Hallo zusammen, wenn man eine einzelne Ladung gleichförmig bewegt, beispielsweise ein einzelnes Elektron, warum umgibt das Magnetfeld die Ladung nicht kugelförmig? Eine einzeln bewegte Ladung ist zwar kein stationärer Stromfluss, aber ein Magnetfeld wird trotzdem entstehen. Stationäre Ströme von Elektronen im Leiter erzeugen ein den Leiter zylindrisch umgebendes Magnetfeld. Warum ist es nicht kugelförmig? Eigentlich müsste das Magnetfeld, das den Leiter umgibt, mit den Elektronen weiterwandern. Ist das gerade das Charakteristische eines stationären Stromes, sodass das Magnetfeld ebenfallsunbewegt erscheint? Gruß
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Mensch, da hätt ich doch was für Dich -> Beitrag "[V] Reprint des Buchs "An Essay On the Application of Mathematical Analysis to the Theories of Elect"
Stefan H. schrieb: > Warum ist es nicht kugelförmig? Weil man Igel nicht kämmen kann :-) https://de.wikipedia.org/wiki/Satz_vom_Igel
Stefan H. schrieb im Beitrag #4545920: > Wenn ich ein einzelnes Elektron gleichförmig bewege, wandert das > Magnetfeld mit? > > Gruß Ich häng noch ne weitere Frage dran: Wenn ich das Magnetometer genauso schnell parallel neben dem Elektron herfliegen lasse, messe ich dann überhaupt noch ein Magnetfeld?
Bernd K. schrieb: > Stefan H. schrieb: >> Wenn ich ein einzelnes Elektron gleichförmig bewege, wandert das >> Magnetfeld mit? >> >> Gruß > > Ich häng noch ne weitere Frage dran: Wenn ich das Magnetometer genauso > schnell parallel neben dem Elektron herfliegen lasse, messe ich dann > überhaupt noch ein Magnetfeld? Ich füge mal noch eine fiese Frage an: Elektronen fließen ja nur mit Schrittgeschwindigkeit durch den Draht. Warum verschwindet das Magnetfeld (aus meiner Sicht) nicht, wenn ich neben dem Draht in Flussrichtung hergehe und somit die Elektronen aus meiner Sicht in Ruhe sind? ^^
Jonny O. schrieb: > Warum verschwindet das Magnetfeld (aus meiner Sicht) nicht, wenn ich > neben dem Draht in Flussrichtung hergehe und somit die Elektronen aus > meiner Sicht in Ruhe sind? Das ist einfach: Die positiven Atomrümpfe bewegen sich jetzt von Dir aus gesehen in die andere Richtung, also fließt immer noch ein Strom. Aber höchst erstaunlich und bemerkenswert finde ich die Antwort auf die Frage warum dann ein Elektron das mit der selben Geschwindigkeit wie die Elektronen im Draht parallel zum Draht sich bewegt dann immer noch eine Lorentzkraft erfährt, obwohl es doch nun relativ zum Magnetfeld in Ruhe ist.
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Warum umgibt das Mgnetfeld die Ladung nicht kugelförmig? gRU?
Hallo Stefan, Du hast hast in diesem Forum über 9 Threads am Laufen. Bist Du ein Zweitaccount von Kurt Bindl oder suchst Du Dir Deine bizarren Fragen aus anderen Foren zusammen?
Sollte nicht jemand ergänzen, dass die Wahrnehmung eines menschlichen Beobachters nicht mit den Denkmodellen der Physik verwechselt werden darf? Da werden im Prinzip so lange Formeln zusammengeklimpert, bis sich keine Widersprüche zwischen Messung und Vorhersage mehr ergeben. Einem einzelnen Teilchen zu folgen, egal wie schnell es ist, wird schwierig. Irgendetwas ist immer mit im Spiel und wenn es die Messleitungen sind, die wiederum Teilchen enthalten usf. Vielleicht wäre es sinnvoll, die de-Broglie-Wellenlänge zu ergänzen, da das Atommodell auch von Orbitalen und Einzelelektronen spricht. Da wären also permanent Magnetfelder und entsprechende Kräfte notwendig, die irgendwo aufgebracht werden müssten. Vom Bohrschen Knete-Klumpen mit eingedrückten Teilchen bis zur Quantenfeldtheorie ist es ein weiter Weg. Es ist aber für einen Schreiner völlig uninteressant, wie Sägeblatt und Eichenbrett exakt modellhaft wechselwirken. Auch wenn noch so oft abschneidet, es bleibt zu kurz. (Von Unschärfe spreche ich noch gar nicht, aber es wäre schon verrückt, Heisenberg zu widersprechen und Impuls sowie Ort exakt anzugeben, um magn. und elektr. Feldstärke abzuleiten. Vektoren brauchen ja Ansatzpunkte. Man könnte sich ja auch mal auf die Suche machen, einen feldfreien Bereich im Universum zu finden.)
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Stefan H. schrieb: > Warum umgibt das Mgnetfeld die Ladung nicht kugelförmig? Nimm an, das Feld sei kugelsymmetrisch. Wir legen eine Kugelschale um die Ladung und betrachten die Tangentialkomponente des M-Feldes. Nach dem Satz vom Igel muss das M-Feld an mindestens einer Stelle verschwinden. Wegen der Kugelsymmetrie verschwindet die Tangentialkomponente also auf der ganzen Kugelschale. Das M-Feld hat (in Kugelkoordinaten) also ausschließlich eine überall konstante Radialkomponente. Falls diese Komponente nicht verschwindet, muss es sich um ein magnetisches Monopol handeln, was noch nie beobachtet wurde. Oder nach den Maxwell'schen Gleichungen: Die Divergenz von H ist Null (d.h. es gibt keine Monopole). Daher ist das Integral der Divergenz über eine Kugel ebenfalls Null. Nach dem Gauß'schen Integralsatz entspricht dieses Integral dem Oberflächenintegral über die Radialkomponente. Weil die Radialkomponente konstant ist, kann das Integral im Kugelfall einfach ausgerechnet werden:
Die Radialkomponente ist also auch null. Wenn du also ein kugelsymmetrisches Feld willst, dann ist das nur möglich, wenn das Feld überall Null ist. Weil das Magnetfeld einer bewegten Ladung nicht verschwindet, kann es daher nicht kugelsymmetrisch sein. Und nein, das ist kein abgehobenes Rumgerechne, das mit der Realität nix zu tun hat. Die Maxwell'schen Gleichungen sind zum Beispiel nur eine sehr kompakte Zusammenfassung der experimentellen Ergebnisse in kompakter, exakter und international verständlicher Notation.
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Bernd K. schrieb: > warum dann ein Elektron das mit der selben Geschwindigkeit wie die > Elektronen im Draht parallel zum Draht sich bewegt dann immer noch eine > Lorentzkraft erfährt, obwohl es doch nun relativ zum Magnetfeld in Ruhe > ist. Ist es nicht. Das Magnetfeld wird durch die sich im Draht bewegenden Elektronen erzeugt, ist aber selbst in Ruhe. Das parallel bewegt Elektron bewegt sich also durchaus relativ zum Magnetfeld.
Timm T. schrieb: > Ist es nicht. Das Magnetfeld wird durch die sich im Draht bewegenden > Elektronen erzeugt, ist aber selbst in Ruhe. Das parallel bewegt > Elektron bewegt sich also durchaus relativ zum Magnetfeld. Wenn man sich jedoch in das Bezugssystem dieses Elektrons versetzt dann ruht es! Und ebenso ruhen nun die Elektronen im Draht. Zwar bewegen sich aus dieser Sicht nun die positiven Atomrümpfe im Draht und erzeugen auch immer noch das selbe Magnetfeld, jedoch da das Elektron ja nun ganz unzweifelhaft in unserem Bezugssystem ruht kann man nicht mehr von einer Bewegung durch ein Magnetfeld sprechen. Stattdessen bewirkt die Lorentzkontraktion des Drahtes in dessen Bewegungsrichtung eine höhere Dichte an positiven Ladungen als die Dichte der ruhenden negativen Ladungen, somit erscheint der Draht insgesamt positiv geladen und die Anziehung des Elektrons zum Draht hin ist nun in diesem Bezugssystem eine rein elektrostatische Anziehungskraft und keine Lorentzkraft mehr! Dennoch sind diese Kräfte (mal erscheinen sie magnetisch, mal elektrisch) im Grunde ein und das selbe untrennbare Phänomen! Das finde ich in vielerlei Hinsicht bemerkenswert.
Hmm. Erläre mir dann mal jetzt jemand die Induktion und die Selbst-Induktion. Wieso interressiert sich eine im Augenblick stehende Elektronenwolke für die im entfernten Leiter fliessende Elektronen, wenn sich deren Fliessgeschwindigkeit ändert? Also, warum verspühren die einen Drang auch sich zu bewegen? Das ist es, was mir seit ich über Trafos gelernt hab, nie jemand richtig erklären kann. Ich bin auch schon zu der Theorie der relativistischen Bewegungen und Lorentz-kontraktion etc. gekommen. Damit kann man zwar die Kräfte zwischen 2 Leitern erklären, aber die Induktion? Wie schaut der Wirk-Mechanismus aus? Angenommen es gibt nur elektrostatische Kräfte...
Bernd K. schrieb: > Ich häng noch ne weitere Frage dran: Wenn ich das Magnetometer genauso > schnell parallel neben dem Elektron herfliegen lasse, messe ich dann > überhaupt noch ein Magnetfeld? Sicher nicht. Der mitbewegte Beobachter sieht eine ruhende Ladung und auch nur genau das dazu passende Feld (elektrisch, nicht magnetisch).
Martin G. schrieb: > Ich bin auch schon zu der Theorie der relativistischen Bewegungen und > Lorentz-kontraktion etc. gekommen. Damit kann man zwar die Kräfte > zwischen 2 Leitern erklären, [...] Die Lorentz-Kontraktion erklärt nicht diese Kraft. Die Kraft wird in der Klassischen Elektrodynamik durch die Maxwell'schen Gleichungen anhand von Ladungs- und Stromdichten bzw. deren zeitlichen Änderungen beschrieben. Beim "(Probe)Ladung bewegt sich parallel zu stromdurchflossenem Leiter" ergibt sich das Problem, dass mit Galilei-Trafo unterschiedliche Beobachtungen gemacht werden: Ein Beobachter, der sich mit der Ladung mitbewegt, beobachtet keine Kraft auf die Ladung, während andere Beobachter eine Kraft beobachten. Eine "Lösung" des Problems wäre, dass die Maxwell-Gleichungen nicht korrekt sind, dass z.B. die Beobachtung von einem absoluten Bewegungszustand oder vom Bewegungszustand relativ zu einem Lichtmedium anhängen. Eine andere Lösung ist, dass die Maxwell-Gleichungen korrekt sind, aber etwas mit der Umrechnung der Bezugssysteme faul ist. Bekanntlich entscheiden Experimente für die 2te Variante, d.h. Ladungs- und Stromverteilungen sind nicht so einfach umzurechnen wie mit der Galilei-Trafo sondern ertfolgen mit der Lorentz-Trafo. > [...] aber die Induktion? Wie schaut der Wirk-Mechanismus aus? Ditto.
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