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kanzen
Anmeldungsdatum: 13.03.2011
Beiträge: 1
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 kanzen Verfasst am: 13. März 2011 10:36 Titel: lorentz-kraft |
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Meine Frage:
hey,
normalerweise: auf elektronen, die sich im magnetfeld bewegen wirkt eine kraft (d. lorentz-kraft).
ich habe folend. fragen zu d. lorentz-kraft:
(1)wieso zeigt sich bei einer ruhende elektrische ladung im magnetfeld keine wirkung?
(2)wieso weden elektrone, die sich genau in richtung der feldlinien eines magnetfeldes bewegen, nicht beeinflusst?
(3)die lorentz-kraft gilt doch auch für protonen - also für alle bewegten ladungsträger?
(4)kann man mit der ablenkungsstärke die elementarladung bestimmen - also so ähnlich wie beim milikanversuch?
(5)es gibt die theorie der geisterelektronen: erst durch die beobachtung werden elektrone zu teilchen. sind die elektron die abgelengt werden teilchen oder eine welle? gilt diese theroe eigentl. auch für protonen?
(6)man kann die lorentz-kraft mit hilfe d. sog. "linken-hand-regel" vorhersagen. gilt diese nur für elektronen?
(7)wie kann man einen elektronenstrahlerzeugen?
(8)wo wird das prinzip der lorentz-kraft technisch eingesetzt?
ich weiß: es sind viele fragen. ich würde mich über antworten freuen. danke!
Meine Ideen:
keine ahnung, deshalb stelle ich die fragen |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 13. März 2011 10:49 Titel: |
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Hi,
wie ist denn die Lorentzkraft definiert und welche Formel ist dir dazu bekannt?
1) Ist dieser Frage von dir sind zwei Wörter besonders wichtig: "ruhende Ladung".
2) Kennst du die linke Hand Regel?
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Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)
"I had a slogan. The vacum is empty. It weighs nothing because there's nothing there. (Richard Feynman) |
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fkanzen
Anmeldungsdatum: 13.03.2011
Beiträge: 9
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| fkanzen Verfasst am: 13. März 2011 11:07 Titel: |
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Def.: "Die Lorentzkraft ist die Kraft, die ein elektromagnetisches Feld auf eine elektrische Ladung ausübt, benannt nach dem niederländischen Mathematiker und Physiker Hendrik Antoon Lorentz" (wikipedia).
Eine Formel kenne ich dazu nicht!
1) ?
2)ja, ursache, vermittlung, wirkung - ist ein rechtssystem. |
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planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
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| planck1858 Verfasst am: 13. März 2011 11:17 Titel: |
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Um erstmal genau zu verstehen, was die Lorentzkraft ist, würde ich dir diesen Link hier empfehlen.
http://www.frustfrei-lernen.de/elektrotechnik/lorentzkraft-erklaerung.html
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Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)
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fkanzen
Anmeldungsdatum: 13.03.2011
Beiträge: 9
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| fkanzen Verfasst am: 13. März 2011 11:41 Titel: |
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Danke!
F=Q*v*B
-also:zu (1) wenn v=0 ist F=0, d.h. auf eine ruhende Ladung wirkt keine Lorentzkraft.
zu (2) wenn sich ein LAdungsträger in Richtung der Feldlinien bewegt ist der Winkel alpha = 0, d.h. der sin(alpha) ist Null, das wiederum bedeutet nach der Formel F=Q*v*B*sin(alpha), dass F = 0 ist
zu (3): L--Kraft gilt für alle Ladungsträger. zu (4), (5) keine Ahnung! zu (6) nein, für positive Ladungsträger - wie z.B. Protonen - gilt die sog. "Rechte-Hand-Regel". zu (7) Mit der Braunschen Röhre kann man einen Elektronenstrahl erzeugen. zu (8 ) keine Ahnung. |
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Chillosaurus
Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440
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| Chillosaurus Verfasst am: 13. März 2011 12:17 Titel: Re: lorentz-kraft |
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| kanzen hat Folgendes geschrieben: | [...]
(4)kann man mit der ablenkungsstärke die elementarladung bestimmen - also so ähnlich wie beim milikanversuch?
(5)es gibt die theorie der geisterelektronen: erst durch die beobachtung werden elektrone zu teilchen. sind die elektron die abgelengt werden teilchen oder eine welle? gilt diese theroe eigentl. auch für protonen?
[...]
(8)wo wird das prinzip der lorentz-kraft technisch eingesetzt?[...] |
(4) Wenn die Masse bekannt ist geht das im Prinzip. Das ist wie beim Massenspektrometer, wo man gleich geladene Teilchen nach ihrer Masse "sortiert".
(5) Solche Überlegungen werden für dich keine Relevanz haben, gelten selbstverständlich für alle Formen von Teilchen und Quasiteilchen.
(8) Massenspektrometer, Kreisbeschleuniger, brownsche Röhre,... |
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lotenzkraft
Gast
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| lotenzkraft Verfasst am: 13. März 2011 12:30 Titel: |
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4) Nicht wirklich direkt. Man bekommt immer sehr einfach Verhältnis von Ladung zu Masse q/m auf verschiedenste Art und Weise raus, aber nicht die Ladung direkt. Also, wenn man die Masse kennt, erst dann ja.
5) Von "Geisterelektronen" könnte man vielleicht vor 100 Jahren reden. Heute ist das alles schon recht gut erforscht.
Das was du ansprichst ist eine sehr vereinfachte Vorstellung der quantenmechischen Eigenschaften des Elektrons. Aber ja Protonen und Neutronen haben dieselbe Eigenschafften auch. Allerdings sind Elektronen elementar, dagegen sind Protonen aus kleineren Bauteilen gebaut, daher sind sie auch viel komplizierter.
 Z.B. In Elektromotoren und Generatoren, aber auch vielen, vielen anderen Geräten. |
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fkanzen
Anmeldungsdatum: 13.03.2011
Beiträge: 9
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| fkanzen Verfasst am: 13. März 2011 12:47 Titel: |
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Stimmt die Theorie der Geisterelektronen nicht mehr? Elektronen sind elementare Teilechen, heißt das, dass diese nicht auf kleinere Einheiten aufgespalten werden können?
woraus bestehen Neutronen und Protonen? |
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Chillosaurus
Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440
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| Chillosaurus Verfasst am: 13. März 2011 13:07 Titel: |
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| fkanzen hat Folgendes geschrieben: | Stimmt die Theorie der Geisterelektronen nicht mehr? Elektronen sind elementare Teilechen, heißt das, dass diese nicht auf kleinere Einheiten aufgespalten werden können?
woraus bestehen Neutronen und Protonen? |
Vllt. ist das eine Frage, die du besser dem Bereich Quantenmechanik zuschieben solltest.
Dazu sollltest du dann deine Frage etwas genauer formulieren.
Was Geisterteilchen in der von dir geschilderten Weise angeht, möchte ich mal anmerken, dass man über ein Teilchen, das man nicht misst (=beobachtet), keine Aussage treffen kann. Dies ist im Makroskopischen auch nicht anders.
elementare Teilchen: korrekt verstanden.
Neutronen und Protonen werden durch sogenannte Quarks gebildet. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18403
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| TomS Verfasst am: 13. März 2011 13:08 Titel: Re: lorentz-kraft |
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Für die Lorentzkraft gilt die Formel
| kanzen hat Folgendes geschrieben: | | (1)wieso zeigt sich bei einer ruhende elektrische ladung im magnetfeld keine wirkung? |
Die Lorentzkraft (die o.g. Formel) ist streng genommen eine relativistische Erscheinung. Man erhält sie durch Aufstellung der relativistischen Bewegungsgleichung von geladenen Teilchen in elektromagnetischen Feldern. Im Zuge dieser Herleitung zeigt sich eben, dass diese Kraft proportional zu v aus.
| kanzen hat Folgendes geschrieben: | | (2)wieso weden elektrone, die sich genau in richtung der feldlinien eines magnetfeldes bewegen, nicht beeinflusst? |
Auch dies erhält man im Zuge der Herleitung der relativistischen Bewegungsgleichung.
| kanzen hat Folgendes geschrieben: | | (3)die lorentz-kraft gilt doch auch für protonen - also für alle bewegten ladungsträger? |
Ja, die Lorentzktraft hängt direkt von der Ladung q der betrachteten Teilchen ab.
| kanzen hat Folgendes geschrieben: | | (4)kann man mit der ablenkungsstärke die elementarladung bestimmen - also so ähnlich wie beim milikanversuch? |
Man kann nur die spezifische Ladung q/m bestimmen.
| kanzen hat Folgendes geschrieben: | | (5)es gibt die theorie der geisterelektronen: erst durch die beobachtung werden elektrone zu teilchen. |
Das ist ein seltsamer Begriff.
Im Rahmen der Quantenmechanik werden Elektronen durch Wellenfunktionen beschrieben. In die Bewegungsgleichung einer Elektron-Wellenfunktion (Schrödingergleichung) geht ebenfalls ein Term ein, der der Lorentzkraft entspricht.
| kanzen hat Folgendes geschrieben: | | gilt diese therie eigentl. auch für protonen? |
Wenn man Protonen als elementare Teilchen betrachtet (sind sie nicht), gilt die Schrödingergleichung auch für Protonen. Wenn man die Quark-Substruktur mit einbeziehen will, muss man den Formalismus der Quantenfeldtheorie nutzen; auch hier gibt es formal einen Term, der der Lorentzkraft entspricht; der mathematische Formalismus ist aber wesentlich komplexer und die Bedetung der einzenen Terme nicht mehr direkt klassisch interpretierbar.
| kanzen hat Folgendes geschrieben: | | (6)man kann die lorentz-kraft mit hilfe d. sog. "linken-hand-regel" vorhersagen. gilt diese nur für elektronen? |
Diese Regel liefert ja nur die Richtung, nicht den Betrag, und sie berücksichtigt nicht den Effekt nicht-senkrechter Geschwindigkeit und B-Feld. Ja, die Regel ist auch für negativ geadene Teilchen anwendbar; die Kraftrichtugn kehrt sich dann einfach um.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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fkanzen
Anmeldungsdatum: 13.03.2011
Beiträge: 9
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| fkanzen Verfasst am: 06. Apr 2011 19:10 Titel: |
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hi,
ok, vielen dank! Ein weitere Anwendung ist doch auch der MHA? Der MHA eines Bootes nutzt die Kraft auf bewegte Ladungsträger, sowie die gute Leitfähigkeit von Salzwasser.
Ich hab da ein paar Fragen zu:
* Durch ein Elektromagneten, der eine supraleitende Spule besitzt, wird ein sehr starkes Magnetfeld erzeugt.
* Die beiden Platten werden an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen, so dass ein Strom, senkrecht zum Magnetfeld, durch das Meerwasser fließen kann.
Das habe ich gelesen! (1)Was ist eine supraleitende Spule - wieso benötigt man die? (2)Wieso werden die Platten an eine Gleichspannungsquellen angeschlossen? (3)Was ist das genau für ein Strom der durch das Meerwasser fließt - ein elektrischer Strom? Da sind ja keine "schwach" gebundenen Elektronen, oder? (4) Wieso ist Meerwasser leitfähig?
Vielen Dank! |
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