direction actuelle dite « technique » et « physique » apparaissent. En fait, cependant, le sens du courant électrique est identique au sens « technique » du courant et est défini exactement de la même manière en physique et en génie électrique. [3] [4]

La notion de "sens technique du courant"C'est principalement pour des raisons historiques qu'il suppose un courant de charges qui - suivant la direction de la ligne de champ électrique - passe du pôle de tension positif au pôle négatif. En revanche, ce sont les électrons dans les conducteurs métalliques qui font circuler le courant en tant que porteurs de charge et qu'ils circulent exactement dans l'autre sens du pôle négatif au pôle positif, n'était pas encore connu à l'époque où le terme a été créé. [5] La définition de la direction du courant électrique a été maintenue comme une convention uniforme même après la découverte des électrons presque un siècle plus tard. La détermination du signe du sens du courant est directement liée à la détermination du signe de la charge, le seul type de charge initialement supposé était positif. La charge des électrons se déplaçant en sens inverse était alors déclarée négative tout en maintenant la loi de la force électrostatique.

Contrairement à cela, le terme "direction du courant physique« Pas le flux de charge électrique, mais un flux de probabilité de masse, de volume, de particules ou de probabilité mécanique quantique (résidence) de porteurs de charge électrique. Elle caractérise ainsi le mouvement des porteurs de charges électriques quelle que soit leur charge respective. Parfois, il est laissé ouvert quels supports de charge sont souvent impliqués Des électrons dans les métaux signifié, qui par convention ont une charge négative. Ensuite, le flux d'électrons ("direction du courant physique"), comme indiqué sur la figure, est opposé au flux de charge (positif) ("direction du courant technique").

Puisqu'il existe un certain nombre d'autres porteurs de charge en plus des électrons qui peuvent contribuer positivement ou négativement au transport de charge et donc au courant - dans les semi-conducteurs, pendant l'électrolyse ou dans les décharges gazeuses - le terme "direction du courant physique" n'est pas seulement trompeuses, mais parfois aussi ambiguës. Il est donc préférable de partir du sens de déplacement du respectif Ladungsträger zu sprechen, beispielsweise von der „Elektronenflussrichtung“ oder der Bewegungsrichtung der negativen oder positiven Ionen oder Defektelektronen.

Das tatsächlich gar nicht bestehende Gegeneinander von Technik und Physik entsteht nur, wenn nicht sorgfältig zwischen Ladung und Ladungsträgern unterschieden wird.

Als „konventionelle Stromrichtung“ wird die Stromrichtung im äußeren Stromkreis vom Pluspol zum Minuspol der Quelle bezeichnet. Sie stimmt mit der technischen Stromrichtung überein. [6] [7] [8]

Um Richtungen senkrecht zur Zeichenebene darzustellen, werden bei der elektrischen Stromrichtung die Symbole (aus der Ebene heraus zum Betrachter) und (vom Betrachter in die Ebene hinein) verwendet. Als Eselsbrücke zum Behalten dieser Symbole lässt sich einen Pfeil vorstellen: Wenn der Pfeil auf den Beobachter zufliegt, ist nur der Punkt der Spitze zu sehen. Fliegt der Pfeil von dem Beobachter weg, so sind Federn am Ende des Pfeils als Kreuz zu sehen.

Ein elektrischer Strom, dessen Richtung sich in regelmäßiger Wiederholung ändert, wird als Wechselstrom bezeichnet. Ein Zählpfeil für die Richtung des elektrischen Stroms hat Sinn bei Augenblickswertbetrachtungen. Ferner wird der Zählpfeil in Schaltplänen so angewendet, dass er die Richtung des mittleren Energieflusses anzeigt. [9] Diese ist unabhängig von der wechselnden elektrischen Stromrichtung. Damit kennzeichnet die Pfeilrichtung das Vorzeichen der über die Leitung geführten Wirkleistung mit der dabei üblichen Vorzeichenregelung.


Inhaltsverzeichnis

Verschiedene Auffassungen des Feldbegriffs Bearbeiten

Felder geben einerseits die räumliche Verteilung bestimmter physikalischer Eigenschaften an: Beispielsweise kann die räumliche Verteilung der Temperatur einer Herdplatte durch ein Temperaturfeld beschrieben werden oder die räumliche Verteilung der Dichte in einem Körper durch ein Massendichtefeld. In diesem Sinne ist ein Feld ein mathematisches Hilfsmittel, das die eigentlich punktweise definierten physikalischen Eigenschaften eines ausgedehnten oder aus Untersystemen zusammengesetzten Systems in einer Größe, dem Feld, zusammenfasst.

Ein Feld kann aber auch eine eigenständige physikalische Entität sein, die nicht als zusammengesetztes System oder mathematische Hilfsgröße angesehen werden darf. Das Feld kann dann genauso wie ein Teilchen, ein starrer Körper oder ein anderes physikalisches System einen Impuls und Drehimpuls tragen, Energie enthalten und sich in angeregten Zuständen befinden. Beispielsweise ist ein Lichtstrahl, der Energie durch den leeren Raum transportiert, wie durch den Poynting-Vektor beschrieben, ein (zeitabhängiges) Feld und steht in der physikalischen Hierarchie der Entitäten auf der gleichen Ebene wie Teilchen oder andere Materie. [1]

In diesem Sinne kann z. B. das elektrische Feld E → ( r → , t ) >(>,t)> einerseits einfach nur als räumliche Verteilung der elektrischen Feldstärke angesehen werden, oder aber als eigenständiges nicht reduzierbares System.

Dynamik von Feldern Bearbeiten

Im Allgemeinen sind Felder zeitabhängig, also Funktionen von Ort und Zeit. Die Dynamik eines Teilchens wird mittels Bewegungsgleichungen beschrieben entsprechend wird die Dynamik von Feldern, also die raum-zeitliche Änderung der Feldgröße, mittels Feldgleichungen beschrieben. Der wesentliche Unterschied zwischen Feldgleichungen und Bewegungsgleichungen von Teilchen besteht darin, dass eine Feldgleichung die Dynamik unendlich vieler Freiheitsgrade beschreibt, da ein Feld unendlich viele Freiheitsgrade besitzt (die Feldgröße an jedem Raumpunkt bildet einen Freiheitsgrad und ein Feld ist im Allgemeinen an unendlich vielen Raumpunkten definiert). Die Bewegungsgleichungen eines Teilchen beschreiben dagegen nur die Dynamik endlich vieler Freiheitsgrade (meistens die zeitliche Entwicklung der drei räumlichen Koordinaten des Teilchens).

Der Ursprung des Konzeptes des Feldes liegt im 18. Jahrhundert, als in der Kontinuumsmechanik und der Fluidmechanik die räumliche Verteilung bestimmter Größen thematisiert wurde. Es wurde nicht als eigenständige Entität angesehen und die Dynamik der Felder wurde mittels der newtonschen Teilchen-Mechanik aus den Eigenschaften der dem Feld zugrundeliegenden Moleküle oder Volumenelemente abgeleitet. Eine ganz neue Bedeutung erhielt der Feldbegriff durch die aufkommende Elektrodynamik am Ende des 19. Jahrhunderts, da das elektromagnetische Feld nicht als makroskopischer Zustand aufgebaut aus mikroskopischen Untersystemen erklärt werden konnte. Das elektromagnetische Feld wurde zu einer neuen irreduziblen Entität. [2] [3] Michael Faraday und James Clerk Maxwell waren noch der Meinung, dass das elektromagnetische Feld nur ein angeregter Zustand des Äthers ist und führten damit das Feld auf Bewegung oder mechanische Spannungen in einer Materieform, dem Äther, zurück. Doch das Michelson-Morley-Experiment widersprach der Äthertheorie. Die Existenz des Äthers, der den leeren Raum ausfülle, wurde fortan in der Physik verworfen. Die Beobachtung, dass das elektromagnetische Feld auch im Vakuum, ohne Trägermaterie, ohne eine unsichtbare Trägersubstanz wie den Äther existiert, führte dazu, dass das elektrische Feld als eigenständiges physikalisches System aufgefasst wurde. [1] Heute steht der Begriff des Feldes dem Begriff der Materie (mindestens) gleichberechtigt gegenüber. Der leere Raum kann sowohl Materie als auch Felder enthalten. In der Quantenfeldtheorie schließlich werden auch die Materieteilchen als Feldquanten, d. h. gequantelte Anregungen von Feldern angesehen. Die Frage, ob Teilchen oder Felder letztlich das „Fundamentalere“ in der Natur sind, wird bis heute (2018) kontrovers diskutiert. Die meisten Physiker sind allerdings der quantenfeldtheoretischen Ansicht, dass es weder lokalisierte Teilchen noch leeren Raum gibt, sondern nur Felder (und deren Quanten, die an jeder Stelle, an der das Feld nicht null ist, gefunden werden können). [4]

Die newtonsche Gravitationstheorie ist eine Fernwirkungstheorie, da in dieser Theorie nicht erklärt wird, wie ein von Körper A entfernter Körper B die Anwesenheit von A spürt, wie also die Gravitationswechselwirkung durch den leeren Raum transportiert wird. Außerdem ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wechselwirkung in dieser feldlosen Theorie unbegrenzt. Laut der Relativitätstheorie gibt es aber eine obere Grenze der Ausbreitungsgeschwindigkeit für alle Wechselwirkungen und zwar die Lichtgeschwindigkeit. Wechselwirkungstheorien müssen, um die Kausalität von Ereignissen nicht zu verletzen, lokal sein. Mit Hilfe des Feldbegriffs können Wechselwirkungen lokal beschrieben werden. [5] Der Körper A ist vom Gravitationsfeld umgeben und reagiert auf die Änderungen des Feldes in seiner Umgebung und nicht direkt auf die Verschiebung anderer Körper, die das Feld erzeugen. Das Feld ist also Träger der Wechselwirkung. Feldgleichungen beschreiben, wie und mit welcher Geschwindigkeit sich Störungen in einem solchen Wechselwirkungsfeld ausbreiten, also auch mit welcher Geschwindigkeit A von der Versetzung von B erfährt. Die Feldgleichungen der Gravitation sind die einsteinschen Feldgleichungen, die Feldgleichungen des Elektromagnetismus die Maxwell-Gleichungen.


Polarisation

Vielleicht ist für Sie auch das Thema Polarisation (Elektromagnetische Wellen) aus unserem Online-Kurs Elektromagnetismus interessant.

Eigenschaften

Vielleicht ist für Sie auch das Thema Eigenschaften (Naturstoffchemie) aus unserem Online-Kurs Organische Chemie interessant.


Ladungen & elektrisches Feld

An einer elektrischen Feinwaage wird ein "Elektrostatik- Löffel" (kreisrunde Metallplatte mit Isolierstiel) befestigt. Dieser wird ins Innere eines Plattenkondensators gebracht und die elektrische Kraft in Abhängigkeit von der auf dem Löffel befindlichen Ladung und der Spannung des Kondensators gemessen.

Teilversuch 1: Veränderung der Ladung auf dem Probelöffel bei konstanter Kondensatorspannung

Durchführung

&bull Der "Elektrostatik-Löffel" ist zunächst ungeladen (Berührung mit der Hand des Experimentators, der sich selbst zuvor durch Berühren mit der Wasserleitung geerdet hat) er wird in die Mitte zwischen die Platten des Kondensators gebracht.

&bull Dann wird eine Spannung von ca. (15,0 m) angelegt und die Waage beobachtet. Zeigt die Waage keine Veränderung (Ausschlag bleibt gleich), so hat der "Elektrostatik-Löffel" die richtige Position. Verändert sich der Ausschlag der Waage, so halten sich die durch Influenz bedingten Kräfte von oberer und unterer Kondensatorplatte auf den Elektrostatiklöffel nicht die Waage. Dies kann daran liegen, dass die metallische Fläche des Löffels nicht parallel zu den Kondensatorplatten ist oder dass sich der Löffel nicht in der Mitte zwischen den Kondensatorplatten befindet. Nach geometrischen Korrekturen sollte auf den ungeladenen Löffel im geladenen Kondensator keine nennenswerte Kraft ausgeübt werden.

&bull Nun lädt man den Löffel positiv auf. Die erreicht man z.B. indem man ihn kurzzeitig leitend mit der oberen Platte verbindet. Dadurch kommt es zu einer elektrischen Kraft nach unten. Man liest die Zunahme des Ausschlages der Waage ab (Anzeige in ( m) oder ( m)) und rechnet ihn in Krafteinheiten (( m) oder ( m)) um.

&bull Anschließend halbiert man die Ladung auf dem Löffel indem man ihn mit einem gleichartigen ungeladenen Löffel im feldfreien Raum berührt. Dazu dreht man am besten den geladenen Löffel aus dem Kondensator und bringt ihn mit dem gleichartigen ungeladenen Löffel in Kontakt (Man könnte die Ladungshalbierung auch innerhalb des Kondensators durchführen, jedoch muss dazu dann die Spannung am Kondensator abgeschaltet werden. Dies ist umständlicher und dauert länger).

&bull Anschließend dreht man den Elektrostatiklöffel auf dem die Ladung halbiert wurde wieder in den gleich geladenen Kondensator und misst die Kraft auf den Elektrostatiklöffel.

&bull Die obige Prozedur der Ladungshalbierung und Kraftmessung wird so oft wiederholt bis die Kraft auf den Probelöffel zu klein für eine sinnvolle Ablesung ist.

Beobachtung

Ladung (Q) (frac<1><2>Q) (frac<1><4>Q)
Kraft (<>>>>< m>< m>) (22) (11) (6)

Zunächst könnte man auf die Idee kommen, die Kraft (<>>>>) auf den Probelöffel als Maß für die "Stärke" des elektrischen Feldes im Kondensator zu verwenden. Der Versuch zeigt jedoch, dass diese Kraft nicht nur vom elektrischen Feld des Kondensators, sondern ganz wesentlich auch von der Ladung (Q) auf der Sonde (Probelöffel) abhängt mit der das Feld untersucht wird. Die obige Messung zeigt nämlich (<>>>> sim Q) bei gleichbleibendem elektrischen Feld.

Als feldbeschreibende Größe wählt man daher sinnvollerweise den Quotienten (frac<<<>>>>>>). Dieser Quotient ist bei gleichbleibendem Feld eine Konstante, da aus der Proportionalität von Kraft (<<>>>>>) und Löffelladung (Q) die Konstanz von (frac<<<>>>>>>). Dieser Quotient beschreibt eine nur vom Feld abhängige Größe, die man als Feldstärke (E) definiert. Da die Kraft (<<>>>>>) ein Vektor ist und die Ladung (Q) kein Vektor ist, muss (E) ein Vektor in Richtung (oder Gegenrichtung) der Kraft sein. Die Richtung der Feldstärke wird als die Richtung der Kraft auf eine positive Probeladung definiert (die Kraft auf eine negative Probeladung ist entgegen der Feldstärkerichtung). Wir erhalten also[vec E = frac<<<_>>>quad left[ E ight] = 1frac<< m>><<< m>>>]

Bei dem oben beschriebenen Versuch war die maximale Probeladung (Q=11 cdot 10^<-8> m).

Berechne aus dieser Angabe und mit Hilfe obiger Tabelle die elektrische Feldstärke bei dem durchgeführten Versuch.


Video: 11. Sähkökenttä - johde ja eriste sähkökentässä (Juin 2022).


Commentaires:

  1. Rambert

    C'est une bonne idée.

  2. Frey

    Congratulations, that's just a great thought.

  3. Yerachmiel

    À mon avis, vous vous trompez. Je peux le prouver. Écrivez-moi dans PM, nous en discuterons.



Écrire un message