lorentzkraft

Amelie · Gast

Warum wirkt die lorentzkraft senkrecht zu den Feldlinien und warum wirken magnetfelder nur auf bewegte Elektronenß Wäre schön wenn meine frage schnell beantwortet werden kann, muss nämlich morgen einen vortrag halten. Hilfe

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Wieso sollte jemand deine Frage schnell beantworten?
Kannst Du mit den Vorbereitungen auf deinen Vortrag nicht einfach
früher beginnen, dann gibt es keinen Grund zur Eile Big Laugh

Gruß von Bruce

Amelie · Gast

ich habe früh genung damit anfangen, leider ist mir das Problem est jetzt uaufgefalle, mir ist schon bewusst das das so ist, ich würde einfach nur gerne wissen wieso?

dachdecker2

Die Lorentzkraft ist

alpha ist der Winkel zwischen der Bewegungsrichtung und Feldrichtung.
F steht immer senkrecht auf Feld und auf der Bewegungsrichtung, daher kann die Kraftnur von 0 verschieden sein, wenn sich die Ladung gegen die Feldrichtung bewegt.

Wenn der Winkel 0 ist (sich das e- in oder gegen Feldrichtung bewegt) ist die Lorentzkraft 0. Auch, wenn das Feld oder die Geschwindigkeit 0 sind, wirkt keine Lorentzkraft auf das e-.

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Na ja, eigentlich ist die Begründung subtiler. Allerdings dürfte
eine tiefergehende Begründung für einen Vortrag in der Schule zu
weit führen.

Also Amelie, das was jetzt kommt erzählst Du morgen besser nicht!

Wenn man die Wechselwirkung zwischen Ladungen und elektromagnetischen
Feldern mathematisch beschreiben will, dann muß man zunächst mal raten.
Ausganspunkt kann dabei die Definition der elektrischen Feldstärke sein,
welche bekanntlich durch die Kraft auf eine ruhende Ladung q in einem
elektrischen Feld gemäß E=F/q gegeben ist. Welche Kraft wirkt nun auf
eine Ladung, die sich in einem statischen Magnetfeld befindet? Die
Definition von E allein gibt dies nicht her, denn darin taucht B nicht
auf. Wenn man allerdings die relativistische Formulierung der Elektrodynamik
zu Rate zieht und berücksichtigt, daß darin E und B Feld zu einem einzigen
mathematischem Objekt, nämlich einem Tensor zweiter Stufe zusammengefaßt
werden, dann kommt man weiter. Dieser elektromagnetische Feldtensor wird
per Lorentztransformation aus dem Bezugssystem des Beobachters in das
Ruhesystem der betrachteten Ladung transformiert und siehe da, hier
tauchen elektrische Feldkomponeten auf, die im Ruhesystem des Beobachters,
der nur ein statisches Magnetfeld sieht, nicht vorhanden sind. Dieses
elektrische Feld im Ruhesystem der Ladung kann nun wieder gemäß F=qE
zur Berechnung der Kraft auf die Ladung herangezogen werden. So
gelangt man für Geschwindigkeiten die klein gegenüber der Licht-
geschwindigkeit sind zu dem bekannten Ausdruck für die Lorentzkraft.

@dachdecker
Falls dich die Einzelheiten dazu interessieren, dann kannst Du es mal
mit Band 3 aus der Reihe:Theoretische Physik von Arnold Sommerfeld versuchen.
Im Jackson (und anderen Büchern) steht das aber mit Sicherheit auch drin.

Gruß von Bruce

dachdecker2

Das ist sehr interessant smile

, dass elektrisches und magnetisches Feld miteinander verkoppelt sind, und ein gemeinsames Phänomen ergeben. Das hab ich noch nicht gehört... Wir hatten nur 2 Semester Physik und in den Anderen Fächern ist man auch nicht so sehr ins Detail gegangen. Aber Ich hab erstmal so viel vor, was schon eine Ewigkeit liegen geblieben ist (etwa meine HP könnte auch mal wieder ne Frischzellenkur vertragen, mein Autorechner und und und... Augenzwinkern

). Ich glaube nicht, dass ich mir das vor einem eventuellen Pysikstudium noch reinziehe.

Meine Mathematik gibt zum Beispiel keine Tensorrechnung her Augenzwinkern

...