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Ruhende Ladung im bewegten homogenen Magnetfeld
 
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Kurt34



Anmeldungsdatum: 02.02.2023
Beiträge: 8

Beitrag Kurt34 Verfasst am: 02. Feb 2023 16:48    Titel: Ruhende Ladung im bewegten homogenen Magnetfeld Antworten mit Zitat

Meine Frage:

Ein Elektron sei unbewegt in einem vollkommen homogenen Magnetfeld. Die magnetische Feldstärke ist nach Betrag und Richtung also an jedem Punkt gleich.
Wenn jetzt das Magnetfeld geradlinig verschoben wird, ändert sich dadurch am Ort des Elektrons die magnetische Feldstärke nicht. Wie reagiert das Elektron?

Meine Ideen:
Wenn sich ein Elektron in einem homogenen Magnetfeld bewegt, wird es ja mit der Kraft F = q* vxB abgelenkt und beschreibt eine Kreisbahn. Obwohl sich ja da aus Sicht des Elektrons im homogenen Magnetfeld auch nichts ändert.

Aber man muss doch das Gleiche auch durch ein Koordinatensystem beschreiben können, in dem das Elektron in Ruhe und das Magnetfeld bewegt ist.
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3388

Beitrag ML Verfasst am: 02. Feb 2023 19:34    Titel: Re: Ruhende Ladung im bewegten homogenen Magnetfeld Antworten mit Zitat

Hallo,

Kurt34 hat Folgendes geschrieben:

Ein Elektron sei unbewegt in einem vollkommen homogenen Magnetfeld. Die magnetische Feldstärke ist nach Betrag und Richtung also an jedem Punkt gleich.

Können wir bitte mit der Flussdichte arbeiten und annehmen, dass diese konstant ist, nicht mit der Feldstärke .

Zitat:

Wenn jetzt das Magnetfeld geradlinig verschoben wird, ändert sich dadurch am Ort des Elektrons die magnetische Feldstärke nicht. Wie reagiert das Elektron?

Zunächst: Einem Magnetfeld kann man keine sinnvolle Geschwindigkeit zuordnen. Man kann Magneten verschieben. Die sich dann ergebende Veränderung beschreibt man aber nicht durch eine Verschiebung, sondern durch das Feld .

Zitat:

Meine Ideen:
Wenn sich ein Elektron in einem homogenen Magnetfeld bewegt, wird es ja mit der Kraft F = q* vxB abgelenkt und beschreibt eine Kreisbahn. Obwohl sich ja da aus Sicht des Elektrons im homogenen Magnetfeld auch nichts ändert.

Doch, schon.
Aus Sicht des Laborsystems wirkt eine magnetische Kraft.
Aus Sicht des Elektrons wirkt eine elektrische(!) Kraft, die das Elektron auf die Kreisbahn zwingt. Das elektrische Feld entsteht aus dem magnetischen Feld durch den Wechsel des Bezugssystems.

Das ist ein relativistischer Effekt. Der Raum ist jeweils in Bewegungsrichtung verkürzt. Das führt dann dazu, dass elektrische Leitungen kürzer und die zugehörigen Ladungsdichten größer werden. Am einfachsten lässt sich das diskutieren, wenn man zur B-Felderzeugung einen unendlich langen, geradlinigen Leiter annimmt, in dessen Feld sich ein Elektron parallel zum Leiter bewegt.

https://www.physikerboard.de/topic,52470,-faq---elektromagnetismus-und-relativgeschwindigkeit.html

Viele Grüße
Michael
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