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Moderiert von Ueli rlk
Physik » Elektrodynamik » Ladung im B-Feld
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Schule J Ladung im B-Feld
otto3
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  Themenstart: 2019-01-25

Hallo, wenn sich eine Ladung im homogenen Feld eines Hufeisenmagneten bewegt, wirkt die Lorentzkraft... Wenn nun aber die Ladung ruht und der Magnet bewegt wird, sollte doch dasselbe passieren? An der Stelle der Ladung ist aber das B-Feld zeitlich und örtlich konstant. -> keine Induktion... Ein Erklärungsansatz auf Schulniveau wäre schön. :-)

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jacha2
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  Beitrag No.1, eingetragen 2019-01-26

Salut, zunächst der physikalische Teil: \quoteon(2019-01-25 17:42 - otto3 im Themenstart)...wenn sich eine Ladung im homogenen Feld eines Hufeisenmagneten bewegt, wirkt die Lorentzkraft... Wenn nun aber die Ladung ruht und der Magnet bewegt wird, sollte doch dasselbe passieren? An der Stelle der Ladung ist aber das B-Feld zeitlich und örtlich konstant. -> keine Induktion... Ein Erklärungsansatz auf Schulniveau wäre schön. :-) \quoteoff es kommt nur auf die Relativbewegung v zwischen e- und B-Feldlinien an, da alle Inertialsysteme gleichberechtigt sind (sonst wäre die Lichtgeschwindigkeit c nur in einem isotrop). Und jetzt das Schulniveau: Stellen wir uns vor, Regentropfen fallen entlang von Feldlinien lotrecht nach unten. "Schnürlreng", gell? Wenn wir uns aufrechten Ganges durch sie bewegen, werden wir dennoch auf der "Vorderseite" in Bewegungsrichtung naß (so, als stünden wir und der Regen fiele schräg). Adieu

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vGvC
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  Beitrag No.2, eingetragen 2019-01-26

\quoteon(2019-01-26 01:46 - jacha2 in Beitrag No. 1) ... es kommt nur auf die Relativbewegung v zwischen e- und B-Feldlinien an,... \quoteoff Nein, das ist nicht richtig. Siehe auch hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Induktion#Grundlegende_Experimente

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index_razor
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  Beitrag No.3, eingetragen 2019-01-26

\quoteon(2019-01-25 17:42 - otto3 im Themenstart) wenn sich eine Ladung im homogenen Feld eines Hufeisenmagneten bewegt, wirkt die Lorentzkraft... Wenn nun aber die Ladung ruht und der Magnet bewegt wird, sollte doch dasselbe passieren? An der Stelle der Ladung ist aber das B-Feld zeitlich und örtlich konstant. -> keine Induktion... \quoteoff Ein Magnetfeld hätte ja auf eine ruhende Ladung ohnehin keinen Einfluß. Ich glaube man muß hier letztlich verstehen, daß das elektromagnetische Feld eine Einheit bildet und die Aufspaltung in elektrisches und magnetisches Feld vom Bezugssystem abhängig ist. Aus einem reinen Magnetfeld \(\vec{B}\) innerhalb des Systems, in welchem die Geschwindigkeit der Ladung \(\vec{v}\) beträgt, wird ein elektrisches Feld der Stärke \( \vec{E} = \gamma\vec{v}\times \vec{B}\) im Ruhesystem der Ladung. (Der Faktor \(\gamma\) ist nur bei relativistischen Relativgeschwindigkeiten wesentlich von 1 verschieden.) Dieses bewirkt dort die Impulsänderung \( \frac{d\vec{p}}{d t} = q\vec{E} =\gamma q\vec{v}\times\vec{B}\simeq q\vec{v}\times\vec{B}\), also ungefähr dieselbe wie im ursprünglichen System. (Bei relativistischen Geschwindigkeiten sind sie nicht gleich. Aber das müssen sie auch nicht sein, da sich die Messungen der zeitlichen Impulsänderung innerhalb der beiden Systeme noch durch die Zeitdilatation unterscheiden, es gilt also \(\dot{\vec{p}}_{\text{ruhe}} = \gamma\dot{\vec{p}}_{\text{bewegt}}.\))

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otto3
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  Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2019-01-26

Vielen Dank an index_razor, \(\vec{E} = \gamma\vec{v}\times \vec{B}\) erklärt die Sache schön, taucht nur in keinem Schulbuch auf. Ich denke an dieser Stelle vereinfacht der Schulunterricht zu sehr, wenn er die Lorentzkraft als weitere Kraft darstellt, wobei sie nur ein Aspekt der Coulomb-kraft ist. Die Vorlesungen Experimentalphysik 2 (Elektrodynamik) und auch die Theorievorlesungen gehen auf diesen Punkt meist in einem der letzten Kapitel ein. SchönenAbend! otto

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